Оптимизация параметров микропроцессорной релейной защиты - Физика и энергетика дипломная работа

Главная

Физика и энергетика
Оптимизация параметров микропроцессорной релейной защиты

Базовое устройство Sepam 1000+ со стандартным интерфейсом и дополнительными модулями. Выбор микропроцессорных устройств. Описание существующей схемы питания кардиоцентра на напряжении 10 кВ. Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Каждый тип Sepam обладает всем набором функций, необходимых для того вида применения, для которого он предназначен:
- эффективная защита оборудования и людей;
- точные измерения и подробная диагностика;
- единая система управления оборудованием;
- сигнализация и местная или дистанционная эксплуатация.
Sepam 1000+ серии 20 применяются там, где необходимы токовые защиты или защиты по напряжению. Sepam 1000+ серии 40 имеют больший набор защит и применяются там, где одновременно необходимы токовые защиты и защиты по напряжению. Sepam 1000+ серии 80 предназначен для защиты объектов большой сложности, имеет наиболее полный комплекс защит, в том числе и дифференциальные.
Микропроцессорные защиты производства фирмы «Alstom». Фирма «Alstom» более 70 лет выпускает устройства РЗА и имеет пятилетний опыт работы на рынке СНГ. Устройства адаптированы к требованиям ПУЭ и ПТЭ, имеют методики применения и выбора уставок, схемы подключения ко всем типам коммутационной аппаратуры.
Защиты фирмы «Alstom» имеют 3 серии устройств: MODULEX3 (рисунок 1.3), MiCOM (рисунок 1.4), MODN. Серия MiCOM отличается от MODULEX3 расширенным перечнем функций и повышенной точностью работы. Серия MODN имеет расширенные возможности по управлению выключателем, что упрощает схему управления.
Рисунок 1.3 - Блок защиты серии MODULEX3
Рисунок 1.4 - Блок защиты серии MiCOM
К достоинствам устройств фирмы «Alstom» можно отнести то, что эти устройства разработаны недавно и имеют малые габариты. Кроме выполнения функций защиты и противоаварийной автоматики устройства осуществляют замер текущих величин, имеют автоматический контроль исправности. Конструктивно MiCOM выполнен в виде электронного блока с металлическим корпусом в виде кассеты. На задней стенке корпуса находятся клеммы для подключения входных и выходных сигналов. Внутри корпуса клеммники выполнены в виде разъемов. Замена электронного блока осуществляется выемкой его из кассеты без отключения соединительных проводов.
Защиты MiCOM Р120 - Р123 имеют только токовые защиты (аналог Sepam 1000+ серии 20). MiCOM Р125 - Р125 имеют токовые защиты и защиты по напряжению (аналог Sepam 1000+ серии 40). Все блоки защит, имеющие входы тока и напряжения измеряют электрическую мощность и энергию и могут быть использованы для технического учета электроэнергии.
Применение блоков БМРЗ является наиболее дешевым вариантом, обеспечивающим требования НТД к системам релейных защит. Применение защит фирмы «Alstom» обеспечивает современный уровень системы РЗиА при относительно небольшой стоимости. Использование защит семейства SPACOM является наиболее дорогим из рассматриваемых и наименее функционально насыщенным. Микропроцессорных устройств типа Sepam производства фирмы «Schneider electric» можно рекомендовать, как наиболее качественного оборудования при относительно невысокой цене.
Произведен выбор микропроцессорных устройств РЗиА, на которых будет базироваться система релейной защиты, рассматриваемая в проекте. На основании проведенного сравнения выбраны устройства производства французской фирмы «Schneider Electric».
2 . Описание существующей схемы питания кардиоцентра на напряжении 10 кВ
Для обеспечения повышенной надежности электроснабжения Челябинского кардиоцентра его электроснабжение осуществляется от четырех независимых источников питания, которыми являются две двухтрансформаторные подстанции напряжением 110/10 кВ «Новоградская» и «Паклинская».
Подстанции «Новоградская» и «Паклинская» в свою очередь получают питание по воздушным линиям электропередач напряжением 110 кВ, соединяющим ПС «Шагол» и ПС «Сосновская».
В дипломном проекте рассмотрено питание ПС «Новоградская» и ПС «Паклинская» (электрические схемы подстанций представлены на рисунках 2.3 и 2.4). Трансформаторы питаются по двухцепной воздушной линии марки АС-3х240 от подстанций «Шагол» длинной 5,8 км к п/ст «Новоградская» и 15,2 км к п/ст «Паклинская». На подстанциях установлены по два трансформатора с расщепленными обмотками мощностью 40 000 кВА (ТРДН-40000) с понижением напряжения 110/10/10. На ВН трансформатора имеется устройство регулировки напряжения под нагрузкой (РПН).
