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=r0
L
[Ом]
А1: R=0,162 23,12=3,74 12: R=0,162 17,5=2.83
45: R=0,249 23,75=5,9 23: R=0,162 17,5=2.83
А3: R=0,162 45=7,29 Б3: R=0,120 26,25=3,15
Б4: R=0,198 45=8.91 Б6: R=0,249 32,5=8,09
А4: R=0,162 28,12=4,55
X=x0 L [Ом]
Б4: X=0,427 45 3,5=66,15 12: X=0,413 17,5 3,5=25,305
45: X=0,427 23,75 5,5=27,88 23: X=0,413 17,5 3,5=25,305
A3: X=0,413 45 3,5=65,1 Б3: X=0,405 26,25 3,5=37,205
А1: X=0,413 23,12 3,5=33,425 Б6: X=0,427 32,5 5,5=76,45
А4: Х=0,413 28,12 3,5=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 вузлів |
10 |
|||||||||||||
Число гілок |
12 |
|||||||||||||
Інформація про вузли |
||||||||||||||
N |
VNOM |
PN |
QN |
PG |
QG |
RG |
XG |
|||||||
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 |
7.96 20.93 16.59 13.40 15.50 0.00 0.00 0.00 0.00 20.12 |
3.81 10.31 8.49 7.97 8.68 0.00 0.00 0.00 0.00 10.83 |
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 37.40 57.10 0.00 |
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 23.14 26.95 0.00 |
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 |
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 9.26 2.54 0.00 0.00 |
|||||||
|
||||||||||||||
Інформація про гілки |
||||||||||||||
i |
j |
r |
x |
g |
b |
kt |
||||||||
4 |
8 |
8.91 |
18.9 |
0,00 |
121.5 |
0,00 |
||||||||
1 |
7 |
3.74 |
9.55 |
0,00 |
63.58 |
0,00 |
||||||||
1 |
2 |
2.83 |
7.23 |
0,00 |
48.1 |
0,00 |
||||||||
2 |
3 |
2.83 |
7.23 |
0,00 |
48.1 |
0,00 |
||||||||
3 |
7 |
7.29 |
18.6 |
0,00 |
123.7 |
0,00 |
||||||||
7 |
4 |
4.55 |
11.6 |
0,00 |
77.3 |
0,00 |
||||||||
3 |
8 |
3.15 |
10.63 |
0,00 |
73.8 |
0,00 |
||||||||
4 |
5 |
2.99 |
5.07 |
0,00 |
126.34 |
0,00 |
||||||||
8 |
6 |
8.09 |
13.9 |
0,00 |
86.45 |
0,00 |
||||||||
8 |
9 |
4.045 |
6.95 |
0,00 |
43.22 |
0,00 |
||||||||
9 |
6 |
4.045 |
6.95 |
0.00 |
43.22 |
0,00 |
||||||||
6 |
10 |
2.19 |
43.35 |
0.00 |
16.94 |
0.00 |
||||||||
Закінчення таблиці 2.3 |
||||||||
Дані про елементи схем зворотної та нульової послідовностей |
||||||||
N |
XG2 |
UNOM0 |
XT0 |
|||||
1 |
0,00 |
110,00 |
110.20 |
|||||
2 |
0,00 |
110,00 |
43.35 |
|||||
3 |
0,00 |
110,00 |
69.50 |
|||||
4 |
0,00 |
110,00 |
71.10 |
|||||
5 |
0,00 |
110,00 |
44.45 |
|||||
6 |
0,00 |
110,00 |
43.35 |
|||||
7 |
0,00 |
110,00 |
3.05 |
|||||
8 |
0,00 |
110,00 |
2.54 |
|||||
9 |
0,00 |
110,00 |
0.00 |
|||||
I |
J |
R0 |
X0 |
G0 |
B0 |
|||
7 |
1 |
3.74 |
33.42 |
0,00 |
63.58 |
|||
1 |
2 |
2.83 |
25.31 |
0,00 |
48.10 |
|||
2 |
3 |
2.83 |
25.31 |
0,00 |
48.10 |
|||
7 |
3 |
7.29 |
65.10 |
0,00 |
123.70 |
|||
7 |
4 |
4.55 |
40.60 |
0,00 |
77.30 |
|||
4 |
5 |
2.99 |
27.88 |
0,00 |
126.34 |
|||
I |
J |
R0 |
X0 |
G0 |
B0 |
|||
4 |
8 |
8.91 |
