close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Rozd 2 MARINA 1

код для вставкиСкачать
2. РОЗРАХУНКИ СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ І РЕЛЕЙНОГО ЗАХИСТУ ЕЛЕКТРИЧНОЇ МЕРЕЖІ 110 кВ
Устаткування, вибране у попередньому розділі за умов нормального режиму експлуатації, повинно бути перевірене на дієздатність в аварійних режимах. Для цього необхідно вирішити ряд наступних питань: вибір розрахункових умов, розрахунки нормальних режимів, що передують коротким замиканням, розрахунки аварійних режимів при симетричних і несиметричних коротких замиканнях, вибір релейного захисту заданих елементів електричної мережі. Схема мережі, склад устаткування, потужності навантажень, параметри елементів відомі з попереднього розділу бакалаврської роботи.
2.1 Розрахунки симетричних і несиметричних коротких замикань
2.1.1 Вибір розрахункових умов
У даній роботі розрахунки аварійних режимів електричної мережі виконані для перевірки устаткування однієї з підстанцій на дію струмів коротких замикань (КЗ) і вибору релейного захисту трансформатора підстанції №6 і ПЛ Б-6. Тому розрахункові умови аварійних режимів, розрахункова схема, розрахункові режими мережі, місця, види і тривалість коротких замикань обрані так, щоб забезпечити рішення цієї задачі. У розрахункову схему уведені всі джерела, усі зв'язки між ними й елементи, по яких потрібно визначити струми КЗ. Як розрахункові режими розглядаються режими максимальних і мінімальних навантажень.
Для вибору релейного захисту ПЛ у кожнім з розрахункових режимів обрані точки КЗ на лінії (на початку, наприкінці й у проміжних точках), а для вибору захисту трансформаторів - на шинах ВН і НН підстанцій. 2.1.2 Розрахунки стаціонарних режимів, що передують коротким замиканням
Розрахунки нормальних режимів, що передують коротким замиканням, необхідні для визначення параметрів режиму генераторів (модулів і кутів векторів ЕРС), тому що вони істотно впливають на величини струмів КЗ. Тому до розрахунку струмів КЗ виконується розрахунок кожного з прийнятих розрахункових режимів - режиму максимальних і мінімальних навантажень. Схеми електричної мережі і схеми заміщення для розрахунку нормальних режимів складені на основі прийнятої розрахункової схеми і містять джерела ЕРС і незмінні опори, схеми представлені на рис. 2.1 і 2.2 відповідно.
Рисунок 2.2 - Схема заміщення електричної мережі
Розрахунки нормальних режимів електричної мережі виконуються із застосуванням програми W_NORM на ЕОМ [3]. Програма складається з головної програми і ряду процедур, що реалізують основні етапи рішення задачі:
- розрахунок елементів матриці власних і взаємних провідностей вузлів електричної мережі (процедура PROW); - розрахунок небалансів потужності і лінійна апроксимація рівнянь (процедура JAKOBI). Результатом роботи процедури є елементи лініаризованих вузлових рівнянь мережі - матриця Якобі та вектор небалансів активної і реактивної потужності ∆Pi, ∆Qi у вузлах мережі;
- рішення лініаризованих вузлових рівнянь методом Гаусса-Жордана, розрахунок виправлень і перехід до розрахунку нового наближення (процедура JORDAN);
Вихідними даними є: число вузлів N і гілок M; номінальна напруга вузлів мережі VNOM; потужність навантажень PN, jQN і генераторів PG, jQG; опору R, X; провідності G, B; коефіцієнт трансформації KT. Файл вихідних даних представлений у таблиці 2.1. Результатами розрахунку нормального режиму є струми, перетік, втрати потужності по всіх галузях, модулі і кути векторів вузлових напруг, активні і реактивні потужності балансуючого вузла, сумарні активні і реактивні потужності навантажень, шунтів на землю і сумарні втрати в мережі, що представлені в таблиці 2.2.
Таблиця 2.1 - Вихідні дані нормального максимального режиму
Число вузлів9Число гілок1Інформація про вузлиNUNOMPNQNPGQG1
2
3
4
5
6
7
8
9
110,00
110,00
110,00
110,00
110,00
110,00
110,00
110,00
110,00
7,96
20,93
16,59
13,4
15,5
20,121
0,00
0,00
0,00
3,81
10,31
8,49
7,97
8,68
10,83
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
37,4
57.101
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
23.14
26.95
0,00
Інформація про гілкиIJRXGBKT488.9118.90,00121.50,00173.749.550,0063.580,00122.837.230,0048.10,00232.837.230,0048.10,00377.2918.60,00123.70,00Продовження таблиці 2.1IJRXGBKT744.5511.60,0077.30,00383.1510.630,0073.80,00452.995.070,00126.340,00868.0913.90,0086.450,00894.0456.950,0043.220,00964.0456.950,0043.220,00
Таблиця 2.2 - Результати розрахунку нормального максимального режиму
Потік Р
Р вузлПотік Q
Q вузлВтрати Р
UВтрати Q
Фаз кутI
Р нбN
Q нбВузол № 1(1)-16.254-8.5880.098-0.2500.1627( 7)8.2915.5020.022-0.0550.0872( 2)-7.960-3.810113.727-0.0200.003-0.001Вузол № 2(2)-8.269-5.4470.022-0.0550.0871( 1)-12.665-4.2460.039-0.1010.1183( 3)-20.930-10.310113.172-0.0230.004-0.001Вузол № 3(3)12.7044.3470.039-0.1010.1182( 2)-6.616-4.8900.038-0.0970.0727( 7)-22.677-6.3540.135-0.4560.2078( 8)-16.590-8.490113.762-0.017-0.001-0.003Вузол №4(4)-14.683-3.1050.156-0.3320.1328( 8)-14.291-10.7760.114-0.2890.1587( 7)15.5738.0000.071-0.1210.1555( 5)-13.400-7.970113.306-0.0190.001-0.002
Продовження таблиці 2.2Потік Р
Р вузлПотік Q
Q вузлВтрати Р
UВтрати Q
Фаз кутI
Р нбN
Q нбВузол №5 (5)-15.502-7.8790.071-0.1210.1554( 4)-15.500-8.680112.538-0.0230.002-0.001Вузол №6 (6)-10.060-4.8540.078-0.1340.0988( 8)-10.062-5.1370.040-0.0690.0999( 9)-20.121-10.830113.687-0.0080.001-0.002Вузол № 7(7)16.3518.8380.098-0.2500.1621( 1)6.6544.9870.038-0.0970.0723( 3)14.40511.0650.114-0.2890.1584( 4)37.40023.140114.988-0.010-0.011-0.002Вузол № 8(8)14.8393.4370.156-0.3320.1324( 4)22.8126.8100.135-0.4560.2073( 3)10.1384.9880.078-0.1340.0986( 6)10.1374.7020.038-0.0660.0979( 9)57.92619.937115.0000.0000.0000.000Вузол № 9(9)-10.099-4.6360.038-0.0660.0978( 8)10.1025.2050.040-0.0690.0996( 6)0.0000.000114.360-0.0040.0000.000
В результаті розрахунку нормальних режимів видно, що вузлові напруги змінюються від 119.342 кВ до 121.681 кВ максимальному режимі і від 109.280 кВ до 110.90 кВ у мінімальному режимі, тобто не виходять за межі регулювання .
Результатами розрахунку нормального режиму для кожного з вузлів є:
- струми, потужності та втрати активної та реактивної потужності для кожної з гілок, що підходить до вузла;
- сумарна потужність, що споживаються чи генерується у вузлі, напруги та небаланс потужності у вузлі.
Також визначені дані по мережі:
- сумарні потужності, що використовуються чи генеруються, активні та реактивні потужності;
- повні втрати активної та реактивної потужності у мережі.
Аналіз отриманих результатів дозволяє зробити наступні висновки: режим роботи електричної системи при заданих потужностях навантажень здійснимо, відхилення напруги у вузлах мережі не виходять за припустимі межі, струмові навантаження для всіх елементів мережі припустимі, потужності у вузлах навантаження и у генеруючих вузлах збалансовані.
Можна також відзначити, що розрахунки режимів на ЕОМ у порівнянні з результатами вручну вимагають менших витрат часу і є більш точними. 2.1.3 Розрахунки струмів симетричних і несиметричних коротких замикань
Аварійні режими в електричних системах виникають при ушкодженнях і відключеннях окремих елементів, коротких замиканнях, порушеннях усталеної роботи вузлів мережі. Це, як правило, короткочасні режими, і мета аналізу полягає в тому, щоб оцінити їх допустимість для устаткування і вибрати засоби захисту.
У трифазних системах із заземленою нейтраллю розрізняють наступні основні види коротких замикань в одній точці: трифазне, двофазне, однофазне, двофазне на землю.
Необхідність у розрахунках несиметричних аварійних режимів виникає при рішенні задач релейного захисту, автоматики і стійкості енергосистем. Розрахунки несиметричних аварійних режимів виконують також при виборі схем з'єднання електричних мереж і підстанцій, виборі апаратів і інших елементів по струмах короткого замикання, проектуванні і настроюванні релейного захисту.
У схемах заміщення аварійних режимів [2] не враховуємо струми намагнічування трансформаторів і автотрансформаторів, насичення магнітних систем електричних машин, поперечні активні і ємнісні провідності ліній електропередачі, опору навантажень. Тому що відповідно до прийнятих розрахункових умов розглядаються симетричні і несиметричні короткі замикання, схеми заміщення складені для кожного з прийнятих розрахункових режимів.
Струми КЗ визначені як для початкового (t=0), так і для інших моментів (t=0.01c, t = tвідкл та ін.) перехідного процесу. Усі ці величини рекомендується [2] визначити на підставі схеми заміщення у надперехідному режимі. Відповідно до цього складання схем заміщення виконано для надперехідного режиму. Узагальнене навантаження в схему заміщення для надперехідного режиму включаються надперехідними параметрами (у наближених розрахунках приймають ).
Схеми заміщення для розрахунків несиметричних коротких замикань складаються в симетричних складових (для струмів прямої, зворотної та нульової послідовностей) та для кожного з прийнятих розрахункових режимів. Схема заміщення прямої та зворотної послідовності мають однакову конфігурацію
Схема заміщення зворотної послідовності відрізняється тільки параметрами генераторів ( та навантажень ).
