Диссертация (792610), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Для получения точных параметров КЗдостаточно ввести (2.1) и (2.2) в указанную эквивалентную схему.Итак,показано,чтопараметрыэквивалентнойсхемысетиэнергосистемы в случае отсутствия исходной схемы сети СВЭ и еёпараметровможнорассчитатьвусловияхэксплуатации.Витогеэквивалентирование энергосистемы с учетом полученных параметровэквивалентной схемы сети при вычислении сопротивлений схемы замещенияприведет к снижению погрешности в вычислении токов КЗ питающих линииконтактной сети.Таким образом, в случае наличия данных по СВЭ только в видемощности КЗ на шинах 110(220) кВ (что характерно на стадиипроектированияэлектрифицированногоучастка)расчеттоковКЗвыполняется по нормативным документам [2; 3] с известной методическойпогрешностью. Однако при включении ТП в работу следует пересчитать токиКЗ и соответственно откорректировать расчеты релейной защиты.Другимисловами, предлагаемыйметодрасчетасопротивленийэквивалентной схемы сети энергосистемы в результирующей схемезамещения (рисунок 2.2,б) является рабочим инструментом в определениипараметров КЗ в тяговой сети для эксплуатационного персонала системэлектроснабжения железных дорог переменного тока.2.3Вывод основных формул для расчета параметров КЗ при узловойсхеме питания тяговой сетиОпределение параметров КЗ при представлении СВЭ в схемезамещения тяговой сети сопротивлениями эквивалентной схемы сети63энергосистемы, как было доказано, позволяет снизить погрешность, котораяимеет место в существующих расчетах.Из существующего разнообразия различных способов определениятокораспределения в тяговой сети при КЗ [2; 3; 8; 55-60] воспользуемсяметодом расчета токораспределения на основе решения системы уравненийравновесия [55], составленных с использованием законов Кирхгофа, дляузловой схеме питания, что позволит определить действительные величинытоков при КЗ в отдельных точках межподстанционной зоны для анализаповедения релейной защиты.На основании данного метода произведем вывод основных формулприменительно к расчетным схемам на рисунке 2.3, выполненныманалогично схеме замещения межподстанционной зоны тяговой сети свведенными в нее параметрами эквивалентной схемы сети энергосистемы(см.
рисунок 2.2,б).Насхемах(рисунок2.3)приведеныразличныеслучаиКЗ,рассмотрение которых необходимо для всестороннего анализа поведениярелейной защиты, а именно:– случай, характеризующий условия, складывающие в первый моментвремени после возникновения КЗ, когда ни один из выключателей питающихлиний не отключился (рисунок 2.3,а);– случай,характеризующийусловия,имеющиеместопослеотключения выключателя подстанции, расположенного ближе других кместу КЗ (рисунок 2.3,б);– случай, когда КЗ на присоединении питающей линии станции илиДПР (рисунок 2.3,в).64Рисунок 2.3 – Расчетные схемы межподстанционной зоны тяговой сетиНа схеме рисунок 2.3 приняты следующие обозначения:65U12,рас – расчетное напряжение энергосистемы, приведенное к ступени27,5 кВ, кВ;UП1, UП2 и UПС – расчетные напряжения на шинах подстанций 1 и 2 иПС, кВ;Zs1,иZs2–Zs12сопротивленияэквивалентнойсхемысетиэнергосистемы, приведенные к ступени 27,5 кВ, Ом;Zтр1, Zтр2 – сопротивления фазы трансформаторов подстанций 1 и 2, Ом;L1, L2 – расстояния от подстанции 1 и 2 до ПС, км;lК – расстояние от подстанции 2 до места КЗ, км;в1…в8 – выключатели межподстанционной зоны;I1, I2, I3 – токи КЗ в ветвях схемы, А.2.3.1 Расчет токораспределения в тяговой сети при КЗДля схемы на рисунке 2.3,а система уравнений равновесия приметследующий вид:2(32+(32(3+где+++++2(3++++232(3)+тр23тр++)+тр++)++23,тр)++к+++⎫⎪+(−− к ) + Э +⎪, )(⎪⎪, к+ Э =,рас⎪⎪+(−− к) + Э + ⎪, )(+тр(ЭЭ+)+− к) + 