Пояснительная записка (1219318), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Выбранные уставки должны обеспечивать надежное отключение выключателя при к.з. в наиболее удаленной точке при нормальной и вынужденной схемах питания контактной сети (в случае вывода из работы поста секционирования) с требуемыми коэффициентами чувствительности.

Каждый из выключателей контактной сети на фидерах тяговых подстанций и постов секционирования должен содержать основную и резервную защиту от коротких замыканий. Для ускорения отключений близких коротких замыканий в начале линии может быть предусмотрена дополнительная защита в виде токовой отсечки без выдержки времени [3].

Для контактной сети переменного тока предпочтительными являются следующие виды защит: на фидерах тяговых подстанций трехступенчатая защита: в качестве основной – первая и вторая ступени дистанционной защиты; в качестве резервной – вторая и третья ступени дистанционной защиты; в качестве дополнительной – токовая отсечка. Если зона действия первой ступени не достигает шин поста секционирования, то на участке от конца этой зоны и до шин поста секционирования вторая ступень защиты выполняет роль основной. Все три ступени дистанционной защиты должны быть направленными, причем первая ступень – с памятью. Допускается выполнять первую ступень ненаправленной при условии блокировки ее по току подпитки или напряжению при кротких замыканиях «за спиной» (например, на шинах).

Селективность основных и резервных защит обеспечивается свойством направленности и с помощью различных выдержек времени срабатывания. Первые ступени защит (основная и дополнительная в виде токовой отсечки, а также защита пунктов параллельного соединения) выполняются без выдержки времени.

Выдержка времени резервных защит контактной сети переменного тока принимается 0,3 – 0,4 с. Вторая ступень защиты поста секционирования имеет выдержку времени 0,3 – 0,4 с. На фидере тяговой подстанции защиту второй ступени выполняют с выдержкой времени 0,6 – 0,7 с, а третьей ступени – 0,9 – 1,0 с [3].

Для предотвращения случаев пережога проводов контактной сети открытой электрической дугой допускается применять неселективные защиты, у которых все ступени выполнены без выдержки времени. Неверные (ложные и излишние) действия защиты при этом должны исправляться с помощью АПВ [2].

Защита от к.з. должна быть отстроена от максимальных нагрузок нормального режима работы, скачков тока при проезде локомотивом воздушного промежутка или нейтральной вставки, бросков тока намагничивания трансформаторов электроподвижного состава переменного тока. Так же отстраивается от изменений фазового угла при искрении над токоприемником при гололеде, а также от повреждений, отключаемых выключателем локомотива или выключателями смежных участков.

3.1 Расчет защиты фидеров тяговой подстанции

Существующие комплекты защиты фидеров контактной сети для тяговых подстанций переменного тока на ЭЧ Могоча и ЭЧ Ерофей – Павлович включает в себя двухступенчатые, а также трехступенчатые дистанционные защиты, дополненные токовой отсечкой, рисунок 3.1.

Первая ступень защиты – ненаправленная дистанционная защита без выдержки времени с блокировкой по току. Ее назначение отключать без выдержки времени короткие замыкания в пределах 85% части зоны «подстанция-пост» (рисунок 3.2).

Рисунок 3.1 – Графики селективности защит, участка А – Б

Рисунок. 3.2 – Расчетная схема для определения уставки срабатывания

первой ступени

Сопротивление срабатывания первой ступени, рисунок 4.2, защиты , Ом, определяется по формуле:

, (3.1)

где – коэффициент отстройки, равный 0,85; – сопротивление петли короткого замыкания «контактная подвеска-рельс» при К.З.. на шинах поста секционирования, Ом. Для двухпутного участка оно находится по формуле:

, (3.2)

где – сопротивление 1 км двухпутного участка при одном отключенном фидере контактной сети, Ом/км; – расстояние между подстанцией и постом секционирования, км.

Выбранное сопротивление срабатывания первой ступени проверяется на селективность по отношению к токам нагрузки:

, (3.3)

, (3.4)

где – коэффициент запаса, равный 1,2; – минимальное напряжение на шинах подстанции в рабочем режиме; – максимальный ток нагрузки фидера подстанции в рабочем режиме, выбирается из допустимого длительного тока для контактной подвески ПБСМ – 95 + МФ – 100 (так как токи нагрузки фидеров, см. пункт 2.2, не превышают 700 А).

Для двухпутных и однопутных участков должна быть также обеспечена селективность по отношению к токам, протекающим по защищаемому фидеру со стороны соседней подстанции (при двухстороннем питании) при близком к.з. на смежном фидере контактной сети, ДПР или других, отходящих от шин 25 кВ фидерах. В этом режиме напряжение на шинах подстанции значительно понижается и ненаправленная первая ступень защиты неповрежденного фидера может ложно сработать даже при относительно небольших токах подпитки к.з. на смежном фидере.