Для непосредственного питания Центра сердечно-сосудистой хирургии построен распределительный пункт (РП-118) напряжением 10 кВ и три трансформаторные подстанции ТП-2520, ТП-2521, ТП-2522, соединенные в магистраль.
Для обеспечения надежности электроснабжения кабельные линии соединяющие п/ст «Новоградская» и РП-118 а так же п/ст «Паклинская» и РП-118 сдвоены (2хАСБ-3х240 длинной 2,23 км и 2,5 км соответственно).
Электроснабжение РП-118 осуществляется от РУ 10 кВ ПС «Новоградская» по кабельным линиям 2хАСБ2 л 3х240-10 длиной 2230 м в земле и от РУ 10 кВ ПС «Паклинская» по КЛ 2хАСБ2 л 3х185-10 длиной 2500 м в земле до вводных ячеек РП. РП-118 имеет 4 секции сборных шин (СШ) и укомплектовано камерами КСО-203 Орского завода электромонтажных изделий с вакуумными выключателями нагрузки ВВ-TEL-10-20/1000. Предусмотрено наличие АВР между 1 и 2, 3 и 4 СШ. Также 1 и 3, 2 и 4 СШ соединяются между собой вакуумными выключателями вручную.
Непосредственно Кардиологический Центр питается от РП-118 по двум кабельным линиям АСБ2 л 3х185-10 длиной 185 м, проложенными в земле. На территории установлены двухтрансформаторные подстанции ТП - 2520, ТП - 2521, ТП - 2522, напряжением 10/0,4 кВ (кольцевая схема). Каждая ТП содержит два масляных трансформатора типа ТМГ11 мощностью 1000 кВА каждый. Общий вид, компоновка оборудования и разрез ТП - 2520 представлено на рисунках 2.10, 2.11, 2.12. На стороне 10 кВ между 1 - 2 секциями и 3 - 4 секциями установлены секционные выключатели и секционные разъединители с автоматикой включения резерва при обесточении смежной секции. Между 2-3 секциями и 1 - 4 секциями установлены секционные разъединители с ручным включением для обеспечения резервного питания секций с отключенным вводом.
В состав высоковольтного оборудования ТП входят: комплектное распределительное устройство, состоящее из ячеек типа SM-6 с микропроцессорными защитами Sepam и элегазовыми выкатными выключателями, силовые трансформаторы типа ТМГ-1000 кВА.
SM6 - серия модульных ячеек в металлических корпусах с воздушной изоляцией и стационарными (выкатными) элегазовыми коммутационными аппаратами: выключателями Fluarc типа SF-1 и разъединителями. Для защиты от коротких замыканий в ячейках SM6 применяются микропроцессорные устройства типа Sepam.
Силовые трансформаторы типа ТМГ11 (трехфазные масляные герметичные) служат для преобразования электроэнергии в сетях энергосистем и потребителей электроэнергии в условиях наружной или внутренней установки умеренного (от + 40 о С до минус 45 о С) или холодного (от + 40 о С до минус 60 о С) климата. Трансформаторы герметичного исполнения, без маслорасширителей. Температурные изменения объема масла компенсируются изменением объема гофров бака за счет их пластичной деформации.
На трансформаторах типа ТМГ (как и ТМЗ, ТНЗ) газовая защита выполняется с использованием мановакуумметров - приборов, измеряющих давление.
При возникновении повреждения в таких трансформаторах давление внутри бака растёт, а при утечке масла снижается. Мановукуумметр имеет двухстороннюю шкалу с отметкой посередине, соответствующей нормальному давлению, равному 0 атмосфер. Шкала вправо от 0 атм. соответствует повышению давления, а шкала влево - понижению. На отметках шкалы, например, 0,25 и 0,4 устанавливаются контакты. При повышении давления, когда стрелка мановакуумметра доходит до значения 0,25 ати или более, замыкается контакт, формируя сигнал о ненормальной работе трансформатора. Аналогично при снижении давления, когда стрелка доходит до значения -0,5 ати или менее, замыкается другой контакт, формирующий сигнал об утечке масла из бака.
Для распределения электроэнергии на 0,4 кВ в Кардиоцентре установлены три элетрощитовые (ЭЩ1, ЭЩ2, ЭЩ3), в каждую из которых имеется ввод от трех существующих ТП (2520, 2521, 2522). Схема питания элетрощитовых с указанием нагрузок (в частности от ТП-2520). Используются медные кабели марки ВБбШв с изоляцией и наружным покровом из ПВХ пластиката, с броней из двух спиральных оцинкованных лент из стали. Кабель прокладывают в местах подверженных механическим повреждениям, при отсутствии растягивающих усилий в процессе эксплуатации.