Схема заміщення нульової послідовності містить тільки ті елементи розрахункової схеми, по яких протікає струм нульової послідовності. Параметри елементів у схемі заміщення нульової послідовності визначені з урахуванням особливостей їхнього конструктивного виконання (одно чи дволанцюгові ПЛ із тросами чи без тросів, трьохстержневі чи групові трансформатори та автотрансформатори та ін.). Схеми заміщення для розрахунку несиметричних коротких замикань представлені на рис. 2.3, 2.4, 2.5
Рисунок 2.3 - Схема заміщення прямої послідовності
Рисунок 2.4 - Схема заміщення зворотної послідовності
Рисунок 2.5 - Схема заміщення нульової послідовності
Опори ліній у схемі заміщення нульової послідовності:
R=r0L [Ом]
А1:R=0,16223,12=3,7412:R=0,16217,5=2.83 45:R=0,24923,75=5,923:R=0,16217,5=2.83
А3:R=0,16245=7,29 Б3: R=0,12026,25=3,15
Б4:R=0,19845=8.91 Б6:R=0,24932,5=8,09
А4: R=0,16228,12=4,55
X=x0L [Ом]
Б4:X=0,427453,5=66,15 12:X=0,41317,53,5=25,305 45:X=0,42723,755,5=27,8823:X=0,41317,53,5=25,305 A3:X=0,413453,5=65,1Б3:X=0,40526,253,5=37,205
А1:X=0,41323,123,5=33,425Б6:X=0,42732,55,5=76,45
А4: Х=0,41328,123,5=33,425
Опори трансформаторів:
ПС1: 14,7+j220,4 ПС4: 5+ j142,2
ПС2: 4,38+ j86,7 ПС5: 2,6+ j88,9
ПС3: 7,95+ j139 ПС6: 4,38+ j86,7
2.1.4 Алгоритм розрахунку трифазних і однофазних КЗ.
У основу алгоритму покладені наступні допущення:
1. Відмова від обліку гойдань і АРВ генераторів. При цьому генератори враховуються постійними ЕРС і опорами; 2. Відмова від обліку насичення магнітних систем елементів мережі.
3. Наближений облік навантажень. Залежно від стадії перехідного процесу, навантаження можна представити або деяким постійним опором або постійною ЕРС за опором.
4. Збереження симетрії системи. Всі елементи мережі (окрім пошкоджених) вважаються симетричними. Трифазне коротке замикання є симетричним, розрахунок виконується на одну фазу. При прийнятих допущеннях всі елементи електричної мережі стають лінійними, тому як математична модель мережі можна використовувати умову рівняння у формі балансу струмів:
, (2.1)
де yij, yii - власні та взаємні провідності вузлів, елементи матриці вузлових провідностей мережі [y]; j1=yГ1*E1 - струми, що задають, у вузлах мережі.
Вектор-стовпець заданих величин j містить n рядків, що відповідають навантажувальним вузлам, нулі ji=0, а в рядках, що відповідають вузлам з генераторами j1=yГ1E1.
При трифазному короткому замиканні в одному з вузлів мережі напруга відповідного вузла стає рівним нулю, кількість невідомих та рівнянь (2.1) зменшується на одиницю. Система з ( n -2) лінійних вузлових рівнянь
[yk][Uk]=[Ik], (2.2)
рішення якої дає значення невідомих напруг у вузлах мережі при короткому замиканні, є математичною моделлю електричної мережі в аварійному режимі при прийнятих допущеннях. Рівняння (2.2), що відповідають коротким замиканням у різних вузлах мережі, виходять з (2.1) викреслюванням рядка та стовпця, що відповідають вузлу з коротким замиканням.
При несиметричних КЗ розрахунок виконується методом симетричних складових:
1. Будь-яку несиметричну систему струмів та напруг фаз трифазної гілки можна однозначно представити у виді суми трьох симетричних трифазних систем векторів: прямої, зворотньої та нульової послідовності.
2. При переході від фазних величин [ Iij]F, [ Uij]F до симетричних складовим матриці [Zij]F та [Yij]F симетричних елементів стають діагональними:
(2.3)
3. Струми та напруги в схемах прямої, зворотньої та нульової послідовностей порізно підкоряються першому та другому законам Кірхгофа.
Основними етапами розрахунку аварійного режиму є:
- розрахунок параметрів елементів та складання схем заміщення мережі для струмів прямої, зворотньої та нульової послідовностей,
- підготовка файлу вихідних чи даних набір схеми на моделі,
- розрахунки струмів КЗ в обсязі, необхідному для перевірки устаткування та вибору релейного захисту.
Одним із джерел живлення в розрахунковій схемі є потужна енергосистема. У складі вихідних даних заданий струм короткого замикання на шинах системи. На основі цих параметрів знайдений опір системи , а ЕРС прийнято рівним номінальній напрузі системи. В основу алгоритму покладені наступні припущення: відмовлення від обліку хитань та АРЗ генераторів, відмовлення від обліку насичення магнітних систем елементів мережі; наближений облік навантажень; збереження симетрії системи. Розрахунки аварійних режимів електричної мережі при симетричних та несиметричних коротких замиканнях виконані на ЕОМ із застосуванням програми W_TKZ [3].
Програма складається з головної програми та ряду процедур, що реалізують основні етапи рішення задачі:
- розрахунок елементів матриці власних та взаємних провідностей вузлів електричної мережі (процедура PROW);
- формування матриці вузлових провідностей електричної мережі блокової структури (процедура FORMY );
- формування вектора струмів, що задають, (процедура FORMW);
- рішення лініаризованих вузлових рівнянь методом Гаусса-Жордана c блоковим виключенням невідомих (процедура JORDAN); - розрахунок додаткового опору ∆Z, що залежить від виду несиметрії, та включення його в точку КЗ (процедура KZ_NSM);
Вихідні дані симетричних та несиметричних струмів коротких замикань представлені в таблиці 2.3, а результати розрахунку в таблицях 2.4,2.5.
Таблиця 2.3 - Вихідні дані розрахунку трифазних та однофазних КЗ у максимальному режимі
Число вузлів10Число гілок12Інформація про вузлиNVNOMPNQNPGQGRGXG1
2
3
4
5
6
7
8
9
10110,00
110,00
110,00
110,00
110,00
110,00
110,00
110,00
110,00
110,007.96
20.93 16.59
13.40
15.50
0.00
0.00
0.00
0.00
20.123.81
10.31
8.49
7.97
8.68
0.00
0.00
0.00
0.00
10.830.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
37.40
57.10
0.000.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
23.14
26.95
0.000.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.000.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
9.26
2.54
0.00
0.00Інформація про гілкиIJRXGBKT488.9118.90,00121.50,00173.749.550,0063.580,00122.837.230,0048.10,00232.837.230,0048.10,00377.2918.60,00123.70,00744.5511.60,0077.30,00383.1510.630,0073.80,00452.995.070,00126.340,00868.0913.90,0086.450,00894.0456.950,0043.220,00964.0456.950.0043.220,006102.1943.350.0016.940.00
Закінчення таблиці 2.3Дані про елементи схем зворотної та нульової послідовностейNXG2UNOM0XT010,00110,00110.2020,00110,0043.3530,00110,0069.5040,00110,0071.1050,00110,0044.4560,00110,0043.3570,00110,003.0580,00110,002.5490,00110,000.00IJR0X0G0B0713.7433.420,0063.58122.8325.310,0048.10232.8325.310,0048.10737.2965.100,00123.70744.5540.600,0077.30452.9927.880,00126.34IJR0X0G0B0488.9166.150,00121.50383.1537.210,0073.80894.0424.330,0043.22868.0948.650,0086.45713.7433.420,0063.58
Таблиця 2.4- Результати розрахунку трифазного КЗ у максимальному режимі
Коротке замикання в 8 вузліIA
VAIR
VRIM
VMID
VD
IUAN
IURВузол №8(8)0.000
-0.300
0.000
0.000
-0.311
-0.3031.098
1.675
0.000
0.000
25.145
0.0001.139
1.703
0.000
0.000
25.147
0.0000.767
0.777
0.000
0.000
0.785
0.000
-0.9134( 4)
3( 3)
6( 6)
9( 9)
G
27.917Вузол № 7(7)0.185
0.209
0.354
-0.749
38.223-0.760
-0.963
-1.135
2.853
-5.1110.782
0.986
1.189
2.950
38.563-0.771
-0.774
-0.762
0.769
-1.438
-0.0011( 1)
3( 3)
4( 4)
G
-0.005Коротке замикання в 9 вузліIA
VAIR
VRIM
VMID
VD
IUAN
IURВузол №7(7)0.186
0.179
0.260
-0.625
57.456-0.222
-0.252
-0.309
0.775
-3.9710.289
0.309
0.404
0.996
57.593-0.654
-0.684
-0.653
0.661
-1.502
-0.0011( 1)
3( 3)
4( 4)
G
-0,008Вузол №8(8)-0.141
-0.176
0.766
2.277
-2.727
46.9920.235
0.368
-1.818
-5.436
6.644
-6.1660.274
0.408
1.973
5.894
7.182
47.3950.708
0.734
-0.745
-0.745
0.747
-1.440
-0.0014( 4)
3( 3)
6( 6)
9( 9)
G
-0.008IA
VAIR
VRIM
VMID
VD
IUAN
IURВузол №9(9)-2.277
-0.744
0.0005.436
1.801
0.0005.894
1.949
0.0000.745
0.746
0.000
-3.0218( 8)
6( 6)
7.237Вузол № 10(10)-0.022
14.6970.018
-3.0150.028
15.0030.568
-1.368
-0.0226( 6)
0.018
Продовження таблиці 2.4Коротке замикання в 6 вузліIA
VAIR
VRIM
VMID
VD
IUAN
IURВузол №6(6)-1.297
-1.297
0.000
0.0002.875
2.876
0.000
0.0003.154
3.154
0,000
0,0000.739
0.739
0,000
0,000
-2.5938( 8)
9( 9)
10( 10)
5.751Вузол №7(7)0.170
0.156
0.230
-0.556
58.766-0.184
-0.204
-0.254
0.634
-3.3340.251
0.257
0.342
0.843
58.860-0.634
-0.671
-0.638
0.644
-1.514
-0,0001( 1)
3( 3)
4( 4)
G
-0.008Вузол №8(8)-0.105
-0.128
1.297
1.297
-2.361
50.4530.179
0.280
-2.875
-2.874
5.282
-5.2350.208
0.308
3.154
3.153
5.785
50.7230.712
0.738
-0.739
-0.739
0.740
-1.467
-0.0014( 4)
3( 3)
6( 6)
9( 9)
G
-0.008Вузол № 9(9)-1.297
1.297
25.2302.874
-2.876
-2.6203.153
3.154
25.3660.739
-0.739
-1.467
-0.0008(8)
6(6)
-0,001Коротке замикання в 10 вузліIA
VAIR
VRIM
VMID
VD
IUAN
IURВузол №6(6)-0.074
-0.074
0.149
52.1370.595
0.596
-1.195
3.8340.600
0.601
1.204
52.2770.782
0.782
0.782
1.497
0,0008( 8)
9( 9)
10( 10)
-0.004Вузол №7(7)0.095
0.051
0.095
-0.241
62.575-0.073
-0.061
-0.096
0.222
-0.414
0.120
0.080
0.135
0.328
62.576-0.547
-0.656
-0.619
0.596
-1.564
-0.0001( 1)
3( 3)
4( 4)
G
-0.008
Закінчення таблиці 2.4Вузол №8(8)IA
VAIR
VRIM
VMID
VD
IUAN
IUR0.049
0.082
0.074
0.074
-0.279
61.0090.024
0.030
-0.595
-0.594
1.126
0.0520.054
0.087
0.600
0.598
1.160
61.0090.412
0.328
-0.782
-0.782
0.770
1.570
0.0004( 4)
3( 3)
6( 6)
9( 9)
G
-0.010Вузол № 9(9)-0.074
0.074
56.5810.594
-0.596
1.9390.598
0.601
56.6140.782
-0.782
1.537
0.0008( 8)
6( 6)
-0.002Вузол №10(10)-0.149
0.0001.195
0.0001.204
0.0000.782
0.000
-0.1496(6)
1.195
У результаті розрахунку трифазного КЗ бачимо, що найбільший струм КЗ буде при КЗ у 8 вузлі і складе 27.917 кА для максимального режиму і 27.845 кА для мінімального режиму.
Таблиця 2.5. - Результати розрахунку однофазного КЗ у максимальному режимі
Коротке замикання в 8 вузліIA
VAIR
VRIM
VMID
VDIUANIURВузол № 6(6)-0.032
-0.032
0.064
41.9350.019
0.018
-0.040
-0.0350.037
0.037
0.076
41.9350.470
0.455
-0.487
-1.570
-0,0009( 9)
8( 8)
10( 10)
-0.003
Продовження таблиці 2.5Вузол № 7(7)IA
VAIR
VRIM
VMID
VD
IUAN
IUR0.120
0.096
0.170
-0.386
55.148-0.282
-0.336
-0.413
1.025
-1.7520.307
0.350
0.447
1.095
55.176-0.744
-0.766
-0.746
0.752
-1.539
-0.000
1( 1)
3( 3)
4( 4)
G
-0.007Вузол № 8(8)-0.054
-0.031
0.032
0.032
-0.195
42.4460.352
0.532
-0.017
-0.018
8.434
0.2650.356
0.533
0.036
0.037
8.436
42.4460.780
0.785
-0.440
-0.455
0.785
0.000
-0.2174( 4)
3( 3)
9( 9)
6( 6)
G
9.282Вузол №9(9)-0.032
0.032
42.1970.017
-0.019
0.1110.036
0.037
42.1970.440
-0.470
1.568
0.0008( 8)
6( 6)
-0.002Вузол №10(10)-0.064
40.0580.040
-2.7300.076
40.1510.487
-1.503
-0.0646( 6)
0.040Симетричні складові струму і напруги у вузлі кзUAURUMIAIRIM(1)
(2)
(0)42.446
-21.171
-21.2750.265
0.062
-0.32742.446
21.171
21.2770.217
0.217
0.217-9.289
-9.289
-9.2899.292
9.292
9.292
Продовження таблиці 2.5
Коротке замикання в 9 вузліIA
VAIR
VRIM
VMID
VDIUANIURВузол № 6(6)0.079
-0.159
0.080
51.555-0.432
0.476
-0.048
0.8050.439
0.502
0.093
51.562-0.777
0.759
-0.476
1.555
0.0009( 9)
8( 8)
10( 10)
-0.004Вузол № 7(7)0.107
0.068
0.117
-0.292
62.022-0.089
-0.082
-0.119
0.282
-0.8870.139
0.106
0.167
0.406
62.029-0.569
-0.656
-0.620
0.607
-1.556
-0.0001( 1)
3( 3)
4( 4)
G
-0.008Вузол № 8(8)0.024
0.048
0.397
0.159
-0.628
59.4550.046
0.066
-1.383
-0.476
1.737
-0.8350.052
0.082
1.439
0.502
1.848
59.4600.725
0.679
-0.766
-0.759
0.755
-1.557
-0.0004( 4)
3( 3)
9( 9)
6( 6)
G
-0.010Вузол №9(9)-0.397
-0.079
48.2351.383
0.432
2.0001.439
0.439
48.2770.766
0.777
0.000
-0.4768( 8)
6( 6)