Для обеспечения селективной работы первой ступени ненаправленной дистанционной защиты предусмотрена блокировка срабатывания выходного элемента этой ступени по величине протекающего по фидеру тока.

Рисунок 3.3 – Варианты расположения точек короткого

замыкания при подпитке со стороны смежной ТП

Величина тока блокировки первой ступени дистанционной защиты должна быть больше максимального тока подпитки, протекающего со стороны соседней подстанции через защищаемый фидер при к.з. в точках К1и К2 (рисунок 3.3) на смежном фидере контактной сети (СЦБ или ДПР), то есть ток уставки элемента токовой блокировки , А, должен быть равен:

, (3.5)

где – максимальный ток подпитки К.З.. на шинах подстанции, А.

Максимальный ток подпитки , А, для двухпутного участка определяется по формуле:

, (3.6)

где – расчетное напряжение на шинах подстанции, В; – сопротивление энергосистемы в режиме К.З. на вводе подстанции в режиме максимума рассчитывается по формуле:

, (3.7)

где – мощность короткого замыкания системы в максимальном режиме, МВА; – сопротивление понизительного трансформатора подстанции, Ом:

, (3.8)

где – напряжение короткого замыкания трансформатора, %; – номинальная мощность трансформатора, МВА; n – максимальное количество включенных трансформаторов на подстанции; – сопротивление 1 км двухпутного участка при одинаковых и равнонаправленных токах обоих путей, Ом/км; – расстояние между постом секционирования и смежной подстанцией, км.

Активным сопротивлением в расчетах пренебрегаем ввиду их малости.

Для ускорения и повышения надежности отключения близких к тяговой подстанции коротких замыканий (когда направленные ступени дистанционной защиты могут иметь мертвую зону по направлению) предусмотрена токовая отсечка.

Уставка токовой отсечки , А, срабатывания определяется по формуле:

, (3.9)

где – максимальный ток, протекающий через фидер подстанции при к.з. на шинах поста секционирования в режиме максимума энергосистемы и всех включенных трансформаторах подстанций, А.

Рассчитанное значение проверяем по условию:

, (3.10)

где – максимальный ток нагрузки фидера, А.

Кроме того, выбранная по (3.9) уставка проверяется по условию:

(3.11)

где - минимальный ток протекающий при коротком замыкании на выводах выключателя на котором установлена рассчитываемая защита.

Для двухпутного участка, когда смежный путь отключен максимальный ток короткого замыкания , А, определяется по выражению:

. (3.12)

Время отключения первой ступени защиты не превышает 0,1 секунды.

Вторая ступень защиты – направленная дистанционная с выдержкой времени и с зоной работы от 0° до 120°. Ее назначение – при двустороннем питании межподстанционной зоны резервировать I ступень защиты фидера подстанции при к.з. в зоне «подстанция-пост» и защиту фидера поста секционирования при к.з. в зоне «пост секционирования – смежная подстанция».

Сопротивление срабатывания второй ступени защиты , Ом, рассчитывается по формуле:

, (3.13)

где – коэффициент чувствительности; – максимальное сопротивление, замеряемое защитой фидера подстанции при К.З.. на шинах смежной подстанции, Ом.

Максимальное значение сопротивления , Ом, при раздельном питании путей, рисунок 3.4, находится по формуле:

. (3.14)

С учетом каскадного действия выключателей (рисунок 3.5):

. (3.15)

Для двухпутного участка с включенным постом секционирования [3], так как вторая ступень для к.з. за постом секционирования выполняет роль резервной защиты по отношению к защитам поста секционирования.

Рисунок 3.4 – Расчетная схема для определения уставок второй

ступени при раздельном питании

Рисунок 3.5 – Расчетная схема для определения уставок второй

ступени с включенным постом секционирования

Нормально вторая ступень защиты отстроена от токов нагрузки по фазовым углам ее срабатывания; то есть не реагирует на токи нагрузки, углы сдвига фаз которой 20...40°, и отключает токи к.з. с углами сдвига фаз 60 – 70°.

После определения для различных возможных схем питания определяется с учетом требуемого коэффициента чувствительности и выбирается большее из полученных значений:

. (3.16)

Третья ступень защиты выполняется с зоной работы от 45° до 120°, заходящей за шины соседней подстанции на 20 – 30%, то есть с коэффициентом чувствительности 1,2. При этом третья ступень защиты будет реагировать на металлические короткие замыкания без остаточной нагрузки. На короткие замыкания с большой остаточной нагрузкой будет реагировать вторая ступень защиты , Ом:

. (3.17)

Характеристики

Список файлов ВКР