Формирование расчетных схем

Формирование расчетных схем Расчет установок дифференциальной защиты трансформатора Расчет защиты обмотки ВН трансформатора от внешних КЗ Расчет уставок защит шин 27,5 кВ

33336

знаков

таблиц

изображений

Определение параметров тяговой подстанции Читать далее: Расчет установок дифференциальной защиты трансформатора

1.2 Формирование расчетных схем

Анализируем возможные режимы работы понижающих трансформаторов. На тяговых подстанциях переменного тока обычно предусматривается в нормальном режиме работа одного трансформатора. В вынужденных режимах, например, при выпадении из работы смежной тяговой подстанции, а также в особых режимах нормальной работы, например, при сгущении поездов, трансформаторы могут работать параллельно на шины 27,5 кВ. С учетом возможной работы энергосистемы в режимах минимума или максимума получаем 4 расчетных схемы для определения токов КЗ на шинах низшего (НН) и среднего (СН) напряжений. Для расчетов КЗ при параллельной работе потребуется определить сопротивления схемы замещения отдельно для каждой обмотки трансформатора.

Для трансформатора необходимо учитывать также наличие на обмотках ВН устройств регулирования напряжения и заводской допуск на величину напряжения короткого замыкания u_к[7], [20].

1.3 Определение способа защиты и состава защит

Состав защит трансформаторов зависит от его мощности. Необходимы следующие защиты:

двухступенчатая газовая защита (ГЗ) с действием первой ступени на сигнал, а второй на отключение трансформатора со всех сторон;

дифференциальная токовая защита (ДТЗ) с отстройкой от бросков тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора и действующая на отключение всех выключателей трансформатора без выдержки времени с коэффициентом чувствительности не менее 2;

максимальная токовая защита на стороне ВН обладающая необходимой чувствительностью к КЗ на стороне СН и НН и отключающая трансформатор со стороны всех напряжений;

защита от перегрузки (МТЗ ПГ), отстраиваемая от номинального тока нагрузки с выдержкой времени 9с;

защита от перегрева масла (ЗПМ) с выдержкой времени 9 с, работающая на включение обдува трансформатора, с уставкой защиты 0,7 от номинального тока с учетом коэффициентов надежности и возврата.

Для общепромышленных трансформаторов [8, 9] рекомендуется установка максимальных токовых защит (МТЗ), при необходимости с комбинированным пуском (МТЗ КП) или пуском по напряжению (МТЗ ПН) на сторонах СН и (или) НН. С другой стороны, вводы шин тяговой нагрузки должны быть оборудованы либо двухступенчатой дистанционной направленной защитой, дополненной токовой отсечкой, либо двухступенчатой защитой, содержащей максимальную токовую и дистанционную защиты.

Принимаем решение установить на вводе шин 27,5 кВ максимальную токовую и дистанционную защиты с выдержками времени 1,2 с. Максимальную токовую защиту на ВН выполняем с двумя выдержками времени, первая с действием на отключение ввода шин районной нагрузки, вторая с действием на отключение трансформатора со всех сторон.

Защита тяговых шин обычно реализуется на дифференциальной защите, контролирующей токи всех присоединений шин. В простейшем случае для шин устанавливается потенциальная защита (ПЗ), чаще называемой защитой минимального напряжения (ЗМН). В рассматриваемом варианте шины защищаются защитами ввода в РУ 27,5 кВ. Кроме того, устанавливаем ЗМН. Эта же защита должна срабатывать при КЗ на линиях питающих подстанцию, для ликвидации подпитки по тяговой сети со стороны смежной подстанции, т.е. выполнять функции защиты от подпитки (ЗПП).

1.4 Вычисление параметров аварийных режимов

В табл. 5 приведены основные этапы расчета.

Примечания к расчету:

1. Расчетные формулы в основном приведены для одного трансформатора в режиме максимума энергосистемы. Схема замещения приводилась к напряжению обмотки ВН. Приведение к другим напряжениям осуществлялось через отношение средних номинальных напряжений сторон трансформатора.

2. Расчет сопротивлений обмоток трансформатора выполнялся для режимов максимума и минимума ЭС. Особенности режима максимума: питающие подстанцию линии нагружены и имеют наибольшие падения напряжения, а, следовательно, напряжение на обмотках ВН трансформатора минимально. С целью понижения коэффициента трансформации РПН трансформатора устанавливает минимальную отпайку регулировочной обмотки. При этом изменяются потоки рассеяния и напряжение опыта КЗ трансформатора. В результате можем получить минимальное значение сопротивления трансформатора, например Z_ВС,_min.

3. Токи КЗ в режиме максимума определены из предположения, что источник питания обеспечивает номинальное напряжение. В режиме минимума предполагается, что напряжение источника питания повышается до максимального значения сети.