66.15 |
0,00 |
121.50 |
|||
3 |
8 |
3.15 |
37.21 |
0,00 |
73.80 |
|||
8 |
9 |
4.04 |
24.33 |
0,00 |
43.22 |
|||
8 |
6 |
8.09 |
48.65 |
0,00 |
86.45 |
|||
7 |
1 |
3.74 |
33.42 |
0,00 |
63.58 |
|||
Таблиця 2.4- Результати розрахунку трифазного КЗ у максимальному режимі
Коротке замикання в 8 вузлі |
||||||||
IA VA |
IR VR |
IM VM |
ID VD |
IUA |
N
|
IUR |
||
Вузол №8(8) |
||||||||
0.000 -0.300 0.000 0.000 -0.311 -0.303 |
1.098 1.675 0.000 0.000 25.145 0.000 |
1.139 1.703 0.000 0.000 25.147 0.000 |
0.767 0.777 0.000 0.000 0.785 0.000 |
-0.913 |
4( 4) 3( 3) 6( 6) 9( 9) G
|
27.917 |
||
Вузол № 7(7) |
||||||||
0.185 0.209 0.354 -0.749 38.223 |
-0.760 -0.963 -1.135 2.853 -5.111 |
0.782 0.986 1.189 2.950 38.563 |
-0.771 -0.774 -0.762 0.769 -1.438 |
-0.001 |
1( 1) 3( 3) 4( 4) G
|
-0.005 |
||
Коротке замикання в 9 вузлі |
||||||||
IA VA |
IR VR |
IM VM |
ID VD |
IUA |
N
|
IUR |
||
Вузол №7(7) |
||||||||
0.186 0.179 0.260 -0.625 57.456 |
-0.222 -0.252 -0.309 0.775 -3.971 |
0.289 0.309 0.404 0.996 57.593 |
-0.654 -0.684 -0.653 0.661 -1.502 |
-0.001 |
1( 1) 3( 3) 4( 4) G
|
-0,008 |
||
Вузол №8(8) |
||||||||
-0.141 -0.176 0.766 2.277 -2.727 46.992 |
0.235 0.368 -1.818 -5.436 6.644 -6.166 |
0.274 0.408 1.973 5.894 7.182 47.395 |
0.708 0.734 -0.745 -0.745 0.747 -1.440 |
-0.001 |
4( 4) 3( 3) 6( 6) 9( 9) G
|
-0.008 |
||
IA VA |
IR VR |
IM VM |
ID VD |
IUA |
N
|
IUR |
||
Вузол №9(9) |
||||||||
-2.277 -0.744 0.000 |
5.436 1.801 0.000 |
5.894 1.949 0.000 |
0.745 0.746 0.000 |
-3.021 |
8( 8) 6( 6) |
7.237 |
||
Вузол № 10(10) |
||||||||
-0.022 14.697 |
0.018 -3.015 |
0.028 15.003 |
0.568 -1.368 |
-0.022 |
6( 6)
|
0.018 |
||
Продовження таблиці 2.4 |
||||||||
Коротке замикання в 6 вузлі |
||||||||
IA VA |
IR VR |
IM VM |
ID VD |
IUA |
N
|
IUR |
||
Вузол №6(6) |
||||||||
-1.297 -1.297 0.000 0.000 |
2.875 2.876 0.000 0.000 |
3.154 3.154 0,000 0,000 |
0.739 0.739 0,000 0,000 |
-2.593 |
8( 8) 9( 9) 10( 10)
|
5.751 |
||
Вузол №7(7) |
||||||||
0.170 0.156 0.230 -0.556 58.766 |
-0.184 -0.204 -0.254 0.634 -3.334 |
0.251 0.257 0.342 0.843 58.860 |
-0.634 -0.671 -0.638 0.644 -1.514 |
-0,000 |
1( 1) 3( 3) 4( 4) G
|
-0.008 |
||
Вузол №8(8) |
||||||||
-0.105 -0.128 1.297 1.297 -2.361 50.453 |
0.179 0.280 -2.875 -2.874 5.282 -5.235 |
0.208 0.308 3.154 3.153 5.785 50.723 |
0.712 0.738 -0.739 -0.739 0.740 -1.467 |
-0.001 |
4( 4) 3( 3) 6( 6) 9( 9) G
|
-0.008 |
||
Вузол № 9(9) |
||||||||
-1.297 1.297 25.230 |
2.874 -2.876 -2.620 |
3.153 3.154 25.366 |
0.739 -0.739 -1.467 |
-0.000 |
8(8) 6(6)
|
-0,001 |
||
Коротке замикання в 10 вузлі |
||||||||
IA VA |
IR VR |
IM VM |
ID VD |
IUA |
N
|
IUR |
||
Вузол №6(6) |
||||||||
-0.074 -0.074 0.149 52.137 |
0.595 0.596 -1.195 3.834 |
