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 2.1.3 - 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.
