Расчёт параметров схемы замещения прямой последовательности трансформаторов и автотрансформаторов линий электрических сетей от междуфазных коротких замыканий. Сопротивление срабатывания дистанционной защиты и остаточное напряжение на шинах подстанции.
Поэтому в процессе эксплуатации могут происходить нарушения нормальных режимов работы и возникать повреждения, приводящие в большинстве случаев к коротким замыканиям (КЗ). В большинстве случаев в месте КЗ возникает электрическая дуга с высокой температурой, приводящая к большим разрушениям токоведущих частей, изоляторов и токоведущих аппаратов. Одновременно в сети, электрически связанной с местом повреждения, происходит глубокое понижение напряжения, что приводит к остановке электродвигателей и нарушению параллельной работы генераторов. В большинстве случаев аварии или их развитие могут быть предотвращены быстрым отключением поврежденного участка электрической установки или сети при помощи специальных автоматических устройств, получивших название релейная защита, которые действуют на отключение выключателей. При отключении выключателей поврежденного элемента гаснет электрическая дуга в месте КЗ, прекращается прохождение тока КЗ и восстанавливается нормальное напряжение на неповрежденной части электрической установки или сети.1.1.1 расчет параметров автотрансформатора ат1(2) Выбираем автотрансформатор АТДЦТН - 250000/220/110 |1| Выбираем автотрансформатор АТДЦТН - 125000//220/110 |1| Выбираем трансформатор ТМН - 6300/110 |1| Выбираем трансформатор ТМН - 6300/35 |1|Необходимо рассчитать мощность перетока по линиям. 1.2.1 Расчет параметров линий L1(2) Расчет перетока мощности по L3(4) с учетом того, что все трансформаторы загружены на 60%. Расчет перетока мощности по L3(4) с учетом того, что все трансформаторы загружены на 60%. Расчет перетока мощности по L7(8) с учетом того, что все трансформаторы загружены на 60%.1) Системы А и В работают в максимальном режиме 2) Системы А и В работают в минимальном режиме 2.1 Расчет первой ступени защиты линии L1(2) для комплектов 1 и 1` 2.1.1 Отстройка от КЗ в конце линии L1(1) (расчет для 1 - го комплекта - L2 отключена) Линия L2 отключена2.4 Расчет первой ступени защиты линии L3(4) для комплектов 4 и 4`Сопротивление срабатывания рассчитывается аналогично пункту 2.3.1 и имеет такое же значение.Режим работы системы: Линия 2 отключена. СА работает в максимальном режиме СВ работает в минимальном режиме Определим коэффициент токораспределения СА работает в максимальном режимеРежим работы системы: Линия 4 отключена. СА работает в минимальном режиме СВ работает в максимальном режиме СА работает в минимальном режиме СВ работает в максимальном режимеСА работает в минимальном режиме. СВ работает в максимальном режиме. СА работает в минимальном режиме. СВ работает в максимальном режиме. Определим коэффициент токораспределения для (схема рис.30)Уставка по активной оси определяется чувствительностью дистанционной защиты к КЗ через дугу. Длину дуги для первой ступени можно принять расстояние между фазами (4 м), для второй ступени 8 м при Режим №1 Дифференциальная защита шин отключила все питающие элементы, затем в режиме опробования включает систему А СА работает в минимальном режиме Условие №2 Определяется требуемой чувствительностью в режиме дальнего резервирования. Расчетным является второе условие: (необходимо изменить вид характеристики срабатывания третьей ступени)Условие №1: Отстройка от режима передачи максимальной активной мощности. Полное максимальное рабочее сопротивление в режиме самозапуска Условие №2 Определяется требуемой чувствительностью в режиме дальнего резервирования. Режим системы алогичен пункту 2.12.2, - найден в пункте 2.12.24.1.1 Время срабатывания II ступени комплекта 2(2`) 4.1.2 Время срабатывания III ступени комплекта 2(2`) 4.2.1 Время срабатывания II ступени комплекта 4(4`) 4.2.2 Время срабатывания III ступени комплекта 4(4`) 4.3.1 Время срабатывания II ступени комплекта 3(3`)Для линий L1(2) выберем трансформатор тока и трансформатор напряжения Выбираем трансформатор тока: ТФЗМ110Б - 1 (2. стр.304, табл. не попадает в диапазон 0,2 - 100, принимаем Остаточное напряжение проверяется при трехфазном КЗ в конце зоны действия I ступени. Проверка остаточного напряжения на шинах подстанции А Проверку остаточного напряжения на шинах подстанции А производим в режиме каскадного отключения, так как точка КЗ находится в зоне действия I ступени защиты 2.