Также имеется ввод от дизель-генераторной установки в каждую электрощитовую для аварийного питания ответственных электроприемников. Электроприемники Федерального центра сердечно-сосудистой хирургии в основном относятся ко II категории по надежности электроснабжения. К нагрузкам I категории относятся электроприемники операционных блоков, отделений анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии, противопожарных устройств и охранной сигнализации, аварийное и эвакуационное освещение, больничные лифты. Для обеспечения аварийного (резервного) электроснабжения электроприемников I категории Центра сердечно-сосудистой хирургии предусматривается дизель-генераторная установка (ДГУ). ДГУ состоит из двух дизельных электростанций производства FG WILSON типа Р250Н (250 кВА), которые размещаются в двух комплектных утепленных и автоматизированных блок-контейнерах.
Переход на аварийное электроснабжение от ДГУ происходит в случае прекращения питания ВРУ1.3, ВРУ2.3, ВРУ3.3 и ВРУ4.1 от ТП №1, ТП №4 и ТП №3. Запуск обеих электростанций происходит одновременно, затем в случае когда нагрузка не превышает 70% мощности одной электростанции, одна из них отключается.
Рассмотрена и подробно описана существующая схема электроснабжения и характерный участок сети, для которого будет производиться расчет релейной защиты.
3. Расчет токов короткого замыкания
Мощность КЗ на шинах ПС «Шагол» (по данным ЧГЭС) в максимальном режиме S К.МАКС = 7967,4 МВА, в минимальном - S К.МИН = 5975,6 МВА.
Линии ВЛ1 - ВЛ4: каждая линия выполнена сталеалюминиевыми проводами; сечение жил по 240 мм 2 ; удельное активное и индуктивное сопротивления равны R 0 = 0,118 Ом/км, х о = 0,405 Ом/км [1, табл. 7.28]. Длина линий: до ПС «Новоградская» 5800 м, до ПС «Паклинская» - 15200 м.
Трансформаторы Т1, Т2 имеют тип ТРДН-40000/110/10. Напряжения короткого замыкания U К.СР = 10,5%, U К.МИН = 10,44%, U К.МАКС = 11,34%; РПН в нейтрали ±16% имеет ±9 ступеней.
Линия КЛ1, КЛ2: линия типа 2хАСБ; сечение жил 240 мм 2 ; длина линий 2,23 км. Удельные активное и индуктивное сопротивления прямой и обратной последовательности равны R 1УД = 0,16 мОм/м, х 1УД = 0,055 мОм/м. Удельные активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности: R 0УД = 1,55 мОм/м, х 0УД = 0,535 мОм/м [2, табл. 14].
Линии КЛ5 - КЛ14: линии типа АСБ2 л 3х185-10 длиной 215 м, 355 м, 115 м, 55 м, 470 м. Удельные активное и индуктивное сопротивления прямой и обратной последовательности равны R 1УД = 0,208 мОм/м, х 1УД = 0,056 мОм/м. Удельные активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности: R 0УД = 1,69 мОм/м, х 0УД = 0,606 мОм/м [2, табл. 14].
Линия КЛ15 - КЛ17: линия типа АПвВнг-10-3х(1х95) длиной 5 м. Удельные активное и индуктивное сопротивления прямой и обратной последовательности равны R 1УД = 0,405 мОм/м, х 1УД = 0,057 мОм/м. Удельные активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности: R 0УД = 2,505 мОм/м, х 0УД = 2,05 мОм/м [2, табл. 14].
3 .2 Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях напряже нием выше 1 кВ
3 .2.1 О собенности расчетов токов короткого замыкания в электрических сетях напряжением выше 1 кВ
Расчеты токов КЗ производятся для выбора типов и параметров срабатывания (уставок) релейной защиты различных элементов электрических сетей. В общем случае для выполнения защиты нужно знать фазные соотношения токов, а также при несимметричных КЗ за трансформатором - не только максимальные, но и возможные минимальные значения токов КЗ.
Для упрощения практических расчетов токов КЗ в распределительных электрических сетях напряжением выше 1 кВ принято не учитывать ряд факторов, которые в действительности могут существовать, но не могут оказать определяющего влияния на значения токов КЗ и их фазные соотношения. Как правило, не учитывается переходное сопротивление в месте КЗ и все повреждения рассматриваются как металлические КЗ двух или трех фаз или КЗ одной фазы на землю. Сопротивления всех трех фаз трансформаторов, линий и других элементов сети считаются одинаковыми. Не учитываются токи намагничивания силовых трансформаторов и токи нагрузки.
