Релейная защита тяговой подстанции

Курсовой проект - Физика

Другие курсовые по предмету Физика

ВН - СН.

- напряжение К.З. на стороне ВН - НН.

- напряжение К.З. на стороне СН - НН.

кВ - номинальное напряжение трансформатора со стороны ВН.

кВ - номинальное напряжение трансформатора со стороны НН.

кВ - номинальное напряжение трансформатора со стороны СН.

Определим сопротивления системы в МАХ и MIN режимах, Ом:

 

, (2.1)

 

где Uст - напряжение ступени на стороне ВН, кВ.

Ом.

 

, (2.2)

 

Ом.

Периодический ток трехфазного КЗ в точке К 1

 

(2.3)

 

Ударный ток в точке К1, [3,табл.6]

 

(2.4)

 

Ток однофазного замыкания на землю в точке К1 определим по упрощенной формуле:

 

(2.5)

 

Определим ток двухфазного КЗ на шинах 27,5 кВ

 

, (2.6)

 

где =27.5 кВ

Учитываем сопротивления, приведенные к напряжению 27,5 кВ, в Омах, в минимальном и максимальном режимах.

 

(2.7)

(2,8)

 

Где напряжение к.з трансформатора ВН-НН =22%

Тогда ток двухфазного к.з на шинах 27.5 кВ

Ударный ток двухфазного КЗ в точке К3, [3,табл.6]

 

(2.9)

 

Найдём сопротивление обмоток трансформатора в относительных единицах:

 

 

где Sн - номинальная мощность трансформатора, мВА

Результирующее сопротивление до точки К3, отн.ед

 

(2.10)

 

Мощность к.з. в точке К 3

 

(2.11)

 

Базисный ток

Ток трехфазного КЗ на шинах 27.5 кВ

 

(2.12)

 

Ударный ток трехфазного КЗ в точке К 3

 

(2.13)

 

Определим ток КЗ в точке К 2

Определим относительные сопротивления обмоток трансформатора

 

 

Результирующее сопротивление до точки К 2

 

 

 

Мощность к.з. в точке К2, [3,табл.6]

(2.14)

 

Определим базисный ток для шин 38.5 кВ, [3,табл.6]

 

(2.15)

 

Определим периодическую составляющую тока КЗ в точке К2, кА [3,табл.6]

 

 

Ударный ток в точке К2, [3,табл.6]

 

(2.16)

 

 

 

Определим ток КЗ в точке К 4 на шинах 0.4 кВ собственных нужд

Расчет в именованных еденицах.

Трансформатор ТМЖ -250/27,5 -74У1

группа и схема соединения обмоток У/Ун-0

Потери мощности при ХХ - 0.8 кВт

Потери мощности при КЗ - 3.7

Напряжение КЗ - 6.0 %

Ток ХХ - 2.0 %

Сопротивление Хс питающей системы приведенное к напряжению ступени 0.4 кВ, мОм

 

(2.17)

 

Где -действующее значение тока трехфазного КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА

-условная мощность КЗ у выводов высшего напряжения трансформатора, мВА

известна из результатов расчета гл 3.2

Начальное действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ на шинах 0.4 кВ находим по формуле:

 

[3. Стр36] (2.18)

 

Где соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивление прямой последовательности цепи КЗ, мОм

В суммарные сопротивления включаем сопротивления трансформатора и кабеля

Активное сопротивление трансформатора ТСН, мОм

 

(2.19)

 

Где потери короткого замыкания трансформатора, кВт

номинальная мощность трансформатора, кВА

номинальное напряжение обмотки низшего напряжения, кВ

Индуктивное сопротивление трансформатора ТСН

 

(2.20)

 

Где напряжение короткого замыкания трансформатора, %

Кабель АПВБ -2 шт, параллельно подключенный четырехжильный с алюминиевыми жилами, бронированный, сечение 150 мм2

Параметры выбранного кабеля R0=0.208 мОм/м=0.208 Ом/км;

Х0=0.079 мОм/м=0.079 Ом/км

Активное сопротивление двух параллельно подключенных кабелей длиной 30 м

 

 

Индуктивное сопротивление двух параллельно подключенных кабелей длиной 30 м

 

 

Суммарное активное сопротивление цепи КЗ, мОм

 

 

Суммарное индуктивное сопротивление цепи КЗ, мОм

 

 

Ток КЗ на шинах 0.4 кВ, кА

Ударный ток КЗ

 

 

Где =1.2 ударный коэффициент для трансформаторов S=100…400 кВА [3. Стр36]

 

Данные расчетов сведем в таблицу 2

 

Таблица 2

Мах режим системыUстXрезI(3)кВЕд/ мОмкАкАмВАкАкА22031,12м/Ом3.498.917001.9227.50.452.7913.85137,935.433.038.50.6052.486.32165,294.252.340.431.91 м/Ом7.4512.643.136.393.51Мин. режим22038,06 м/Ом4.2710.8913902.3527.50.541.8614.9291,745.853.2238.50,851.764.49117,654.432.440.459.2 м/Ом4.016.811,696.73.69

Расчетные схемы подстанции для максимального и минимального режимов работы представим на рис. 3 и рис. 4.

 

Рис. 3 Расчетная схема подстанции в максимальном режиме.

Рис.4 Расчетная схема подстанции в минимальном режиме.

 

2.2Расчет уставок защит фидера КС ТПС

 

Расчет будем вести для узловой схемы питания типа тяговой сети ТП для двухпутного участка пути.

Расчетное значение напряжений Upac подстанций принимают равным 26200 или 28900 В (27500 5 % В).[4]

При вычислении минимальных значений токов короткого замыкания, протекающих к месту повреждения от данной подстанции, расчетное напряжение на ней принимают -26200 В. Если вычисляют максимальные значения токов короткого замыкания, то на данной подстанции расчетное напряжение принимают 28900 В.

Сопротивление тяговой подстанции при двухфазном коротком замыкании вычисляют по формуле, 4.2 [4]Ом:

 

, (2.21)<