Таблица 5. Расчет токов короткого замыкания тяговой подстанции

Наименование		Значение				Обозначения и расчетные формулы
параметры трансформатора	Заводской допуск напряжения кз	0,05				Δu_k
	Напряжение опыта кз, приходящееся на обмотку, %	10,75				u_k,B=0,5 (u_k,BH+u_k,BC –u_k,CH)
		-0,25				u_k,C=0,5 (u_k,CH+u_k,BC –u_k,BH)
		6,75				u_k,H=0,5 (u_k,BH+u_k,CH –u_k,BC)=0,5 (20,0+6,5–12,5)
Номинальное напряжение энергосистемы, кВ		110				U_N
Ср.наряжения сторон, кВ	питающей сети	115				U_B,cp
	тяговой сети	27,5				U_C,cp
	район. нагрузки	10,5				U_H_,_cp
Режим энергосистемы		МАКС		МИН		-
Включено трансформаторов		2	1	2	1	n
Граничные напряжения обмоток ВН, кВ		97		126		U_B_,_min; U_B,max
Сопротивление ЭС, Ом		16,21		51,13		Z_C,min=U_B,cp/(1,73·I_C,max) Z_C,max=U_B,cp/(1,73·I_C,min)
сопротивление сторон 27,5 кВ, Ом	трансформатора	21,01		47,51		Z_BC,max=U²_B,max·u_k,BC+PO(1+Δu_k)/(100·S_N) Z_BC,min=U²_B,min·u_k,BC-PO(1-Δu_k)/(100·S_N)
	обмотки СН	0		0		Z_T,C=U²_B,cp·u_k,C/(100·S_N)
	обмотки ВН	21,01		47,51		Z_T,B,min =Z_BC,min – Z_T,C Z_T,B,max =Z_BC,max – Z_T,C
	от источника до шин	27	37	74,9	99	Z_{27,5 min} =Z_C,min +Z_BC,min Z_{27,5 min} =Z_C,min +Z_BC,min Z_{27,5 max} =Z_C,max +Z_BC,max Z_{27,5 max} =Z_C,max +Z_BC,max
сопротивление на стороне 10 кВ, Ом	трансформатора	38		80		Z_BH,min=U²_B,min·u_k,BH-PO(1-Δu_k)/(100·S_N) Z_BH,max=U²_Bmax·u_k,BH+PO(1+Δu_k)/(100·S_N)
	обмотки НН	17		32		Z_T,H,min =Z_BH,min – Z_T,B,min= Z_T,H,max =Z_BH,max – Z_T,B,max=
	от источника до шин	43,7	54	107	131	Z_10,min =Z_C,min +Z_BH,m Z_10,max =Z_C,max +Z_BH,max
токи короткого замыкания, кА	на стороне 110 кВ при кз на 27,5 кВ	2,35	1,72	0,97	0,74	I_BC,max=U_N/(1,73·Z_{27,5 min}) I_BC,max=U_N/(1,73·Z_{27,5 min}) I_BC,min=U_B,max/(1,73·Z_{27,5 max}) I_BC,min=U_B,max/(1,73·Z_{27,5 max})
	на стороне 27,5 кВ	9,8	7,19	4,06	3,09	I_27,5,max=I_BC,max·U_B,cp/U_C,cp I_27,5,max=I_BC,max·U_B,cp/U_C,cp I_27,5,min=I_BC,min·U_B,cp/U_C,cp I_27,5,min=I_BC,min·U_B,cp/U_C,cp
	на стороне 110 кВ при кз на 10 кВ	1,45	1,18	0,68	0,56	I_BH,max=U_N/(1,73·Z_{10 min}) I_BH,max=U_N/(1,73·Z_{10 min}) I_BH,min=U_N/(1,73·Z_{10 max}) I_BH,min=U_N/(1,73·Z_{10 max})
	на стороне 10 кВ	15,9	12,9	7,4	6,1	I_10,max=I_BH,max·U_B,cp/U_H,cp I_10,max=I_BH,max·U_B,cp/U_H,cp I_10,min=I_BH,min·U_B,cp/U_H,cp I_10,min=I_BH,min·U_B,cp/U_H,cp