В сетях с эффективно заземленной нейтралью (110 КВ и выше) защита от коротких замыканий на землю (однофазных и двухфазных ) возлагается на токовую направленную защиту нулевой последовательности (ТНЗНП).Можно принять сопротивление нулевой последовательности ВЛ , сопротивление взаимоиндукции параллельных ВЛ . 8.1.1 Сопротивления нулевой последовательности систем СА и СВ а) система А и В работают в максимальном режиме Коэффициент трансформации б) система А и В работают в минимальном режиме Система СА работает в максимальном режиме; Ток срабатывания первой ступени ТНЗНП комплекта 3 по условию отстройки от КЗ на шинах С: 9.1.2 Условие выбора тока срабатывания - отстройка тока нулевой последовательности, протекающего через защиту при КЗ на землю на параллельной линии вблизи шин подстанции В при каскадном отключенииВ данной раб
План
Содержание
Введение
Задание
Исходные данные
1. Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности
1.1 Расчет параметров трансформаторов и автотрансформаторов
1.1.1 Расчет параметров автотрансформатора ат1(2)
1.1.2 Расчет параметров автотрансформатора ат3(4)
1.1.3 Расчет параметров трансформаторов т1(2)
1.1.4 Расчет параметров трансформаторов т5(6)
1.1.5 Расчет параметров трансформатора т3(4)
1.2 Расчет параметров воздушных линий
1.2.1 Расчет параметров линий l1(2)
1.2.2Расчет параметров линий l3(4)
1.2.3 Расчет параметров линии l7(8)
1.2.4 Расчет параметров линии l9(10)
1.3 Перевод параметров систем на сторону среднего напряжения
2. Расчет защит линий l1(2), l3(1) от междуфазных кз
2.1 Расчет первой ступени защиты линии l1(2) для комплектов 1 и 1
2.1.1 Отстройка от кз в конце линии l1(2) (расчет для 1 - го комплекта - l2 отключена)
2.1.2 Отстройка от кз за трансформатором т1
2.2 Расчет первой ступени защиты линии l1(2) для комплектов 2 и 2
2.2.1 Отстройка от кз в конце линии l1(2)
2.2.2 Отстройка от кз за трансформатором т1
2.3 Расчет первой ступени защиты линии l3(4) для комплектов 3 и 3
2.3.1 Отстройка от кз на шинах подстанции с
2.4 Расчет первой ступени защиты линии l3(4) для комплектов 4 и 4
2.4.1 Отстройка от кз на шинах подстанции b
2.5 Расчет второй ступени комплектов 1 и 1
2.5.1 Условие отстройки от кз на шинах подстанции с
2.5.2 Условие согласования с первой ступенью защиты 2’ при каскадном отключении
2.5.3 Условие отстройки от кз за трансформатором т1
2.5.4 Условие отстройки от кз на стороне среднего напряжения трансформатора т3
2.6 Расчет второй ступени комплектов 4 и 4’
2.6.1 Условие отстройки от кз на шинах подстанции а 2.6.2 Условие согласования с первой ступенью защиты 3’ при каскадном отключении
2.6.3 Условие отстройки от кз на стороне среднего напряжения трансформатора т3
2.7 Расчет второй ступени защиты линии l1(2) для комплектов 2 и 2`
2.7.1 Условие отстройки от кз на стороне высшего напряжения автотрансформатора ат1(2)
2.7.2 Условие согласования с первой ступенью защиты линии л5
2.7.3 Условие согласования с первой ступенью защиты линии л1’ в режиме каскадного отключения
2.7.4 Условие отстройки от кз за трансформатором т1
2.7.5 Условие согласования с третьей ступенью защиты ат1(2)
2.8 Расчет второй ступени защиты линии l3(4) для комплектов 3 и 3`
2.8.1 Условие отстройки от кз на стороне высшего напряжения автотрансформатора ат3(4)
2.8.2 Условие согласования с первой ступенью защиты линии л6:.
2.8.3 Условие согласования с первой ступенью защиты 4’ в режиме каскадного отключения
2.9 Расчет третьей ступени защиты линии l1(2) для комплектов 1 и 1
2.9.1 Кз на стороне низшего напряжения трансформатора т3(4)
2.9.2 Кз на шинах подстанции с
2.9.3 Режим каскадного действия на линии л3.
2.9.4 Кз на стороне низшего напряжения трансформатора т2
2.10 Расчет третьей ступени защиты линии l1(2) для комплектов 2 и 2`
2.10.1 кз на стороне низшего напряжения автотрансформатора ат1(2)
2.10.2 кз в конце линии л5
2.10.3 кз за трансформатором т1
2.11 Расчет третьей ступени защиты линии l3(4) для комплектов 4 и 4`
2.11.1 кз на стороне низшего напряжения трансформатора т3(4)
2.11.2 кз шинах подстанции а: 2.11.3 режим каскадного действия на линии л1: 2.12 Расчет третьей ступени защиты линии l3(4) для комплектов 3 и 3`: 2.12.1 кз на стороне низшего напряжения автотрансформатора ат3(4)
2.12.2 кз в конце линии л6
3. Расчет сопротивления срабатывания по активной оси
3.1 Расчет сопротивления срабатывания по активной оси защиты линий l1(2) комплектов 1 и 1`
3.1.1 Расчет первой и второй ступени
3.1.2 Расчет третьей ступени
3.2 Расчет сопротивления срабатывания по активной оси защиты линий l1(2) комплектов 2 и 2`
3.2.1 Расчет первой и второй ступени
3.2.2 Расчет третьей ступени
3.3 Расчет сопротивления срабатывания по активной оси защиты линий l3(4) комплектов 4 и 4
3.3.1 Расчет первой и второй ступени
3.3.2 Расчет третьей ступени
3.4 Расчет сопротивления срабатывания по активной оси защиты линий l3(4) комплектов 3 и 3`
3.4.1Расчет первой и второй ступени
3.4.2 Расчет третей ступени
4. Расчет времени срабатывания
5. Расчет уставок срабатывания дистанционной защиты
6. Проверка остаточного напряжения на шинах подстанций
6.1 Поверка остаточного напряжения на шинах подстанции А в конце зоны действия первой ступени защиты 1(1`)
6.2 Поверка остаточного напряжения на шинах подстанции С в конце зоны действия первой ступени защиты 4(4`)
7. Расчет коэффициента чувствительности по току точной работы
Характеристика срабатывания защиты 3
8. Расчет токовой направленной защиты нулевой последовательности
Электрические машины и аппараты, кабельные и воздушные линии электропередачи и другие части электрических установок и электрических сетей постоянно обтекаются током, вызывающим их нагрев, и находятся под напряжением. Поэтому в процессе эксплуатации могут происходить нарушения нормальных режимов работы и возникать повреждения, приводящие в большинстве случаев к коротким замыканиям (КЗ).
Короткие замыкания являются наиболее опасными видами повреждения, возникающими изза пробоя или перекрытия изоляции, обрывов проводов, ошибочных действий персонала (включение под напряжение заземленного оборудования, отключение разъединителей под нагрузкой) и других причин.