Принимая во внимание, что распределительные сети электрически удалены от источников питания и аварийные процессы в этих сетях мало сказываются на работе генераторов энергосистемы, считается, что при любых КЗ в распределительной сети напряжение питающей системы на стороне высшего напряжения (110 кВ) трансформатора остается неизменным.
При практических расчетах токов КЗ для релейной защиты вычисляется только периодическая составляющая тока, а влияние апериодической составляющей тока КЗ учитывается путем введения повышающих коэффициентов при расчетах релейной защиты.
Как правило, рассчитывается только трехфазное КЗ, а значения токов при других видах КЗ определяются с помощью известных соотношений.
3 .2.2 Расчет параметров схемы замещения
В начале расчета токов КЗ составляется схема замещения (рисунок 3.1), на которой все элементы расчетной схемы представляются в виде электрических сопротивлений.
Питающая система представляется на схеме замещения своим индуктивным сопротивлением, задаются два его значения: для максимального и минимального режимов работы системы. В максимальном режиме в системе включены все генераторы, все питающие линии, автотрансформаторы и другие питающие элементы, и при этом их эквивалентное сопротивление имеет наименьшее значение, а ток и мощность КЗ на шинах ВН рассматриваемой подстанции имеет соответственно наибольшее значение. В минимальном режиме отключена часть питающих элементов системы, и эквивалентное сопротивление оставшихся элементов имеет большее значение, чем в максимальном режиме, а ток и мощность КЗ - меньшее значение. Таким образом, в максимальном режиме система представляется в схеме замещения наименьшим сопротивлением Х С.МАКС , а в минимальном - наибольшим Х С.МИН . Индексы «макс» и «мин» относятся не к значению сопротивления, а к режиму работы системы.
3.2.3 Расчет сопротивлений элементов схемы замещения
Базисную мощность примем равной S Б = 1000 МВА. Принимаем среднее значение напряжения сети: U C Р1 =115 кВ; U C Р2 =10,5 кВ.
1 Сопротивление системы в максимальном и минимальном режимах рассчитаем по формуле (3.1), заменяя мощность КЗ:
Рисунок 3.1 - Схема замещения электрической сети напряжением выше 1 кВ для расчета токов короткого замыкания: а) при питании от ПС «Новоградская», б) при питании от ПС «Паклинская»
2 Сопротивление воздушных линий ВЛ1 - ВЛ2.
3 Сопротивление трансформаторов Т1 и Т2.
При минимальном положении регулятора РПН:
где U К.МИН - напряжение короткого замыкания при минимальном положение регулятора РПН [1, таблица 4.1], U К.МИН = 10,44%;
U РПН - диапазон регулирования напряжения [1, таблица 4.1], U РПН = 0,16 или 16%.
По формуле (3.3) получим сопротивление без учета расщепления вторичных обмоток:
Тогда общее сопротивление трансформатора по цепи одной вторичной обмотки найдем так:
При максимальном положении регулятора РПН аналогично формуле (3.3):
Тогда общее сопротивление трансформатора по цепи одной вторичной обмотки:
При нормальной работе линии, то есть в линии параллельно включены два кабеля (n = 2) - минимальное сопротивление линии:
где L - длина кабельных линий КЛ1 и КЛ2, L = 2,23 км - от ПС «Новоградская»; L = 2,5 км - от ПС «Паклинская».
При аварийном отключении одного из кабелей в линии (n = 1) - максимальное сопротивление линии по формуле (3.4):
3 .2.4 Расчет токов КЗ в максимальном режиме
В общем случае для каждой ступени напряжения определяется базисный ток короткого замыкания, используя формулу (3.5), и потом ток трехфазного короткого замыкания в какой либо точке:
где Х У - суммарное сопротивление от энергосистемы до точки, приведенное к базисным условиям.
При определении максимальных токов КЗ рассматриваем максимальный режим работы энергосистемы (S К.МАКС и соответственно сопротивление системы х С.МАКС ) при минимальных сопротивлениях рассматриваемой схемы электроснабжения Х Т.МИН и Х Л.МИН .
Определим конкретные значения токов КЗ для рассматриваемой схемы в максимальном режиме для точек А и Б (см. рисунок 3.1). Сначала проведем расчет при питании со стороны ПС «Новоградская».