2+=(23кЭ+=Э+к− к) +,рас+,+Э,расЭ+⎬⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭(2.3)z22 – удельное сопротивление тяговой сети двухпутного участка привключенной в работу контактной сети обоих путей и равных токах в ихподвесках по величине и направлению, Ом/км;66z21 – удельное сопротивление тяговой сети одного пути двухпутногоучастка при отключенной контактной сети другого пути, Ом/км;z–1,2 – удельное сопротивление тяговой сети одного пути двухпутногоучастка при включенной в работу контактной сети обоих путей и равных повеличине, но противоположных по направлению токах в их подвесках,Ом/км;ZЭ – эквивалентное сопротивление в месте КЗ, Ом.Необходимые параметры тяговой сети для различного вида контактнойсети и контактных подвесок представлены в [2; 3].Составим систему уравнений для схемы на рисунке 2.3,б:(232[ (3++ [+(+23+тр+,)+К+Э]2+ [ (3− К) + 2 , К +,К+Э)+К=Э]+Э],рас++=,рас+⎫⎪⎪⎬) +⎪⎪⎭тр(2.4)Система уравнений равновесия для схемы на рисунке 2.3,в запишется ввиде:2[ (3где++2+ [ (32+ [ (3+2(3тр)++++трк(+к)++Э]+=Э)к+)++,расЭ]=к+Э],рас+⎫⎪⎪⎬⎪⎪⎭(2.5)z0 – индуктивно развязанное сопротивление провода, Ом/км.Решение систем (2.3), (2.4) и (2.5) позволит получить токи по всемпитающим линиям контактной сети в различных случаях КЗ и при учетесопротивлений СВЭ и может быть найдено с помощью известных методоврешения системы линейных алгебраических уравнений.672.3.2 Определение напряжений и сопротивлений в тяговой сети при КЗНапряжения в узлах рассматриваемых расчетных схем, а именно нашинах ТП и ПС, необходимые для определения сопротивлений замеряемыхзащитами присоединений питающих линий могут быть определеныследующим образом:для схемы на рисунке 2.3,а=П−П,рас −2( + )(3=,рас −2( + )(3ПС =++,рас+тр2( + )3П=,рас=,рас−2(−2ЗнаяПС=токи,рас−23(присоединений+++ (для схемы на рисунке 2.3,в+тр+трпитающих+тр++;(2.6));(2.8))+)++ (для схемы на рисунке 2.3,бП−3+2++)++32линиитртр(2.7);(2.9);(2.10));.
(2.11))+контактнойсетиподстанций и поста и напряжения на их шинах, могут быть найденысопротивления, замеряемые защитами этих присоединений по формулам:для схемы на рисунке 2.3,ав (в )в==,рас2(−−,рас2(323−+23+)+++4− (3тртр++32++)−;23тр(2.12));−(2.13)68в,рас=−23−для схемы на рисунке 2.3,бв (в )==в2(,рас,расдля схемы на рисунке 2.3,вв (в )=2,рас−−22(3−−2)++− 4(+− 2(43−43++тр++тр)++23тртр);+32;);(2.14)(2.15)(2.16). (2.17)Вывод основных формул выполнен применительно для двухпутныхучастков узловой схемы питания.Для автоматизации вычислений при анализе поведения защиты,необходимомприразработкепредложенийпоеенастройкеисовершенствованию, разработана программа для ЭВМ «Программа расчетапараметров короткого замыкания в тяговых сетях переменного тока 25 кВРАПКЗ» (выполнена в программе «MathCAD»), на которую полученосвидетельство о государственной регистрации № 2017613520 [61].2.41.Выводы по главеПредложена однофазная схема замещения для расчета токов КЗ втяговой сети при ее двухсторонней схеме питания, учитывающая связь двухсмежных подстанций по линии 110(220) кВ, что значительно снижаетметодическую погрешность расчетов по нормативным документам.2.Предложен способ получения точных параметров эквивалентнойсхемы сети энергосистемы для введения в результирующую схемузамещения при недостаточной информации по сети.3.Выведены основные формулы для расчета параметров КЗприменительно к расчетным схемам, иллюстрирующим различные случаи69КЗ, рассмотрение которых необходимо для всестороннего анализа поведениярелейной защиты, и учитывающим взаимную связь двух смежныхподстанций, что повышает точность расчетов.4.Разработана программа для ЭВМ расчета параметров КЗ втяговых сетях переменного тока 25 кВ, на которую получено Свидетельствоо государственной регистрации в ФИПС.
Программа позволяет получитьотносительно точные значения токов, напряжений и сопротивлений при КЗ влюбой точке межподстанционной зоны.703СЕЛЕКТИВНАЯ И НЕСЕЛЕКТИВНАЯ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫТЯГОВОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА3.1Селективная и неселективная системы защиты тяговых сетейЗащиты всех выключателей контактной сети межподстанционной зоныобразуют так называемую систему защиты от токов КЗ, в которой зоны ивременные характеристики срабатывания защит связаны друг с другом [62-66;132].Надежностьустройствтакойтяговогосистемыопределяетэлектроснабженияиэффективностьобеспечениеработыминимальнойповреждаемости контактной сети, достигаемой только за счет мгновенного,то есть без выдержки времени отключения КЗ в любой точке контактной сетимежподстанционной зоны [67-74].Широко известны и наиболее часто используются две системы защиты –селективная система защиты (ССЗ) и неселективная (НСЗ).При ССЗ повреждение в любой точке межподстанционной зонывызывает отключение только выключателей, ближайших к месту КЗ(рисунок 3.1,а).
Так, при КЗ в точках К1, К2 и К3, отключаются тольковыключатели в2 подстанции ТП1 и выключатель в4 ПС.Поэтому приходится выполнять трехступенчатыми с тремя зонамидействияосновныедистанционныезащиты(защитысопротивления)выключателей питающих линий контактной сети ТП и ПС. Для выключателяв2 это будут ступени с зонами действия: I – без выдержки времени, то естьтолько с временем срабатывания измерительного органа дистанционнойзащиты tЗI = tЗ и II, III – с временем tЗII и tЗIII, увеличенным насоответствующую величину выдержки (рисунок 3.1,в).
Совместно ониреализуют временную характеристику срабатывания защиты выключателя в2,показанную на рисунке 3.1,г.71Существует некоторая принятая условность в изображении зоныдействия ступеней зашиты (рисунок 3.1,б), заключающаяся в том, чтоистинные зоны их действия начинаются не от шин ТП, как для простотыпринято показывать на схемах, и как это сделано и в настоящей работе, а затрансформаторами тока, размещаемыми за или перед выключателямиприсоединенийпитающихлинийзоны[75-77;133].Например,применительно к рисунку 3.1,б истинная зона действия ступеней защитывыключателя в2 начинается с сечения контактной сети по а – а затрансформатором тока ТТ, а не от шин подстанции ТП1.Аналогичным образом показываются и зоны действия ступенейдистанционных защит выключателей ПС.
Например, зоны действия первой,второй и третей ступеней защиты выключателя в4 поста настраиваются так,как это показано на рисунке 3.1,д. Вкупе они реализуют временнуюхарактеристику срабатывания, показанную на рисунке 3.1,е.Длина зоны действия I первой ступени защит ССЗ выполняется обычнов 0,85·L, где L – расстояние подстанция – пост (см. рисунок 3.1,б,в). В случаеКЗ в точке К3, расположенной в зоне длиной в 0,15·L вблизи ПС, при ССЗвыключатель в2 подстанции ТП1 отключится с суммарным временем tВ + tЗII,где tВ – время срабатывания выключателя, а tЗII – время срабатыванияизмерительного органа дистанционной защиты и выдержка времени второйступени защиты (см. рисунок 3.1,в).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