1.815Вузол №10(10)-0.080
49.3030.048
-2.5460.093
49.3680.476
-1.519
-0.0806( 6)
0.048Симетричні складові струму і напруги у вузлі кзUAURUMIAIRIM(1)
(2)
(0)48.235
-15.056
-33.1792.000
2.077
-4.07748.277
15.199
33.4290.476
0.476
0.476-1.817
-1.817
-1.8171.878
1.878
1.878
Закінчення таблиці 2.5
Коротке замикання в 6 вузліВузол № 6(6)-0.267
-0.267
0.072
45.774
0.855
0.854
-0.040
2.408
0.896
0.895
0.083
45.838
0.762
0.762
-0.450
0.000
-0.4619( 9)
8( 8)
10( 10)
1.669Вузол № 7(7)0.106
0.066
0.115
-0.287
62.158
-0.085
-0.077
-0.113
0.267
-0.844
0.136
0.102
0.161
0.393
62.164
-0.559
-0.648
-0.613
0.598
-1.557
-0.0001( 1)
3( 3)
4( 4)
G
-0.008Вузол № 8(8)0.027
0.051
0.267
0.267
-0.612
59.8030.040
0.057
-0.853
-0.854
1.600
-0.7930.048
0.077
0.894
0.895
1.713
59.8080.693
0.638
-0.762
-0.762
0.751
-1.558
-0.0004( 4)
3( 3)
9( 9)
6( 6)
G
-0.010Вузол №9(9)-0.267
0.267
52.7970.853
-0.855
0.8030.894
0.896
52.8030.762
-0.762
1.556
0.0008( 8)
6( 6)
-0.002Вузол №10(10)-0.072
43.883
0.040
-0.643
0.083
43.888
0.450
-1.556
-0.0726( 6)
0.040Симетричні складові струму і напруги у вузлі кзUAURUMIAIRIM(1)
(2)
(0)45.774
-17.240
-28.5342.408
2.666
-5.07445.838
17.445
28.9820.461
0.461
0.461-1.673
-1.673
-1.6731.735
1.735
1.735
У результаті розрахунку однофазного КЗ бачимо, що найбільший струм КЗ буде при КЗ у вузлі 8 і дорівнює 27.846 кА для максимального режиму і 27,816 кА для мінімального режиму.
Результати розрахунків показують, що при однофазному короткому замиканні у вузлі 8 струми КЗ є припустимими з погляду здатності високовольтних вимикачів, що відключає, на 110 кВ. Для вимикачів даної напруги припустима величина струму однофазного короткого замикання в межах 31.5 кА. Тому заходів щодо обмеження струмів однофазних КЗ не застосовуються. Таблиця 2.6. - Дослідження впливу режиму нейтралі
ПССтрум КЗ (кА)127,843227,822327,798427,825527,825627,495727,67286,831 Результати розрахунків струмів КЗ, необхідні для розрахунків релейного захисту, зведені в таблицю 2.7.
Таблиця 2.7 - Вихідні дані для розрахунків релейного захисту
№
П/ПНайменування електроустановкиМісце і точка КЗПозначення та величини123456I(3)макс, кАI(1)макс, кАI(3)мін, кА1Лінія Б - 6 110кВПочаток, К127.91727.48627.845Середина, К27.2375.4457.250Кінець, К35.7515.0075.7552Підстанція 110/10кВСторона НН, К41,195-1.1943Вузол БК1Хс макс, ОмХос, ОмХс мін, Ом2.2782.2902.280 2.2 Розрахунки релейного захисту
У даному розділі розглядаються захисти повітряної лінії і понижуючої підстанції у вузлі №6. Розділ пояснювальної записки містить: вимоги нормативних документів до виконання захистів; вибір захистів; розрахунки захистів відповідно до рекомендацій [4.5.6].
2.2.1 Вимоги до виконання захистів
Мережі 110 кВ працюють з ефективно заземленими нейтралями. Тому захисти таких мереж виконані як від багатофазних. так і від однофазних КЗ: багатоступінчасті дистанційні захисти з різними характеристиками органів опору і спрямованих струмових захистів нульової послідовності. Далеке резервування здійснюється другою і наступною ступенями цих захистів. а ближнє - установкою двох комплектів захистів. причому другий комплект може мати спрощене виконання з меншим числом ступеней, наприклад з першої і другий. В усіх випадках для ліній 110 кВ і вище додатково повинні встановлюватися струмові ненаправлені відсічення від багатофазних КЗ. На підстанціях передбачаються пристрої резервування при відмовленні вимикачів (ПРВВ).