Точка А - в начале воздушной линии напряжением 110 кВ. Подставив необходимые величины в формулу (3.6), получим:
Точка Б - в конце ВЛ1 - 110 кВ или на стороне высшего напряжения трансформатора 110/10 кВ:
Точка В-на шинах НН трансформатора 110/10 кВ.
Точка Г - в конце кабельной линии напряжением 10 кВ. Тогда ток трехфазного КЗ в точке Г:
Точка Д - в конце кабельной линии КЛ5 напряжением 10кВ. Тогда ток трехфазного КЗ в точке Д:
Точка Ж - на стороне высшего напряжения трансформатора 10/0,4 кВ:
Расчет при питании от ПС «Паклинская» аналогичный. Произведем расчет токов КЗ для этого случая.
Точка К - в конце ВЛ3 - 110 кВ или на стороне высшего напряжения трансформатора 110/10 кВ:
Точка Л - на шинах НН трансформатора 110/10 кВ. Ток трехфазного КЗ в точке Л:
Точка М - в конце кабельной линии напряжением 10кВ. Ток трехфазного КЗ в точке М:
Точка Н - в конце кабельной линии КЛ5 напряжением 10кВ:
3 .2.5 Расчет токов КЗ в минимальном режиме
При определении минимальных токов КЗ рассматриваем минимальный режим работы энергосистемы (S К.МИН и соответственно сопротивление системы х С.МИН ) при максимальных сопротивлениях рассматриваемой схемы электроснабжения х Т.МАКС и х Л.МАКС . Кроме того, рассчитывается ток двухфазного КЗ, поскольку последний по величине меньше:
Подставив числовые значения, найдем ток двухфазного КЗ в точке А:
Подставив числовые значения, найдем ток двухфазного КЗ в точке Ж:
Расчет при питании от ПС «Паклинская» аналогичный.
Расчеты токов КЗ в максимальном и минимальном режимах работы сведем в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 - Токи КЗ в максимальном и минимальном режимах работы
Место точек расчета короткого замыкания
Максимальный ток трехфазного КЗ , кА
Минимальный ток двухфазного КЗ , кА
Максимальный ток трехфазного КЗ , кА
Минимальный ток двухфазного КЗ , кА
3 .3 Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях напряжением до 1 кВ
3 .3.1 Особенности расчетов токов короткого замыкания для релейной защиты в электрических сетях напряжением до 1 кВ
Расчеты токов короткого замыкания (КЗ) выполняются для:
выбора и проверки электрооборудования по электродинамической и термической стойкости;
- определения уставок и обеспечения селективности срабатывания защиты в схеме электроснабжения.
При расчетах токов КЗ в электроустановках до 1 кВ необходимо учитывать активные и индуктивные сопротивления всех элементов, включая силовые трансформаторы, трансформаторы тока, реакторы, токовые катушки автоматических выключателей и проводники. Необходимо также учитывать:
- сопротивление электрической дуги в месте короткого замыкания;
- изменение активного сопротивления проводников в цепи вследствие их нагрева при коротком замыкании.
При составлении эквивалентных схем замещения параметры элементов исходной расчетной схемы приводятся к ступени напряжения сети, на которой находится точка КЗ - в данном случае к сети 380 В. Расчеты токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ производятся в именованных единицах, а активные и индуктивные сопротивления - выражаются в миллиомах (мОм).
- максимально упрощать всю внешнюю сеть напряжением 10 кВ по отношению к месту КЗ, представив ее системой бесконечной мощности с сопротивлением Х С , и учитывать только автономные источники электроэнергии и электродвигатели, непосредственно примыкающие к месту КЗ;
- принимать коэффициенты трансформации трансформаторов равными отношению средних номинальных напряжений тех ступеней напряжения, которые связывают трансформаторы [3].
В электроустановках, получающих питание непосредственно от сети энергосистемы, принято считать, что понижающие трансформаторы подключены к источнику неизменного по амплитуде напряжения через эквивалентное индуктивное сопротивление системы.
Расчетный ток одной цепи линии КЛ-19 (см. рисунок 3.2):
где U Н - номинальное напряжение, кВ.
Под послеаварийным режимом кабельной линии будем понимать режим, когда выходит из строя одна из двух кабельных линий, отходящих от шин ТП. При этом нагрузка на линию удваивается, то есть:
Рисунок 3.2 - Схема сети напряжением ниже 1 кВ
Выбираем кабель типа 2хВБбШв (4х120), допустимый ток согласно [4] I ДОП = 385А. Значит, проверку он проходит:
3.3.3 Исходные данные для расчета
Мощность КЗ на стороне высшего напряжения трансформатора в точке Ж при максимальном и минимальном режиме работы электрической сети (, ) приведены в таблице 3.1 и составляют соответственно 226,2 и 99,3 МВА.
Между трансформатором Т1 и вводным выключателем QF1 расположен кабель марки ПВ-2-3х4х(1х240) длиной 8 м.
- удельные сопротивления прямой последовательности R 1УД. К = 0,078 мОм/м, Х 1УД. К = 0,08 мОм/м;
- удельные сопротивления нулевой последовательности R О.УД. К = 0,772 мОм/м, Х О.УД. К = 0,43 мОм/м.
Трансформатор тока с коэффициентом трансформации 2000/5 имеет сопротивления R ТТ = 0, Х ТТ = 0.
Линия КЛ19 до электрощитовой: линия типа 2хВБбШв - (4х120); длина линий 150 м. Удельные активное и индуктивное сопротивления прямой и обратной последовательности равны R 1УД = 0,08 мОм/м, Х 1УД = 0,08 мОм/м. Удельные активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности: R 0УД = 0,54 мОм/м, Х 0УД = 0,31 мОм/м [2, табл. 1.4.1].
Расчет токов трехфазного КЗ заключается в определении начального действующего значения периодической составляющей тока КЗ.
При питании потребителя от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ без учета подпитки от электродвигателей рассчитывается следующим образом:
где U СР.НН - среднее номинальное напряжение сети, в которой произошло КЗ;
- полное сопротивление цепи КЗ, мОм;
R 1К и Х 1К - суммарное активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи КЗ. Рассчитаем их:
R 1К = R Т + R ТТ + R QF + R Ш + R К + R КЛ + R ВЛ + R Д ,
Х 1К = Х С + Х Т + Х ТТ + Х QF + Х Ш + Х КЛ + Х ВЛ ,
где Х С - эквивалентное индуктивное сопротивление системы до понижающего трансформатора, приведенное к ступени низшего напряжения;
R Т и Х Т - активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающего трансформатора;
R ТТ и Х ТТ - активное и индуктивное сопротивления первичных обмоток трансформатора тока;
R QF и Х QF - активное и индуктивное сопротивления автоматических выключателей, включая сопротивления токовых катушек расцепителей и переходные сопротивления подвижных контактов;
R Ш и Х Ш - активное и индуктивное сопротивления шинопроводов;
R К - суммарное активное сопротивление различных контактов;
R КЛ , R ВЛ и Х КЛ , Х ВЛ - активные и индуктивные сопротивления кабельных и воздушных линий;
R Д - активное сопротивление дуги в месте КЗ.
3.3.4 Определение сопротивлений схемы замещения
Сопротивление системы при максимальном режиме работы:
Сопротивление системы при минимальном режиме работы находим аналогично сопротивлению в максимальном режиме:
Сопротивления трансформатора ТМГ мощностью 1000 кВА для схемы соединения обмоток Y/Y О [1]: R 1Т1 = 1,7 мОм, Х 1Т1 = 8,6 мОм; сопротивления нулевой последовательности: R 0Т1 = 19,6 мОм, Х 0Т1 = 60,6 мОм.
Сопротивление кабеля ПВ-2 3х4х(1х240) между трансформатором и вводным автоматическим выключателем:
Сопротивление кабельной линии 2хВБбШв - (4х120) КЛ19 в максимальном и минимальном режимах:
R 1КЛ19.МИН = 0,08/2 • 150 = 6 мОм;
Х 1КЛ19.МИН = 0,08/2 • 150 = 6 мОм;
R 1КЛ19.МАКС = 0,08 • 150 = 12 мОм;
Х 1КЛ19.МАКС = 0,08 • 150 = 12 мОм.
Аналогично рассчитываются сопротивления нулевой последовательности. Схема замещения для расчета трехфазного тока КЗ представлена на рисунке 3.3а, а результаты расчета - в таблице 3.2.
Сопротивления переходных контактных сопротивлений:
- кабеля КЛ18 с двух сторон по R К.К = 0,012 мОм;
- суммарное сопротивление переходных контактных сопротивлений до точки «З» (учтем только кабель КЛ18):
- кабеля КЛ19 сечением 240 мм 2 : с двух сторон по R К.К = 0,012 мОм;
- суммарное сопротивление переходных контактных сопротивлений до точки «И» (учтем только кабель КЛ18 и кабель КЛ19):
R К.И = 2 • 0,012 + 2 • 0,012 = 0,048 мОм;
- сопротивления включения токовых катушек расцепителей и переходные сопротивления подвижных контактов автоматических выключателей представлены в таблице 3.3 [2, табл. 19].
