Расчет параметров схемы замещения нулевой последовательности

 

Трансформаторы подстанции Б:

= = 100,76 Ом

= = 100,76 Ом

= = 193,13 Ом

Трансформаторы подстанции Г:

= + /2 = 190,11 Ом

Одноцепные линии

Линия АБ:

= 3 ∙ = 3∙ 28 = 84 Ом

Линия БГ:

= 3∙ = 3 ∙ = 3 ∙ 10 = 30 Ом

Двухцепная линия

Линия БВ:

= 4,7 ∙ = 4,7 ∙ 56 = 263,2 Ом

= 3 ∙ = 3 ∙ 56 = 168 Ом

= - = 263,2 -168 = 95,2 Ом

- = 168 – 95,2 = 72,8

 

 

2.1.3. Выбор расчетных режимо

Основные режимы, при которых расчету подлежат все точки короткого замыкания, указанные на соответствующих схемах замещения:

A. максимальный – в работе находятся все генераторы, трансформаторы и линии при максимальном режиме работы смежной системы;

B. минимальный – в работе находятся все трансформаторы при минимальном режиме работы смежной системы.

 

Схема замещения участка сети (двухцепной ЛЭП) для различных режимов приведены на рисунках 3

 

Рисунок 2.1.2 Схема замещения прямой последовательности

 

Рисунок 2.1.3 - Схема замещения нулевой последовательности

Рисунок 2.1.4 - Схемы замещения двухцепной ЛЭП в режимах: а) нормальный; б) отключена и заземлена одна параллельная линия; в) каскадное отключение у шин подстанции Б; г) каскадное отключение у шин подстанции А

 

Вычисление токов трехфазных и однофазных КЗ.

Расчет производим согласно методике приведенной в [4]. Расчет производим вручную (приведен ниже) и при помощи программы ТКЗ-3000 (Результаты приведены в Приложении А). Результаты расчетов перенесем в таблицы 1. 2.

Точка К1

= 6,34 Ом

= 1,93

= /1,73 =230/(1,73∙6,34) 20,931 кА

= 1,73 /( + ) = 1,73 ∙ 230/(2∙6,34+1,93) = 27,3 кА

 

№	Х1	Iк(3)	№ ветви	Доля тока	Ток ветви	№	Х1	Iк(3)	№ ветви	Доля тока	Ток ветви
Максимальный режим	Минимальный режим
	6,34		1-2	0,09			6,42		1-2	0,08
			3-4	0,04					3-4	0,04
	15,46		1-2	0,74			16,12		1-2	0,77
			2-3	0,26					2-3	0,23
			3-4	0,13					3-4	0,12
	19,67		1-2	0,56			21,52		1-2	0,62
			3-4	0,22					3-4	0,19
	25,98		1-2	0,39			29,6		1-2	0,46
			3-4	0,44					3-4	0,48
			4-5	0,56					4-5	0,52
	13,39		1-2	0,21			19,38		1-2	0,31
			3-4	0,11					3-4	0,15
	29,67		1-2	0,56			31,52		1-2	0,62
			3-4	0,22					3-4	0,19
	335,5		1-2	0,56			337,4		1-2	0,61
			3-4	0,22					3-4	0,19
Отключена и заземлена одна параллельная линия
Максимальный режим	Минимальный режим
	14,32		3-5	0,16			21,41		3-5	0,24
	23,63		3-5	0,32			24,68		3-5	0,29
			1-2	0,68					1-2	0,71
Каскадное отключение у шин пст Б
Максимальный режим	Минимальный режим
	70,32		3-5	0,16			77,41		3-5	0,24
Каскадное отключение у шин пст В
Максимальный режим	Минимальный режим
	79,63		3-5	0,32			80,68		3-5	0,29

Таблица 2.1.1 - Результаты расчета токов трехфазного короткого замыкания

Таблица 2.1.2 - Результаты расчета токов однофазного короткого замыкания

№	Х1/Х0	3I0(1)	№ ветви	Доля тока	Ток ветви	№	Х1/Х0	3I0(1)	№ ветви	Доля тока	Ток ветви
Максимальный режим	Минимальный режим
	6,34		1-2	0,01			6,42		1-2	0,01
	1,93		2-3	0,01			1,93		2-3	0,01
			30-4	0,002					30-4	0,002
			4-31	0,002					4-31	0,002
	15,46		1-2	0,69			16,12		1-2	0,69
	30,34		2-3	0,31			30,49		2-3	0,31
			30-4	0,06					30-4	0,05
			4-31	0,06					4-31	0,05
	19,67		1-2	0,39			21,52		1-2	0,40
	33,91		2-3	0,39			34,46		2-3	0,40
			30-4	0,11					30-4	0,10
			4-31	0,11					4-31	0,10
			3-14	0,15					3-14	0,16
	25,98		1-2	0,23			29,6		1-2	0,24
	57,79		2-3	0,23			61,27		2-3	0,24
			30-4	0,47					30-4	0,49
			4-31	0,53					4-31	0,51
	13,39		1-2	0,06			19,38		1-2	0,08
	19,54		2-3	0,06			28,47		2-3	0,08
			30-4	0,06					30-4	0,08
			4-31	0,06					4-31	0,08
	29,67		3-14	0,73			31,52		3-14	0,73
	51,2		2-3	0,34			51,62		2-3	0,35
			30-4	0,10					30-4	0,09
Отключена и заземлена одна параллельная линия
Максимальный режим	Минимальный режим
	23,63		1-2	0,37			24,68		1-2	0,38
	31,73		2-3	0,37			32,55		2-3	0,38
			3-5	0,27					3-5	0,25
	14,32		1-2	0,07			21,41		1-2	0,10
	18,99		2-3	0,07			27,31		2-3	0,10
			3-5	0,14					3-5	0,20
Каскадное отключение у шин пст Б
Максимальный режим	Минимальный режим
	70,32		30-31	0,50			77,41		30-31	0,53
	131,2		31-5	0,50					31-5	0,47
Каскадное отключение у шин пст В
Максимальный режим	Минимальный режим
	79,63		3-30	0,41			80,68		3-30	0,44
	129,1		30-31	0,59			133,2		30-31	0,56

 

 

2.2.РАСЧЕТ ЗАЩИТ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ УЧАСТКА СЕТИ

2.2.1.Максимальные токовые защиты от междуфазных повреждений

Расчет максимальной токовой защиты для линии с односторонним питанием (БГ)

1. Ток срабатывания отсечки первой ступени защиты линии отстраивается от тока трехфазного КЗ на шинах НН подстанции Г (максимальный режим, точка 17)

= ∙ = 1,3 ∙ 396 = 515 А

2.Чувствительность защиты определяется при двухфазном КЗ в конце защищаемой линии (минимальный режим, точка 15):

= / = 0,866 ∙ 4213/515 = 7,09 > 1,5

3.Остаточное напряжение на шинах питающей подстанции находится при КЗ в конце зоны действия отсечки. Так как на подстанции нет выключателя со стороны высокого напряжения, зона действия отсечки охватывает и часть трансформатора подстанции. В этом случае, зона защищаемая отсечкой, находится аналитически:

= /√3 ∙ - = 230/(1,73 ∙ 0,515) – 21,52 = 236,7 Ом,

где = 21,52 Ом – сопротивление на шинах ПБ в минимальном режиме.

=√3 /√3 ∙ 100/ = √3 ∙ 0,515 ∙ 236,7 ∙ 100/230 = 92% >60% Ом,

Отсечка первой ступени принимается в качестве основной защиты на линии, так как отсечка надежно защищает всю линию и обеспечивает высокое остаточное на шинах подстанции. В связи с этим отсечка второй ступени не устанавливается.

4. Ток срабатывания третей ступени защиты отстраивается от максимального тока нагрузки подстанции Г и определяется:

=( / )∙ = 1,1∙2∙89/0,85 = 231,3 А

 

5. Чувствительность третей ступени проверяется при двухфазном КЗ на шинах НН

(минимальный режим, точка 17):

= / = 0,866 ∙ 394 / 231,3 = 1,48 > 1,2

К установке двухступенчетая токовая защита:

= 515 А, = 231 А.

Время срабатывания МТЗ должно быть больше времени работы резервных защит трансформатора ПГ, предварительно принимаем 3 с.

 

Кривые спад

 

 

Кривые спад

 

 

Таблица 2.2.1. - Расчет токовых отсечек от междуфазных КЗ для линий с двухсторонним питанием

Линия	Место установ ки защиты	Расчетные условия – вид и место КЗ, расчетный режим	Ток линии при КЗ	Ток линии при качания х, кА	Ток срабат ывания защиты , кА	Зона, защищае мая отсечкой	Остато чное напря жение, %	Назнач ение защиты
АБ	пА	Трехфазное КЗ на шинах пБ; режим максимальный	3,8	3,492	4,560		-		-	Основная
пБ	Трехфазное КЗ на шинах пА; режим максимальный	1,819		-		-	Не устанавливается
БВ	пБ	Трехфазное КЗ на шинах пВ; режим максимальный, отключена и заземлена одна линия БВ	1,46	2,586	3,104					Резервная
пВ	Трехфазное КЗ на шинах пБ; режим максимальный, отключена и заземлена одна линия БВ	1,819					Резервная

 

 

2.2.2. Расчет отсечек для линий с двухсторонним питанием

Предварительно производим построение кривых спадания токов по линиям токов по линиям при трехфазных КЗ максимальном и минимальном режимах (см.рис. 4).

Ток срабатывания отсечки определяем с учетом данных таблица в расчетных режимах (для параллельных линий одна из них отключена) и отстройка от тока качаний.

Ток качаний по линии АБ:

= 2,1 /(1,73 ∙ ) = 2,1 ∙ /(1,73 ∙ ( + + + )) = 2,1∙230/(1,73 ∙ 6,948 + 17 + 28 + 28))= 3,492 кА:

Ток качаний по линии БВ (отключена одна линия):

= 2,1 /(1,73 ∙ ) = 2,1 ∙ /(1,73 ∙ ( + + + )) = 2,1∙230/(1,73 ∙ 6,948 + 17 + 56 + 28))= 2,586 кА

Зоны, защищаемые отсечкой в максимальном режиме и минимальном режимах определяются по рисунку 4.

Зона, защищаемая в каскаде, для отсечки установленной на ПБ БВ:

= - = 42,84 – 24,68 = 18,16 Ом,

где = /(1,73 ∙ ) = 230/(1,73 ∙ 3,104) = 42,84 Ом,

= = 24,68 Ом (минимальный режим точка 3)

= ( / )100 = 100 (18,16/56) = 32 %.

Зона, защищаемые в каскаде, для отсечки установленной на ПВ БВ:

= - Ом,

= /(1,73 ∙ ) = 230/(1,73 ∙ 3,104) = 42,84 Ом,

= = 21,41 Ом (минимальный режим точка 5)

= ( / )100 = 100 (21,43 / 56) = 38%

Остаточное напряжение на шинах ПБ:

а) в максимальном режиме

=√3 ∙ / = √3 ∙ 3,104 ∙ 56 ∙ 29/230 = 37%

б) в режиме каскадного отключения

=√3 ∙ 3,104 ∙ 56 ∙ 32 / 230 =42%

Расчеты токовых отсечек от междуфазных КЗ для линий с двухсторонним питанием сведены в таблицу 3.