В большинстве случаев в месте КЗ возникает электрическая дуга с высокой температурой, приводящая к большим разрушениям токоведущих частей, изоляторов и токоведущих аппаратов. При КЗ к месту повреждения подходят большие токи (токи КЗ), измеряемые тысячами ампер, которые перегревают неповрежденные токоведущие части и могут вызвать дополнительные повреждения, т.е. развитие аварии. Одновременно в сети, электрически связанной с местом повреждения, происходит глубокое понижение напряжения, что приводит к остановке электродвигателей и нарушению параллельной работы генераторов.
В большинстве случаев аварии или их развитие могут быть предотвращены быстрым отключением поврежденного участка электрической установки или сети при помощи специальных автоматических устройств, получивших название релейная защита, которые действуют на отключение выключателей.
При отключении выключателей поврежденного элемента гаснет электрическая дуга в месте КЗ, прекращается прохождение тока КЗ и восстанавливается нормальное напряжение на неповрежденной части электрической установки или сети. Благодаря этому сокращаются размеры или даже вовсе предотвращаются повреждения оборудования, на котором возникло КЗ, а также восстанавливается нормальная работа неповрежденного оборудования.
Таким образом, основным назначением релейной защиты является выявление места возникновения КЗ и быстрое автоматическое отключение выключателей поврежденного оборудования или участка сети от остальной неповрежденной части электрической установки или сети.
Задание
1. Обосновать выбор типов защит линий заданного участка сети 110 КВ;
2. Рассчитать первичные параметры срабатывания защит всех элементов заданной сети от междуфазных КЗ, проверить их чувствительность. Оценить достаточность быстродействия ступенчатых защит от междуфазных КЗ. В случае необходимости дать рекомендации по повышению быстродействия защиты.
Исходные данные
Рисунок 1 - Исходная схема сети.
Исходные данные параметров сети
Таблица 1
№ варианта Источники
Система СА Система СВ
АТ 1,2 Sном Х1 max/min Х0 max/min АТ 3,4 Sном Х1 max/min Х0 max/min
МВА Ом Ом МВА Ом Ом
6 2*250 7,3/9,8 7,0/10,4 2*125 6,0/9,1 5,4/7,0
Исходные данные параметров сети
Таблица 2
Длинны линий
L’1(L’2) L”1(L”2) L3(L4) L7(L8) L9(L10) км км км км км
10 25 15 2,5 11
Исходные данные параметров сети
Таблица 3
Трансформаторные подстанции
Т1(2) Sном Т3(4) Sном Т5(6) Sном Мощность перетока
SAB SBA
МВА МВА МВА МВА МВА
6,3 25 6,3 25 17
Параметры срабатывания защит смежных элементов
Таблица 4
Параметры срабатывания защит смежных элементов (от междунафазных КЗ/ от КЗ на землю)
AT1(2) AT3(4)
XIII, Ом IIII, KA IIV0, KA t4, сек t5, сек XIII, Ом IIII, KA IIV0, KA t4, сек t5, сек
95/0,65 0,35 3,0/2,1 50/0,7 0,38 2,8/1,9
L5 (I, II, III) L6 (I, II, III)
XI, Ом II, КА XII, Ом III, КА XIII, Ом IIII, КА TIIIZ, сек TIII0, сек XI, Ом II, КА XII, Ом III, КА XIII, Ом IIII, КА TIIIZ, сек TIII0, сек
При расчете следует учесть следующие условия все линии электропередач заданной сети оборудованы выключателями с трехфазным приводом;
со сборных шин 110 КВ подстанций А, В и С питаются ответственные потребители с преобладанием высоковольтных двигателей, потеря устойчивости которых недопустима, эти сборные шины оборудованы дифференциальными защитами;
автотрасформаторы имеют четырехступенчатые резервные защиты на стороне 220 КВ;