Таблица 3.2 - Расчет сопротивлений кабельных линий
Таблица 3.3 - Сопротивления включения токовых катушек расцепителей и переходные сопротивления контактов выключателей
Активное и индуктивное сопротивления трансформаторов тока 2000/5 А примем равными нулю в следствии их малости.
Активное сопротивление заземляющей дуги:
- на шинах РУ - 0,4 кВ, точка З: R Д. З = 4 мОм;
- на шинах РУ - 0,38 кВ и все нижележащие точки, точка И: R Д = 8 мОм.
3 .3.5 Расчет токов КЗ в максимальном режиме работы эне р г осистемы
Сопротивление контура КЗ (прямой последовательности):
R 1 У . З = R 1Т1 + R 1К Л18 + R 1 QF 4 + R 1ТА1 + R К. З + R Д. З ,
R 1 У .З = 1,7 + 0,624 + 0,13 + 0 + 0,024 + 4 = 6,49 мОм;
Х 1 У . З = Х С.МАКС + Х 1Т1 + Х 1К Л18 + Х 1 QF 4 + Х 1ТА1 ,
Х 1 У .З = 0,707 + 8,6 + 0,64 + 0,07 + 0 = 10,03 мОм;
Значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в точке З рассчитаем по формуле (3.11):
Сопротивление контура КЗ (прямой последовательности):
R 1 У . И = R 1Т1 + R 1К Л18 + R 1 QF 4 + R 1ТА1 + R 1 QF 2 + R 1КЛ 1 9 + R 1 QF 1 + R К. И + R Д. И ,
R 1 У .И = 1,7+ 0,624 + 0,13 + 0 + 0,25 + 6 + 0,25 + 0,048 + 8 = 17 мОм;
Х 1 У . И = Х С.МАКС + Х 1Т1 + Х 1К Л1 8 + Х 1 QF 4 + Х 1ТА1 + Х 1 QF 4 + Х 1КЛ 19 + Х 1 QF 1 ,
Х 1 У .И = 0,707+ 8,6 + 0,64 + 0,07 + 0+ 0,1 + 6 + 0,1 = 16,23 мОм.
Значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в точке И рассчитаем по формуле (3.11):
3 .3. 6 Расчет токов КЗ в минимальном режиме работы энергосистемы
В расчете нужно заменить сопротивление Х С.МАКС на Х С.МИН и определить ток двухфазного КЗ.
Сопротивление контура КЗ (прямой последовательности):
Х 1 У . З = Х С.МИН + Х 1Т1 + Х 1К Л18 + Х 1 QF 4 + Х 1ТА1 ,
Х 1 У .З = 1,61 + 8,6 + 0,64 + 0,07 + 0 =10,93 мОм;
Значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в точке З:
Точка И. Сопротивление контура КЗ (прямой последовательности):
R 1 У .И = R 1Т1 + R 1КЛ18 + R 1 QF 4 + R 1ТА1 + R 1 QF 2 + R 1КЛ19 + R 1 QF 1 + R К.И + R Д.И ,
R 1 У .И = 1,7+ 0,624 + 0,13 + 0 + 0,25 + 12 + 0,25 + 0,048 + 8 = 23 мОм;
Х 1 У . И = Х С.М ИН + Х 1Т1 + Х 1К Л18 + Х 1 QF 4 + Х 1ТА1 + Х 1 QF 2 + Х 1КЛ 19 + Х 1 QF 1 ,
Х 1 У .И = 1,61 + 8,6 + 0,64 + 0,07 + 0 + 0,1 + 12 + 0,1 = 23,13 мОм.
Полное сопротивление по формуле (3.10):
Значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в точке И по формуле (3.12):
3 .3. 7 Расчет токов однофазных КЗ методом симметричных составляющих
Под однофазным КЗ подразумевается короткое замыкание на землю силовых элементов в трехфазной электрической системе с глухозаземленной нейтралью, при котором с землей соединяется только одна фаза.
Сущность метода симметричных составляющих состоит в замене несимметричной системы токов трехфазной сети при однофазном коротком замыкании тремя симметричными системами: прямой, обратной и нулевой последовательности [3]. Схема замещения нулевой последовательности приведена на рисунке 3.2б.
Если электроснабжение электроустановки напряжением до 1 кВ осуществляется от энергосистемы через понижающий трансформатор, то значение периодической составляющей тока однофазного КЗ рассчитывают по формуле (3.13):
где R 1У , R 2У и Х 1У , Х 2У - суммарные активные и индуктивные сопротивления соответственно прямой и обратной последовательности фазной цепи КЗ;
R 0 У и Х 0 У - суммарное активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности цепи КЗ.
Сопротивления обратной последовательности равны сопротивлениям прямой последовательности, что учтено в приведенной выше формуле коэффициентом 2. Эти сопротивления определяются аналогично параметрам схемы замещения сети для расчета трехфазного КЗ:
R 0 К = R 0 Т + R ТТ + R QF + R 0К + R Д + R 0 Ш + R 0 КЛ ,
Х 0 К = Х 0 Т + Х ТТ + Х QF + Х 0К + Х ОКЛ ,
где R 0 Т и Х 0 Т - сопротивления нулевой последовательности понижающего трансформатора;
R 0К , R 0 КЛ и Х 0К , Х 0 КЛ - сопротивления нулевой последовательности линии (сопротивления кабелей с учетом цепи зануления);
R ТТ , R QF , R К , R Д и Х ТТ , Х QF - сопротивления трансформаторов тока, автоматических выключателей, контактов и дуги в цепи зануления.
Схема замещения нулевой последовательности с параметрами для расчета токов однофазного КЗ показана на рисунке 3.2б.
- прямой последовательности R 1 У . З = 6,49 мОм; Х 1 У . З = 10,93 мОм;
R 0 У . З = R 0Т1 + R 0КЛ18 + R 0 QF 4 + R 0ТА1 + R К. З + R Д. З ,
R 0 У .З = 19,6 + 4,32 + 0,13 + 0 + 0,024 + 4 = 28,08 мОм;
Х 0 У . З = Х 0 Т1 + Х 0КЛ18 + Х 0 QF 4 + Х 0 ТА1 ,
Х 0 У .З = 60,6 + 2,48 + 0,07 + 0 = 63,15 мОм.
Ток однофазного КЗ в точке З рассчитывается по формуле (3.13):
- прямой последовательности R 1 У . И = 23 мОм; Х 1 У . И = 23,13 мОм;
R 0 У . И = R 0Т1 + R 0КЛ18 + R 0 QF 4 + R 0ТА1 + R 0 QF 2 + R 0КЛ 19 + R 0 QF 1 + R К. И + R Д. И ,
R 0 У .И = 19,6 + 6,18 + 0,13 + 0 + 0,25 + 81 + 0,25 + 0,048 + 8 = 115,5 мОм;
Х 0 У . И = Х 0 Т1 + Х 0КЛ18 + Х 0 QF 4 + Х 0 ТА1 + Х 0 QF 2 + Х 0 КЛ 19 + Х 0 QF 1 ,
Х 0 У .И = 60,6 + 3,44 + +0,07 + 0+ 0,1 + 46,5 + 0,1 = 110,8 мОм.
Ток однофазного КЗ в точке В рассчитывается по формуле (3.13):
Результаты расчета токов КЗ сведем в таблицу 3.4.
Таблица 3.4 - Расчетные данные токов КЗ в сети до 1кВ
М
Оптимизация параметров микропроцессорной релейной защиты дипломная работа. Физика и энергетика.
Реферат по теме Расчетное обеспечение водолазных спусков
Доклад: Кашель
Отчет по практике по теме Технология процесса каталитического крекинга
Реферат по теме Взаимодействие права и информатики
Реферат: The Crucible Essay Essay Research Paper It
Курсовая работа по теме Исследование лекарственных товаров
Роль Луки В Драме На Дне Сочинение
Дипломная работа по теме Совершенствование системы продаж ЗАО 'Тракт-Челяб' в условиях глобализации экономики
Сочинение На Тему Классическая Литература Золотое Наследие
Реферат: Методологический анализ произведения Княжна Тараканова х.,м., 245х187,5, 1864г., Константина
Реферат: Психодинамическая концепция психосоматозов. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Методические рекомендации по оснащению медицинских учреждений компьтерным оборудованием для регионального уровня единой государственной информационной системы в сфере здравоохранения,
Курсовая работа: Государственные преступления
Курсовая работа по теме Регулирование внешнеэкономической деятельности
Реферат: Страхование в США
Контрольная работа по теме Международная уголовная ответственность физических лиц
Реферат: Rights Of Privacy In The Private Sector
Контрольная Работа Квадратное Уравнение Теорема Виета
Звукорежиссура Темы Дипломных Работ
Пример Эссе По Егэ Английский Язык
Психічне відображення та його сутність, природа, основні прояви - Психология курсовая работа
Учет и анализ наличных и безналичных денежных потоков - Бухгалтерский учет и аудит дипломная работа
Реклама в маркетинговой практике - Маркетинг, реклама и торговля курсовая работа