6.3. Преобразование электрической схемы замещения, определение токов кз и остаточного напряжения

Сопротивления элементов схемы вместе с их обозначениями указываются на схеме замещения. Обычно каждый элемент обозначают дробно: в числителе ставят обозначение и номер элемента, а в знаменателе – значение сопротивления.

На схеме замещения указываются точки КЗ. Далее схему замещения необходимо преобразовать к простейшему виду относительно каждой точке КЗ, после чего находят результирующий ток КЗ. Ток КЗ, приведенный к базисному напряжению, равен:

, (6,16)

где U_б – базисное напряжение;

x_рез – результирующее сопротивление ветви преобразованной схемы замещения, приведенное к базисному напряжению.

По результирующему (суммарному) току в точке КЗ находят токи в отдельных ветвях схемы, которые и используются для выбора уставок релейной защиты. В таблице 6.1 приведены наиболее известные способы преобразования схем.

Таблица 6.1.

Схемы			Сопротивление элементов преобразованной схемы		Распределение токов в схеме до ее преобразования
До преобразования	После преобразования

Определение остаточного напряжения.

Остаточное напряжение на шинах подстанции при трехфазном КЗ в точке, удаленной от шин на сопротивление x_К (рис. 6.1) определяется по выражению

, (6.17)

где x_К – сопротивление от шин подстанции до точки КЗ;

I_К – ток по линии к точке КЗ.

Рис. 6.1. К определению остаточного напряжения

7. Задание и методические указания

К курсовой работе по курсу

«Микропроцессорные устройства релейной

Защиты и автоматики»

1. Задание на курсовую работу

В курсовых работах могут быть рассмотрены следующие вопросы:

1. Выбор и расчет защит линий электропередачи 110 - 220 кВ;

2. Выбор и расчет устройств защит трансформаторов подстанции;

3. Выбор и расчет устройств защит автотрансформатора с высшим напряжением 500 кВ;

4. Выбор и расчет защит блока генератор-трансформатор;

5. Выбор и расчет устройства защиты сборных шин электрической станции или подстанции.

Обычно в курсовой работе должны быть разработаны два или три

вопроса из перечисленных (по заданию преподавателя).

Вопросы 3 и 4 являются более сложными и предназначены, в основном, для студентов профиля «Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем».

Исходные данные для выполнения курсовых работ приведены на схеме рис. 7.1. и в таблице 7. 1.

Таблица 7.1.

Варианты заданий
№ Варианта	Станция				Ток асинхр. режима Iа.р. кА		Линии			П/ст 1 Т2 Sном МВА		П/ст 2 АТ Sном МВА		Система
	G Pном МВт	Т1 Sном МВА	Число n			W1 l1 км		W2 l2 км					S МВА		x* о.е.
1	2	3	4	5		6		7	8		9		10		11
1	300	400	2	3,2		60		110	40		3х167		1000		0,3
2	200	250	4	2,3		80		94	32		3х267		2500		0,45
3	500	630	2	4,2		40		84	63		250		3000		0,5
4	160	200	4	2,8		55		68	40		3х267		1500		0,4
5	800	1000	1	3,5		100		86	63		250		2000		0,35
6	200	250	2	2,5		110		68	32		3х167		4000		0,6
Продолжение таблицы 7.1
1	2	3	4	5		6		7	8		9		10		11
7	300	400	3	3,4		60		72	40		250		4500		0,63
8	110	125	6	3,8		70		64	32		3х267		2200		0,4
9	500	630	2	4,0		94		72	63		3х167		3200		0,5
10	200	250	4	3,5		84		65	40		250		1000		0,32
11	160	200	5	3,7		56		70	63		3х167		2000		0,44
12	300	400	2	2,8		60		50	32		3х267		3000		0,52
13	500	630	2	2,6		60		45	40		2 х 250		3000		0,4
14	300	400	3	3,0		50		62	32		3 х 267		4000		0,5
15	200	250	4	2,4		80		30	25		3 х 167		2000		0,2
16	160	200	5	2,8		45		60	63		2 х 250		3500		0,4
17	110	125	6	2,2		32		44	32		3 х 267		2000		0,15
18	800	1000	1	4,0		50		70	40		3 х 167		3000		0,5
19	500	630	2	3,2		60		80	63		2 х 250		1500		0,2
20	300	400	2	2,5		32		40	50		250		2000		0,3

Для линии электропередач рекомендуется выбрать провод АС-185 или АС-240 (ЛЭП 110 кВ), АС-240 или АС-300 (ЛЭП 220 кВ). Удельное сопротивление линий и длительно допустимые токи приведены в [15], стр. 432 таблица 7.39 и стр. 428 таблица 7.35.