0.600 0.601 1.204 52.277 |
0.782 0.782 0.782 1.497 |
0,000 |
8( 8) 9( 9) 10( 10)
|
-0.004 |
||
Вузол №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 |
-0.000 |
1( 1) 3( 3) 4( 4) G
|
-0.008 |
||
Закінчення таблиці 2.4 |
||||||||
Вузол №8(8) |
||||||||
IA VA |
IR VR |
IM VM |
ID VD |
IUA |
N
|
IUR |
||
0.049 0.082 0.074 0.074 -0.279 61.009 |
0.024 0.030 -0.595 -0.594 1.126 0.052 |
0.054 0.087 0.600 0.598 1.160 61.009 |
0.412 0.328 -0.782 -0.782 0.770 1.570 |
0.000 |
4( 4) 3( 3) 6( 6) 9( 9) G
|
-0.010 |
||
Вузол № 9(9) |
||||||||
-0.074 0.074 56.581 |
0.594 -0.596 1.939 |
0.598 0.601 56.614 |
0.782 -0.782 1.537 |
0.000 |
8( 8) 6( 6)
|
-0.002 |
||
Вузол №10(10) |
||||||||
-0.149 0.000 |
1.195 0.000 |
1.204 0.000 |
0.782 0.000 |
-0.149 |
6(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 вузлі |
||||||||||||
IA VA |
IR VR |
IM VM |
ID VD |
IUA |
N |
IUR |
||||||
Вузол № 6(6) |
||||||||||||
-0.032 -0.032 0.064 41.935 |
0.019 0.018 -0.040 -0.035 |
0.037 0.037 0.076 41.935 |
0.470 0.455 -0.487 -1.570 |
-0,000 |
9( 9) 8( 8) 10( 10)
|
-0.003 |
||||||
Продовження таблиці 2.5 |
|
||||||||||||
Вузол № 7(7) |
|
||||||||||||
IA VA |
IR VR |
IM VM |
ID VD |
IUA |
N
|
IUR |
|||||||
0.120 0.096 0.170 -0.386 55.148 |
-0.282 -0.336 -0.413 1.025 -1.752 |
0.307 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
|
-0.007 |
|
||||||
Вузол № 8(8) |
|
||||||||||||
-0.054 -0.031 0.032 0.032 -0.195 42.446 |
0.352 0.532 -0.017 -0.018 8.434 0.265 |
0.356 0.533 0.036 0.037 8.436 42.446 |
0.780 0.785 -0.440 -0.455 0.785 0.000 |
-0.217 |
4( 4) 3( 3) 9( 9) 6( 6) G
|
9.282 |
|
||||||
Вузол №9(9) |
|
||||||||||||
-0.032 0.032 42.197 |
0.017 -0.019 0.111 |
0.036 0.037 42.197 |
0.440 -0.470 1.568 |
0.000 |
8( 8) 6( 6)
|
-0.002 |
|
||||||
Вузол №10(10) |
|
||||||||||||
-0.064 40.058 |
0.040 -2.730 |
0.076 40.151 |
0.487 -1.503 |
-0.064 |
6( 6) |
0.040 |
|
||||||
Симетричні складові струму і напруги у вузлі кз |
|
||||||||||||
|
UA |
UR |
UM |
IA |
IR |
IM |
|
||||||
(1) (2) (0) |
42.446 -21.171 -21.275 |
0.265 0.062 -0.327 |
42.446 21.171 21.277 |
0.217 0.217 0.217 |
-9.289 -9.289 -9.289 |
9.292 9.292 9.292 |
|
||||||
Продовження таблиці 2.5
Коротке замикання в 9 вузлі |
||||||||||||||
IA VA |
IR VR |
IM VM |
ID VD |
IUA |
N |
IUR |
||||||||
Вузол № 6(6) |
||||||||||||||
0.079 -0.159 0.080 51.555 |
-0.432 0.476 -0.048 0.805 |
0.439 0.502 0.093 51.562 |
-0.777 0.759 -0.476 1.555 |
0.000 |
9( 9) 8( 8) 10( 10)
|
-0.004 |
||||||||
Вузол № 7(7) |
||||||||||||||
0.107 0.068 0.117 -0.292 62.022 |
-0.089 -0.082 -0.119 0.282 -0.887 |
0.139 0.106 0.167 0.406 62.029 |
-0.569 -0.656 -0.620 0.607 -1.556 |
-0.000 |
1( 1) 3( 3) 4( 4) G
|
-0.008 |