Таблица 6. Расчет дифференциальной защиты понижающего трансформатора

НАИМЕНОВАНИЕ ИСХОДНЫХ И РАСЧЕТНЫХ ВЕЛИЧИН				ЗНАЧЕНИЯ			РАСЧЕТНЫЕ ВЫРАЖЕНИЯ
напряжение обмотки, кВ				110	27,5	10	-
номинальный ток обмоток, А				201	841		I_N={I_B,N; I_C,N; I_H,N}; I_H,N=S_N/(1,73∙U_H,N)
коэффициент схемы				1,73	1	1	К_сх={К_сх,В; К_сх,С; К_сх,Н}
коэффициент трансформации ТТ				60	120	200	К_i={К_i_,В; К_i_,С; К_i_,Н};
вторичный ток плеча защиты, А				5.7955	7.0	10.51	I_B={I_ОСН,В; I_1,В; I_2,В}; I_ОСН,В=I_B_,_N∙К_сх,В/К_i_,В I_1,В=I_B_,_N∙К_сх,В/К_i_,В I_2,В=I_B_,_N∙К_сх,В/К_i_,В
расчет рабочей обмотки реле ДЗТ-11 по условию отстройки от броска тока намагничивания		рекомендуемый коэффициент		1,2	-	-	К_р=1,2–1,5
		относительное сопротивление ЭС		0,05	-	-	X*_C= Z_C,min /(U/ S_N)
		уточненный коэффициент отстройки		0.87	-	-	K=2,1–3,7∙(X_C+1,15∙ X*_B(1))
		принятый коэффициент отстройки		1,0	-	-	K=max (K*; 1)
		расчетный ток срабатывания защиты, A		201			I_СЗ_,_РАСЧ_,1=К∙I_1,N; (I_СЗ_,_РАСЧ_,2=К_р∙I_1,N)
		расчетный ток срабатывания реле, A		5.8			I_{СР,РАСЧ,1}= I_{СЗ,РАСЧ,1}·К_сх,В/ К_i_,В; I_{СР,РАСЧ,2}= I_{СЗ,РАСЧ,2}·К_сх,В/ К_i_,В
		уставка срабатывания, А		4,00	-	-	I_СР_,_ОСН>= I_СЗ_,_РАСЧ
		намагничивающая сила срабатывания, А		100	-	-	F_СР
		расчетное число витков		25,0	-	-	W_{ОСН,РАСЧ}= F_СР/ I_СР,ОСН
		принятое число витков		25	-	-	W_ОСН<= W_Р
минимальный ток срабатывания защиты, A				139	-	-	I_СЗ,_min= F_СР·К_i_,В/(W_ОСН·К_сх,В)
расчет уравнительных обмоток	расчетное			-	20,7	13,8	W_1,РАСЧ= W_ОСН·I_ОСН,В/ I_1,В; W_2,РАСЧ= W_ОСН·I_ОСН,В/ I_2,В
	принятое			-	21	14	W_У1; W_У₂
погрешность ТТ				0,1			ε
расчетный ток короткого замыкания				1450	-	-	I_ВСН,_max
расчет тока небаланса параллельной работы на 27,5 кВ, А	от погрешности трансформаторов тока			145	-	-	I’_НБ_,_РАСЧ=ε·I_ВСН_,max
	от регулирования напряжения			116	-	-	I»_НБ_,_РАСЧ=ΔU_α·К_ТОК_,_α·I_ВСН_,max
	от неточности установки витков реле			10.5	-	-	I» ’_{НБ,РАСЧ}={(W_1,РАСЧ-W_У1)·К_{ТОК, 1}/ W_1,РАСЧ – (W_2,РАСЧ-W_У2)·К_{ТОК, 11}/ W_2,_РАСЧ)}·I_ВСН_,max=={(13,5–14)·0,5/ 13,5 – (8,2–8)·1/ 8,2)}·590
	суммарный			272	-	-	I_ВСН,нб=\|I’_{НБ,РАСЧ} \| +\|I»_{НБ,РАСЧ}\|+ \|I» ’_{НБ,РАСЧ}\|
ток торможения параллельной работы, А	на сторонах СН и НН			-	725	1450	I_С,ТОРМ= I_ВСН,_max·К_{ТОК, 1}; I_H,_ТОРМ= I_ВСН_,max·К_ТОК_{, 11}
	результирующий			-	-	967	I_{ВСН,ТОРМ}= I_H_,ТОРМ-I_С,ТОРМ·I_1В/ I_2В
одиночная работа и кз на 27,5 кВ, А	расчетный ток кз			-	1720	-	I_ВС,_max
	ток небаланса			422	-	-	I_ВС,нб={ε+ΔU_α+(W_1,РАСЧ-W_У1)/ W_1,_РАСЧ)}·I_ВС_,max
	ток торможения			-	1720	-	I_B_С_,_ТОРМ=I_ВС_,max
одиночная работа и кз на 10 кВ, А	расчетный ток кз			-	-	1180	I_В_H_,_max
	ток небаланса			290	-	-	I_В_H,_нб={ε+ΔU_α+(W_2,_РАСЧ-W_У₂)/ W_2,_РАСЧ)}·I_В_H,max
	ток торможения			-	-	1180	I_BH,_ТОРМ=I_В_H,max
тангенс угла торможения			0,75		-	-	tgα
коэффициент угла торможения			1		-	-	К_ОТС
расчет витков тормозной обмотки	расчетное при параллельной работе		-		5,2		W_ВСН_,_ТОРМ= К_ОТС·I_ВСН_,_нб∙W_2,_РАСЧ/ (I_{ВСН,ТОРМ}· tgα)
	расчетное для одиночной работы при кз на 27,5 кВ		-		6,8	-	W_{ВС,ТОРМ}= К_ОТС·I_ВС,нб∙W_1,РАСЧ/ (I_{ВС,ТОРМ}· tgα)
	расчетное для одиночной работы при кз на 11 кВ		-		-	4,5	W_{ВН,ТОРМ}= К_ОТС·I_ВН,нб∙W_2,РАСЧ/ (I_{ВН,ТОРМ}· tgα)
	принятое		-		7	-	W_ТОРМ>=max(W_{ВСН,ТОРМ}; W_{ВС,ТОРМ}; W_{ВН,ТОРМ})
расчет чувствительности защиты при 2-фазном кз на стороне 11 кВ в минимальном режиме при параллельной работе	расчетный ток кз, А		340		340	680	I_В_,min= I_ВСН_,min· К_ТОК_,_α I_C,min= I_ВСН_,min· К_ТОК_,_β I_H,min= I_ВСН_,min
	ток плеча защиты, А		8.53		11.34	32.8	I_В,РАБ=0,87· I_В,_min·К_сх,В/К_i_,В; I_C,_РАБ=0,87·I_C,min·(U_В_,max/U_C,max)·К_сх_,C/ К_i,
	рабочая намагничивающая сила, А		451			-	F_В_HC_,РАБ= I_В,РАБ∙W_ОСН+I_C_,РАБ· W_У1
	тормозная намагничивающая сила, А		-		79	-	F_{ВСН,ТОРМ}= I_C_,РАБ∙ W_ТОРМ
	рабочая намагничивающая сила срабатывания реле, А		120		-	-	F_РАБ,СР(F_В_HC_,РАБ; F_{ВСН,ТОРМ}) по кривой торможения реле
	коэффициент чувствительности		-		-	3,8	К_Ч,ВСН=F_В_HC_,РАБ/F_РАБ,СР
одиночная работа	минимальные токи кз, А		-		740	560	I_ВС_,min; I_ВН_,min
	коэффициент чувствительности		-		4.6	3.5	К_Ч_,_ВС=0,87· I_ВС_,min/ I_СЗ_,min К_Ч_,_ВН=0,87· I_ВН_,min/ I_СЗ_,min

Раздел: Физика
Количество знаков с пробелами: 33336
Количество таблиц: 6
Количество изображений: 0

Скачать

... задаются в поле задания уставок. 6. Безопасность и экологичность проекта В основной части дипломного проекта рассмотрены вопросы, связанные с модернизацией релейной защиты РУ-27,5 кВ тяговой подстанции Заудинск ВСЖД. Наличие на подстанции высоковольтного оборудования и значительных по величине токов определяет выбор темы, и содержание раздела "Безопасность и экологичность проекта", связанных ...

Скачать

... -Мощность передвижной базы масляного хозяйства равная 20 кВА кВА По рассчитанной мощности выбираем ТСН типа: ТМЖ –400/27,5/0,4 Расчет токов короткого замыкания Рис.3. Расчетная схема тяговой подстанции Рис.4. Электрическая схема замещения до точки к1 Расчёт сопротивлений элементов схемы замещения Расчет сопротивлений системы найдём относительные сопротивления энергосистемы ...

Скачать

... сети Экономическая оценка работы спроектированной системы тягового электроснабжения не может быть выполнена без оценки потерь электроэнергии в ее элементах. Потери электроэнергии в системе тягового электроснабжения складываются, в основном, из потерь в тяговой сети и потерь в трансформаторах. Ниже выполнен расчет этих потерь. В результате расчета получены: значения годовых потерь энергии в ...

Скачать

... аварийного режима к.з. 1.2 Структурная схема тяговой подстанции Долбина В данном дипломном проекте предлагается рассмотреть модернизацию тяговой промежуточной подстанции с питающим напряжением 110 кВ. В Белгородской дистанции электроснабжения имеется 9 тяговых подстанций постоянного тока, 8 из которых питаются от ЛЭП-110 кВ, в том числе и тяговая подстанция «Долбина». Тяговая подстанция ...

Главная Новости Рефераты Статьи Вузы

О проекте Соглашение

Наверх

Войти на сайт

Навигация

Похожие работы

0 комментариев

Разделы

Инфо

Следите за новостями