Рис.7.1. Схема участка сети для расчёта защит

Номер варианта выбирается по номеру студента в списке группы или по последней цифре номера зачетной книжки.

Пояснительная записка выполняется на листах формата А4.

Схемы и характеристики защит выполняются на листах формата А4 и включаются в пояснительную записку.

2. Методические указания.

1. Выбор и расчёт защит ЛЭП

а) Выбрать микропроцессорные устройства основной и резервной защит линий W1 и W2. Указать функции терминалов. Начертить схемы подключения защит.

б) Рассчитать уставки токовой отсечки и дистанционной защиты для комплектов защит 1, 2, 3 и 4 линии W1 и W2. Начертить характеристики защит. Расчет защит можно выполнить по настоящему методическому пособию. Принципы действия, характеристики и более подробные методы расчета микропроцессорных защит приведены в [4], [6], [17].

2. Выбор и расчет защит понижающего трансформатора подстанции.

а) Выбрать микропроцессорное устройство для защиты трансформатора подстанции. Указать функции терминала. Начертить схемы подключения защит.

б) Рассчитать уставки основной и резервных защит трансформатора. Начертить характеристику дифференциальной защиты.

Расчет защит можно выполнить руководствуясь настоящим методическим пособием или работами [7], [8], [11].

3. Выбор защит автотрансформатора подстанции

а) Выбрать схему электрических соединений подстанции с автотрансформаторами (автотрансформатором).

б) Выбрать микропроцессорные устройства для защиты автотрансформатора. Указать типы защит и схемы подключения. Описать порядок работы защит.

в) Рассчитать уставки основных и резервных защит. Расчет можно выполнить руководствуясь методическими пособиями [7], [8], [12], [14].

2.4. Выбор и расчет защит блока генератор – трансформатор

а) Выбрать микропроцессорный терминал защиты блока генератор-трансформатор. Начертить схему подключения защит, входящих в терминал.

б) Рассчитать уставки основных и резервных защит генератора, трансформатора и блока генератор – трансформатор. Начертить характеристики защит.

Расчет можно выполнить руководствуясь учебными пособиями [5], [18], [19] .

2.5. Выбор и расчёт защиты сборных шин электрической станции или подстанции.

а) Выбрать схему электрических соединений для сборных шин электростанции или подстанции. На ней указать шиносоединительные, обходные и секционные (если они есть) выключатели. Указать места установки трансформаторов тока.

б) Выбрать микропроцессорное устройство для защиты сборных шин. Начертить схему подключения защиты. Начертить структурную схему, указать составные части и органы и описать порядок работы защиты.

в) Рассчитать уставки дифференциальной защиты сборных шин. Начертить тормозную характеристику. Расчет можно выполнить по настоящему пособию, характеристики и схема подключения приведена в [5] и в [13].

2.6. Для выбора уставок защит необходимо провести расчет токов короткого замыкания (КЗ).

Рассчитывается периодическая составляющая тока трехфазного КЗ для момента времени t = 0.

Для расчета уставок защит линий W1 и W2 рассчитываются токи КЗ в начале, середине и конце каждой линий, причем в каждой точке КЗ токи рассчитываются отдельно от электрической станции и от системы.

Для расчета защит трансформатора и автотрансформатора необходимо рассчитать ток КЗ на шинах ВН, СН и шинах НН подстанции.

Для расчета защиты сборных шин необходимо знать суммарный ток КЗ на шинах станции (подстанции), а также наименьший ток КЗ от одного присоединения (режим опробования).

При расчете токов КЗ для линий можно учитывать только индуктивное сопротивление и принять x_уд = 0,4 Ом/км.