Расчет параметров схемы замещения

Введение

 

Релейная защита осуществляет автоматическую ликвидацию повреждений и ненормальных режимов в электрической части энергосистем и является важнейшей автоматикой, обеспечивающей их надежную и устойчивую работу.

В современных энергетических установках энергетических системах значение релейной защиты особенно возрастает в связи с бурным ростом мощности энергосистем, объединением нескольких областей, всей страны, и даже нескольких государств.

Рост нагрузок, увеличение протяженности линий электропередачи, ужесточение требований к устойчивости энергосистем осложняют условия работы релейной защиты и повышают требования к её быстродействию, чувствительности и надежности. И, как следствие, идет непрерывный процесс развития и совершенствования техники релейной защиты, направленный на создание все более совершенных защит, отвечающих требованиям современной энергетики.

Широкое распространение в связи с отказом от электромеханических реле получают применение в устройствах релейной защиты полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов, тиристоров).

В технике РЗ произошла подлинная революция: на смену электромеханическим и статическим аналоговым реле пришли цифровые (микропроцессорные) защиты - терминалы управления и защиты электроустановок.

Цифровые защиты обладают многими свойствами, в том числе непрерывной самодиагностикой, памятью, высокой точностью, малыми габаритами при больших функциональных возможностях.

Однако и для самых современных цифровых защит сохраняется необходимость выбора характеристик и параметров срабатывания, чтобы затем установить на защите соответствующие «уставки» по току, времени, напряжению и т. д. При этом сохраняются традиционные требования к защите:

=> селективность, обеспечивающая отключение только поврежденной части электроустановки (поврежденного участка сети);

=> быстродействие, не допускающее серьезных повреждений электрооборудования и обеспечивающее устойчивость параллельной работы синхронных электрических машин;

=> надежность, предотвращающая излишние срабатывания защиты (защита не должна работать, когда нам этого не нужно, и должна сработать, когда это необходимо);

=> чувствительность в основной (ближнее резервирование) и резервных зонах (дальнее резервирование), обеспечивающая действие защиты при любых коротких замыканиях, когда имеется необходимость отключения электроустановки.

Настоящая работа предполагает, что защиты воздушных линий выполняются на базе современных шкафов с использованием микропроцессорных терминалов. За основу приняты шкафы ШЭ-2607, выпускаемые отечественными производителями НПП «ЭКРА».

Исходные данные

Рисунок 1 Принципиальная схема распределительной сети 110кВ

 

В качестве исходных используем следующие данные:

·   все линии электропередач заданной сети оборудованы маломасляными выключателями с трехфазным приводом;

·   со сборных шин 110 кВ подстанций А, Б и В питаются ответственные потребители с преобладанием высоковольтных двигателей, потеря устойчивости которых недопустима. Эти сборные шины оборудованы дифференциальными защитами;

·   автотрасформаторы имеют двухступенчатые резервные защиты: дистанционную и нулевой последовательности;

·   среднее номинальное напряжение сети 115 кВ;

·   сопротивления цепей двухцепных линий одинаковы;

·   коэффициенты трансформации автотрансформаторов равны 230/121, регулированием коэффициентов трансформации последних и трансформаторов пренебречь;

·   двухцепные линии могут длительно работать в одноцепном режиме;

·   ступень селективности по времени принять Dt=0.4 сек;

·   уставки времени II ступеней, примыкающих к защищаемой сети линий, и 1 ступеней автотрансформаторов принять 0.4 сек.;

·   вторичный номинальный ток трансформаторов тока принять равным 5 А;

·   в качестве дистанционной защиты использовать шкафы ШЭ-2607;

·   нагрузки подстанций в некоторых режимах могут быть покрыты как за счет мощностей обоих источников СA и СB, так и только СA;

·   коэффициент мощности нагрузки в нормальном режиме принять 0.95, а аргумент цепей самозапуска 30⁰;

Параметры элементов, входящих в сеть:

 

Длина линий (км)
L`1	L``1	L3	L5
15	12	33	15

 

Источники
Систем Са			Система Св
АТ1 (2) Sном (МВА)	X1 (Ом) max / min	X0 (Ом) max / min	АТ3 (4) Sном (МВА)	X1 (Ом) max / min	X0 (Ом) max / min
200	3 / 4,5	2,3 / 2,8	125	5 / 6	8,8 / 9,7

 

Максимальная мощность перетока между двумя системами:

, .

 

Трансформаторные подстанции
T1, T2	T3, T4	T5, T6
Sном (МВт)	Sном (МВт)	Sном (МВт)
16	25	25

 

Параметры срабатывания защит смежных элементов от междуфазных КЗ:

 

АТ1 (2)			АТ3 (4)
XI (Ом)	XII (Ом)	tII (сек)	X1I (Ом)	XII (Ом)	tII (сек)
90	145	2,4	60	165	2

 

Линия L6				Линия L7
XI (Ом)	XII (Ом)	XIII (Ом)	tIII (сек)	XI (Ом)	XII (Ом)	XIII (Ом)	tIII (сек)
10	16	48	2,6	11,25	19	70	2

 

Расчет параметров схемы замещения

 

Составим схему замещения прямой последовательности защищаемой сети и рассчитаем сопротивления её элементов.

 

1.1 Расчет сопротивлений систем СA и СB прямой последовательности в максимальном и минимальном режимах: