- •Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения
- •Часть 1
- •1. Релейная защита систем электроснабжения
- •1.1. Назначение релейной защиты
- •1.2. Элементы, функциональные части и органы устройств релейной защиты и автоматики систем электроснабжения
- •2. Принципы построения электрических сетей
- •2.1. Принципы построения электрических сетей
- •2.2. Режимы нейтрали электрических сетей
- •2.2.1. Пять способов заземления нейтрали
- •2.2.2. Критерии выбора режима нейтрали
- •2.2.3. Электрическая сеть с изолированной нейтралью
- •2.2.4. Электрическая сеть с резистивным заземлением нейтрали
- •2.2.5. Электрическая сеть с компенсированной нейтралью
- •2.2.6. Электрическая сеть с глухо заземленной нейтралью
- •2.2.7. Электрическая сеть с эффективно заземленной нейтралью
- •2.2.8. Заключение
- •3. Токи коротких замыканий
- •3.1. Виды коротких замыканий
- •3.2. Короткие замыкания на выводах низшего напряжения понижающего трансформатора
- •4. Расчет токов короткого замыкания
- •4.1. Особенности расчетов токов короткого замыкания для релейной защиты в электрических сетях напряжением выше 1 кВ
- •4.1.1. Схемы замещения трансформаторов
- •4.1.2. Особенности определения сопротивления трансформатора с рпн
- •4.1.3. Расчеты токов трехфазного короткого замыкания
- •4.2. Пример расчета токов кз в электрических сетях напряжением выше 1 кВ
- •4.2.1. Исходные данные
- •4.2.2. Расчет сопротивлений элементов схемы замещения
- •4.2.3. Расчет токов кз в максимальном режиме
- •4.2.4. Расчет токов кз в минимальном режиме
- •4.3.2. Основные положения расчета токов трехфазного кз методом симметричных составляющих
- •4.3.3. Расчет сопротивлений различных элементов системы электроснабжения
- •4.3.4. Пример расчета токов трехфазного кз в электрической сети напряжением до 1 кВ
- •4.3.5. Расчет токов однофазного кз на землю в сетях до 1 кВ методом симметричных составляющих
- •4.3.6. Пример расчета токов однофазного кз на землю
- •4.3.7. Расчет токов однофазного кз на землю методом «петли фаза-нуль»
- •5. Источники оперативного тока
- •5.1. Источники оперативного тока на распределительных подстанциях
- •5.2. Постоянный оперативный ток
- •5.3. Переменный оперативный ток
- •5.3.1. Схемы с дешунтированием электромагнитов управления
- •5.3.2. Предварительно заряженные конденсаторы и зарядные устройства
- •5.3.3. Схемы питания оперативных цепей защиты на выпрямленном токе
- •6. Трансформаторы тока
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Схемы соединения трансформаторов тока и цепей тока измерительных органов
- •6.2.1. Общие положения
- •6.2.2. Схема соединения трансформаторов тока и измерительных органов в полную звезду
- •6.2.3. Схема соединения трансформаторов тока и измерительных органов в неполную звезду
- •6.2.4. Схема соединения трансформаторов тока в полный треугольник, а измерительных органов – в полную звезду
- •6.2.5. Схема с двумя трансформаторами тока и одним измерительным органом, включенным на разность токов двух фаз
- •6.2.6. Трехтрансформаторный фильтр токов нулевой последовательности
- •6.2.7. Однотрансформаторный первичный фильтр токов нулевой последовательности
- •6.2.8. Последовательное и параллельное соединение трансформаторов тока
- •6.2.9. Датчики фазного тока
- •6.3. Оценка чувствительности устройства защиты
- •6.3.1. Коэффициент чувствительности защиты
- •6.3.2. Оценка чувствительности защиты линии электропередачи
- •6.3.3. Оценка чувствительности защиты силовых трансформаторов напряжением 35–110–220/6–10 кВ
- •6.3.4. Оценка чувствительности защиты силовых трансформаторов напряжением 6–10/0,4 кВ
- •6.3.5. Области применения разных схем соединения тт и ио
- •6.4. Выбор трансформаторов тока и определение их допустимой нагрузки в схемах релейной защиты
- •7. Трансформаторы напряжения
- •Приложение п2.2. Нагрузочные характеристики входов блоков реле Sepam
- •Приложение п2.3. Кривые предельных кратностей первичного тока трансформаторов тока [25. 26]
4.1.3. Расчеты токов трехфазного короткого замыкания
При расчетах токов КЗ для выполнения защиты трансформаторов и других элементов электрических сетей напряжением выше 1 кВ удобнее использовать относительные единицы [12, 13].
Расчетная схема. В начале расчета токов КЗ составляется расчетная схема, на которой указываются расчетные точки КЗ и возможные режимы работы трансформаторов и сети.
На расчетной схеме должны быть условно показаны также элементы низшего и среднего напряжений, питающиеся от рассматриваемых трансформаторов – кабельные и воздушные линии, трансформаторы, двигатели и т.д. В расчетах релейной защиты эти элементы называются предыдущими (по отношению к питающему элементу – последующему, если рассматривать схему снизу вверх). Значения токов при КЗ на предыдущих элементах необходимо знать для того, чтобы определить чувствительность максимальных токовых защит трансформаторов в так называемой зоне резервирования, в которую входит каждый из предыдущих элементов соответствующего напряжения. Для оценки чувствительности в зоне резервирования выбираются предыдущие элементы с наибольшим сопротивлением, а точки КЗ намечаются в конце этих элементов, там, где заканчивается основная зона действия их собственных защит. На расчетной схеме желательно указать места включения защит элементов СЭС.
Схема замещения. На схеме замещения все элементы расчетной схемы представляются в виде электрических сопротивлений. Трансформаторы представляются схемами замещения, рассмотренными в п. 4.1.2. Из предыдущих элементов показываются только те, на которых в расчетной схеме указана точка КЗ. Для каждого из режимов работы питающих трансформаторов составляется отдельная схема.
При составлении схем необходимо помнить, что они должны быть максимально простыми и наглядными. Желательно на схеме замещения условно показать места включения защит трансформатора. Обычно указываются трансформаторы тока соответствующих защит.
При расчете токов КЗ и сопротивлений схемы замещения и следует использовать следующую шкалу средних номинальных напряжений UСРi, кВ: 230; 115; 37; 10,5; 6,3; 0,69; 0,4 [13].
Учет энергосистемы. Питающая энергосистема до шин ВН подстанции представляется на схеме замещения своим полным или индуктивным сопротивлением. Задаются два значения сопротивлений – для максимального и минимального режимов работы энергосистемы. В максимальном режиме в энергосистеме включены все генераторы, все питающие линии, автотрансформаторы и другие питающие элементы, и при этом их эквивалентное сопротивление имеет наименьшее значение, а ток и мощность КЗ на шинах ВН рассматриваемой подстанции имеет соответственно наибольшее значение. В минимальном режиме отключена часть питающих элементов энергосистемы и эквивалентное сопротивление оставшихся элементов имеет большее значение, чем в максимальном режиме, а ток и мощность КЗ – меньшее значение – индексы «макс» и «мин» относятся таким образом не к значению сопротивления, а к режиму работы системы.
В тех случаях, когда задана мощность КЗ на шинах ВН трансформатора или в начале питающей линии, сопротивление системы в относительных единицах
и , |
(4.11) |
где SК.МАКС, SК.МИН – мощность КЗ на шинах ВН подстанции или в начале питающей линии при максимальном или минимальном режимах работы энергосистемы, МВА.