||||||||
Вузол № 8(8) |
||||||||||||||
0.024 0.048 0.397 0.159 -0.628 59.455 |
0.046 0.066 -1.383 -0.476 1.737 -0.835 |
0.052 0.082 1.439 0.502 1.848 59.460 |
0.725 0.679 -0.766 -0.759 0.755 -1.557 |
-0.000 |
4( 4) 3( 3) 9( 9) 6( 6) G |
-0.010 |
||||||||
Вузол №9(9) |
||||||||||||||
-0.397 -0.079 48.235 |
1.383 0.432 2.000 |
1.439 0.439 48.277 |
0.766 0.777 0.000 |
-0.476 |
8( 8) 6( 6) |
1.815 |
||||||||
Вузол №10(10) |
||||||||||||||
-0.080 49.303 |
0.048 -2.546 |
0.093 49.368 |
0.476 -1.519 |
-0.080 |
6( 6) |
0.048 |
||||||||
Симетричні складові струму і напруги у вузлі кз |
||||||||||||||
|
UA |
UR |
UM |
IA |
IR |
IM |
||||||||
(1) (2) (0) |
48.235 -15.056 -33.179 |
2.000 2.077 -4.077 |
48.277 15.199 33.429 |
0.476 0.476 0.476 |
-1.817 -1.817 -1.817 |
1.878 1.878 1.878 |
||||||||
Закінчення таблиці 2.5
Коротке замикання в 6 вузлі |
||||||||||||
Вузол № 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
|
-0.461 |
9( 9) 8( 8) 10( 10)
|
1.669 |
||||||
Вузол № 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
|
-0.000 |
1( 1) 3( 3) 4( 4) G
|
-0.008 |
||||||
Вузол № 8(8) |
||||||||||||
0.027 0.051 0.267 0.267 -0.612 59.803 |
0.040 0.057 -0.853 -0.854 1.600 -0.793 |
0.048 0.077 0.894 0.895 1.713 59.808 |
0.693 0.638 -0.762 -0.762 0.751 -1.558 |
-0.000 |
4( 4) 3( 3) 9( 9) 6( 6) G |
-0.010 |
||||||
Вузол №9(9) |
||||||||||||
-0.267 0.267 52.797 |
0.853 -0.855 0.803 |
0.894 0.896 52.803 |
0.762 -0.762 1.556 |
0.000 |
8( 8) 6( 6)
|
-0.002 |
||||||
Вузол №10(10) |
||||||||||||
-0.072 43.883
|
0.040 -0.643
|
0.083 43.888
|
0.450 -1.556
|
-0.072 |
6( 6)
|
0.040 |
||||||
Симетричні складові струму і напруги у вузлі кз |
||||||||||||
|
UA |
UR |
UM |
IA |
IR |
IM |
||||||
(1) (2) (0) |
45.774 -17.240 -28.534 |
2.408 2.666 -5.074 |
45.838 17.445 28.982 |
0.461 0.461 0.461 |
-1.673 -1.673 -1.673 |
1.735 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
-
ПС
Струм КЗ (кА)
1
27,843
2
27,822
3
27,798
4
27,825
5
27,825
6
27,495
7
27,672
8
6,831
Результати розрахунків струмів КЗ, необхідні для розрахунків релейного захисту, зведені в таблицю 2.7.
Таблиця 2.7 – Вихідні дані для розрахунків релейного захисту
№ П/П |
Найменування електроустановки |
Місце і точка КЗ |
Позначення та величини |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
I(3)макс, кА |
I(1)макс, кА |
I(3)мін, кА |
1 |
Лінія Б - 6 110кВ |
Початок, К1 |
27.917 |
27.486 |
27.845 |
|
|
Середина, К2 |
7.237 |
5.445 |
7.250 |
|
|
Кінець, К3 |
5.751 |
5.007 |
5.755 |
2 |
Підстанція 110/10кВ |
Сторона НН, К4 |
1,195 |
– |
1.194 |
3 |
Вузол Б |
К1 |
Хс макс, Ом |
Хос, Ом |
Хс мін, Ом |
|
|
|
2.278 |
2.290 |
2.280 |
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;