При проектуванні захистів понижуючих трансформаторів підстанції (ПС№6) 110 кВ враховані конкретні умови їхньої роботи. На ПС встановлені два трансформатори. У роботі знаходяться обидва, перебування одного з них у резерві не передбачається. Підстанція має живлення з боку вищої напруги. Трансформатори мають вбудований пристрій регулювання напруги під навантаженням (РПН) з боку вищої напруги. Для понижуючої підстанції 110 кВ рекомендуються [4] наступні захисти:
- диференційний струмовий захист;
- газові захисти трансформатора і його пристрою РПН;
- швидкодіюче струмове відсічення;
- максимальні струмові захисти з комбінованим пуском напруги від зовнішніх багатофазних КЗ;
- максимальний струмовий захист від перевантаження;
2.2.2 Вибір захистів
У даному розділі вибираються види захистів для ПС №6, що живлять її двома одноланцюговими ПЛ відповідно до рекомендацій[3,4,5,6,].
Для ПЛ 110 кВ 8-6 (мал. 2.2) вибираються наступні захисти:
- диференційний фазний високочастотний захист (ДФЗ): основний швидкодіючий захист від усіх видів ушкоджень на лінії;
-струмове відсічення (ТЕ): основний захист від багатофазних КЗ;
- багатоступінчастий струмовий спрямований захист нульової послідовності (ТНЗНП): основний і резервний захист від КЗ на землю;
Для трансформатора Т1 підстанції №6 вибираються наступні захисти:
- диференційний струмовий захист (дифзахист): основний швидкодіючий захист від КЗ між фазами, однофазних КЗ на землю і від замикань витків однієї фази.
- газовий захист трансформатора (ГЗ): основний захист трансформатора з масляним заповненням від усіх видів внутрішніх ушкоджень, що супроводжуються виділенням газу. прискореним перетіканням масла з бака в розширник, а також від витоку масла з бака трансформатора. - газовий захист пристрою РПН (ГЗ РПН): те ж, але для бака пристрою РПН.
-струмове відсічення (БТО): основний швидкодіючий захист від міжфазних КЗ на стороні вищої напруги.
- максимальний струмовий захист на стороні вищої напруги (МСЗ ВН): резервний захист від ушкоджень у трансформаторі і від надструмів при зовнішніх КЗ.
- максимальний струмовий захист на стороні нижчої напруги (МСЗ НН): резервний захист від КЗ на шинах нижчої напруги і для резервування відключень КЗ на елементах, приєднаних до цих шин.
- захист від перевантаження (П).
2.2.3 Розрахунки захистів
Розрахунки на вибір релейного захисту виконані для: - струмового відсічення лінії з однобічним живленням;
- МСЗ трансформатора;
- захист трансформаторів від перевантаження;
2.2.3.1 Струмове відсічення лінії з однобічним живленням
Максимальні фазні відсічення без витримки часу (відсічення миттєвої дії) за умовами селективності не повинні діяти за межами ліній, що захищаються. при будь-яких видах КЗ і будь-яких режимах роботи системи. Для цього струм спрацьовування зазначених захистів (Iсз) повинний бути відбудований, тобто повинний бути більше розрахункового струму (Iроз) - максимального струму в лінії при КЗ будь-якого виду в її кінці і максимальному режимі роботи системи, а також кидків струмів намагнічування силових трансформаторів, підключених до лінії:
Iсз кнIроз . (2.4)
де Кн - коефіцієнт надійності, що враховує погрішність у розрахунку струмів КЗ і погрішність у струмі спрацьовування реле; Iроз-розрахунковий струм у місці встановлення захисту, приймається найбільший з наступних струмів: -надперехідний струм при трифазному КЗ лінії, що наприкінці захищається. у максимальному режимі; - теж, але однофазного КЗ на землю; Інам - сумарний кидок струму намагнічування трансформаторів, встановлених на прийомної підстанції.
Зони дії струмового відсічення визначаються при мінімальних струмах у лінії, що мають місце при двофазних К.З. і мінімальному режимі роботи мережі.
Опір системи для струмів прямої послідовності в максимальному режимі Хс макс = 2.278Ом. опір системи для струмів нульової послідовності Xoc = 2.290 Ом, опір системи для струмів прямої послідовності в мінімальному режимі
Хс хв=2.280 Ом.
Кидок струму намагнічування визначається по сумарному струмі трансформаторів ПС:
(2.5)
З попередніх розрахунків струмів КЗ відомо:
Оскільки Хос < Хс макс., то . Розрахунковим є максимальний струм у лінії при КЗ. на шинах приймальні ПС: (2.6)
Зони дії струмового відсічення лінії можна визначити графічним і аналітичним методами. Графічно для визначення максимальної зони дії відсічення (Івідс.макс) обчислюються максимальні струми при трифазному КЗ і мінімальної зони відсічення (Івідс.мін) - мінімальні струми при двофазних КЗ у декількох точках лінії. За обчисленими струмами будуються криві залежності струмів КЗ у лінії від її довжини. По точках перетинання прямої, що відповідає тік спрацьовування відсічення, з цими кривими визначаються зони дії відсічень.
Аналітично зони дії відсічення визначаються з умови рівності струму при КЗ на лінії наприкінці зони дії відсічення струму спрацьовування відсічення Максимальна зона дії відсічення при трифазному КЗ у максимальному режимі:
(2.7)
Мінімальна зона дії відсічення при двофазному К.З. у мінімальному режимі системи: (2.8)
Якщо струмове відсічення захищає 15-20 % лінії, то застосування його ефективне. Струмове відсічення може поліпшити характеристику спрацьовування захисту за часом.
2.2.3.2 МСЗ трансформатора
Розглядаються максимальні струмові захисти (МСЗ), встановлені на вищій напрузі (МСЗ ВН) і нижчій напрузі (МСЗ НН) для трансформатора попереднього приклада.
Для вибору вставок МСЗ необхідно розрахувати струми КЗ у максимальному режимі (відбудування захисту за вимогою селективності) і мінімальному режимі (перевірка чутливості захисту). Розрахункові точки К.З.(вузол 6): К3- на вищій напрузі (ВН) трансформатора; К4(вузол 10) - на нижчій напрузі (НН).
З попередніх розрахунків відомі:
-струми на стороні ВН: -струми на стороні НН: Номінальний струм трансформатора на стороні НН:
(2.9)
(2.10)
де кп- коефіцієнт перевантаження;
ксзп- коефіцієнт самозапуску двигунів;
кВ- коефіцієнт повернення захисту.
Умова неспрацьовування захисту під час дії АВЗ на стороні НН:
(2.11) З двох умов (2.7 і 2.8) вибираємо Icз. НН=1147 А
Чутливість захисту в мінімальному режимі системи до двофазних КЗ у точці К4:
(2.12)
Розраховано струм спрацьовування МСЗ ВН за умовою неспрацьовування захисту після відключення зовнішнього КЗ з обліком передвімкнутого навантаження на іншій секції НН:
(2.13)
Приймаємо Iсз. ВН=158 А.
Вбудовані в силовий трансформатор трансформатори струму типу ТВТ- 110 мають коефіцієнт трансформації nт=300/5. Тоді струм спрацьовування реле:
(2.14.)
де ксх- коефіцієнт схеми з'єднання трансформаторів струму на стороні ВН. для "трикутника" ксх= .
Перевіряється чутливість захисту в основній зоні (режим роздільної роботи трансформаторів). При двофазному КЗ за трансформатором (точка К4) розрахунковий струм у реле :
(2.15.)
Коефіцієнт чутливості:
(2.16.)
Якщо кч ВН 1.5. то МСЗ виконується з пуском по напрузі і визначенням струму спрацьовування за умовою відбудування від номінального струму трансформатора:
(2.17.)
Вставка спрацьовування реле мінімальної напруги обрана виходячи з повернення після відключення зовнішнього К.З. і відбудування від залишкової напруги самозапуску після дії АПВ чи АВЗ. На практиці приймається 60 В (вторинних).
При двофазному КЗ на введеннях 110кВ (точка К3) розрахунковий струм у реле за схемою з двома реле дорівнює:
(2.18) Коефіцієнт чутливості:
(2.19) Витримки часу МСЗ обрані з умов селективності на ступінь вище найбільшої витримки часу попередньої захисту:
(2.20)
де tМСЗ.СВ.- витримка часу МСЗ секційного вимикача. дорівнює 1.4c; = 0.5с - ступінь селективності.
.
2.2.3.3 Захист трансформаторів від перевантаження
На трансформаторах, що знаходяться під спостереженням оперативного персоналу, релейний захист від перевантаження виконаний діючої на сигнал за допомогою одного струмового реле. Для відбудування від короткочасних перевантажень застосовано реле часу, розраховане на тривале проходження струму. Струм спрацьовування обраний з умови повернення струмового реле при номінальному струмі трансформатора:
(2.21) Час дії захисту :
(2.22)
Рисунок 2.6- Карта вставок захистів
Висновки по розділу:
У розділі виконані розрахунки нормальних. аварійних режимів і релейного захисту мережі 110 кВ. В результаті розрахунку нормальних режимів визначено, що вузлові напруги змінюються від 112.538 до 114.988 кВ максимальному режимі і від 109.211 кВ до 110.349 кВ у мінімальному режимі. Тобто, у нормальних режимах відхилення напруги у вузлах мережі знаходяться в припустимих межах.
У результаті розрахунку трифазного КЗ визначено, що найбільший струм КЗ буде при КЗ у 8 вузлі і складе 27.917 кА для максимального режиму і 27.845 кА для мінімального режиму.
У результаті розрахунку однофазного КЗ бачимо. що найбільший струм КЗ буде при КЗ у вузлі 8 і дорівнює 27.846 кА для максимального режиму і 27,816 кА для мінімального режиму.
струми КЗ у симетричних і несиметричних режимах не перевищують припустимих меж для устаткування і комутаційних апаратів. Релейний захист забезпечує задану надійність. селективність і чутливість. Результати розрахунків показують. що при однофазному короткому замиканні у вузлі 8 струми КЗ є припустимими з погляду здатності високовольтних вимикачів що відключає. на 110 кВ. Для вимикачів даної напруги припустима величина струму однофазного короткого замикання в межах 31.5 кА. Тому заходів щодо обмеження струмів однофазних КЗ не застосовуються. 3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
72
Размер файла
2 390 Кб
Теги
rozd, marina
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа