ДИПЛОМ РЗА СМЭРТЬ. Расчет уставок релейной защиты цза27
 Скачать 77.9 Kb.
|
 Содержание
Введение Основной задачей железнодорожного транспорта является обеспечение эксплуатационной работы железной дороги. Для этого необходимо, чтобы мощность всех элементов системы электроснабжения была достаточной для обеспечения потребной каждому локомотиву мощности при самых разнообразных условиях работы железнодорожной линии. Эта задача может быть решена только при правильно выбранных параметрах системы электроснабжения, т.е. обеспечивающих работу оборудования в допустимых для него пределах по нагрузке и необходимое качество электроэнергии (в первую очередь уровень напряжения). Известно, что недопустимое для данного элемента электрической установки увеличение нагрузки может привести к выходу его из строя. Следовательно, параметры устройств системы электроснабжения должны быть выбраны так, чтобы они бесперебойно работали в течение времени, определяемого их нормальным сроком службы. Наряду с этим на электрифицированных железных дорогах неизбежны редко встречающиеся случайные сочетания нагрузок (расположения поездов), вызванные особыми условиями эксплуатации, например, пропуск поездов с минимальными межпоездными интервалами после непредусмотренных длительных перерывов движения и др. Такие сочетания нагрузок предъявляют к системе электроснабжения весьма высокие требования. При проектировании системы электроснабжения такие редко встречающиеся сочетания нагрузок не всегда принимают во внимание; пропуск поездов в этих случаях регулируется диспетчером с учетом возможностей системы электроснабжения. Передача электрической энергии по проводам связана с некоторым понижением напряжения у потребителя, тем наибольшим, потребляемая им мощность и чем дальше от питающего центра он расположен. Вследствие этого поезда, удаляющиеся от подстанций, питаются электрической энергией при более низком напряжении, и если нельзя изменить режим ведения поезда, то снижается скорость его движения. Производительность локомотива зависит от уровня напряжения в контактной сети, поэтому вопрос поддержания определенного значения напряжения в сети у поезда является весьма важным для обеспечения нормальной работы электрифицированных железных дорог. В системах электроснабжения нередко внезапно возникают короткие замыкания (к.з.) и другие ненормальные режимы работы. Различают к.з. между фазами электрической установки (междуфазное к.з.), а также между фазой и землей (замыкание на землю). В трансформаторах и электрических машинах, кроме того, возможны межвитковые замыкания в обмотке одной фазы. К.з. возникают вследствие дефектов, старения и загрязнения изоляции токоведущих частей, обрыва и схлестывания проводов при сильном ветре или гололеде, неисправности в цепях электроподвижного состава, ошибочных переключений и т. п. Электрическая дуга в месте замыкания способна вызывать пережоги, оплавление и разрушения электрического оборудования и распределительных устройств, отжиг и обрыв контактных проводов. Разрушения оказываются тем значительнее, чем больше ток в дуге и время ее существования. Чтобы к.з. не вызвало большого ущерба, поврежденное электрооборудование необходимо как можно быстрее отключить. К релейной защите в соответствии ее назначением предъявляют следующие требования: избирательность, надежность, резервирование, быстродействие, чувствительность. Кроме того, релейная защита должна быть по возможности недорогой и безопасной в обслуживании. Исходные данные Электрифицированный участок представляет собой, двухпутный участок на переменным током 25 кВ 50 Гц. Протяженность участка 46.7 км. На этом участке расположены две тяговых подстанции А и Тяговая подстанция С. Посредине межподстанционной зоны (МПЗ) расположен пост секционирования. Расположение раздельных пунктов предоставлены в таблице 1. Тип контактной подвески ПБСМ-95+МФ-100+4Р75+А185,схема питания и секционирования – Узловая. Типы тяговых трансформаторов представлены в таблице 2. Значения погонных сопротивлений представлены на странице 8. Таблица 1 – Расположение раздельных пунктов на участке
Таблица 2 – Типы и параметры тяговых трансформаторов
Значения погонных сопротивлений тяговой сети Значения сопротивления, Ом/км R21= 0,114 X21= 0,316 Z21=0,336 R22=0,072 X22=0,219 Z22=0,231 Токи фидеров и их параметры указаны в таблице 3 Таблица 3 Параметры фидеров контактной сети
1 Расчет уставок релейной защиты ЦЗА-27.5 для тяговой подстанции При расчете используется следующие значения удельных сопротивлений тяговой сети: Z21- Полное удельное сопротивление тяговой сети одного пути принимаемое за 0,114 Ом/км; Z22- Полное удельное сопротивление тяговой сети одного пути двухпутного участка при одинаковых величинах тока в контактной подвеске обоих путей принимаемое за 0,231 Ом/км; Тип подвески указан в исходных данных. Расчет ДЗ1: Уставку выбирают по условиям селективности так, чтобы ДЗ не срабатывая при коротком замыкании за постом секционирования  (1)Где Zk – cопротивление петли короткого замыкания, измеряемые защитой выключателя QA1, Ом;  коэффицент отстройки,  Для расчета схемы по узловой схемы и параллельного питания тяговой сети двухпутного участка  (2)где lАП – расстояние от тяговой подстанции А до поста секционирования, км. Выбранная по условию (2) уставка срабатывания проверяется на нечувствительность к режимам нормальной работы по формуле:  (3)где Zн min – минимальное сопротивление нагрузки, Ом; kв – коэффициент возврата, 1,3.kз – коэффициент запаса, kз = 1,1 Поскольку первая ступень дистанционной защиты не имеет выдержки времени, то для нее kв = 1. Минимальное сопротивление нагрузки определяется по выражению:  (4)где Zн min – минимальное сопротивление нагрузки, Ом; kв – коэффициент возврата, 1,3.kз – коэффициент запаса, kз = 1,1 Поскольку первая ступень дистанционной защиты не имеет выдержки времени, то для нее kв = 1. Минимальное сопротивление нагрузки определяется по выражению:  (5)где Uн min – минимальное напряжение на шинах подстанции в нормальном режиме, В (Uн min = 25000 В); Iн max А – максимальный ток нагрузки фидера подстанции А, В расчетах принимаем Iн max А = Iн.т 27,5. Сопротивление срабатывания реле ДЗ1 определяют по формуле:  ( 6)Выполним расчеты по вышестоящим формулам:    Продолжение расчетов  29,8 (Ом); 29,8 (Ом); Расчет ДЗ2: Вторая ступень направленной дистанционной защиты (Д32) выполняется с выдержкой времени и должна обеспечить нормативное значение коэффициента чувствительности при коротких замыканиях на шинах поста секционирования. Если при расчете уставки окажется, что такая характеристика не отстроена от нормального режима, то допускается использовать характеристику Д32, как у первой ступени. Уставку срабатывания ДЗ2 второй ступени дистанционной защиты вычисляют по формуле:  (7)где Zк – максимальное сопротивление, измеряемое защитой, при коротком замыкании на выводах выключателя смежной подстанции в режиме минимума энергосистемы и с учетом сопротивления дуги, Ом; 1,25 kч – коэффициент чувствительности, kч. не отстроена от нормального режима, то допускается использовать характеристику Д32, как у первой ступени. Уставку срабатывания ДЗ2 второй ступени дистанционной защиты вычисляют по формуле:  (8)где Zк – максимальное сопротивление, измеряемое защитой, при коротком замыкании на выводах выключателя смежной подстанции в режиме минимума энергосистемы и с учетом сопротивления дуги, Ом;  – коээффицент чувствительности,  1,25 Для схемы узлового и параллельного питания тяговой сети двухпутного участка расчет следующий:  (9)Тогда вычисляем  26,3=12,09 (Ом);Выбранная по условию Z уставка срабатывания проверяется на нечувствительность к режимам нормальной работе по формуле (5.16).  =  = 33,92 (Ом);Принимаем за  ;Третья ступень направленной дистанционной защиты (ДЗ3) является резервной, она должна срабатывать с требуемым коэффициентом чувствительности в том случае, если отказывают защиты или выключатель поста секционирования. Эта ступень имеет еще большую выдержку времени. Расчет ДЗ3: ZkMax= 1,2*(31,1*0,219+11,3*0,316)= 10,42 (Ом); Уставка ДЗЗ рассчитывается аналогично как ДЗ1 и ДЗ2   = 13 (Ом); Расчет токовой отсечки: Токовая отсечка используется в качестве дополнительной защиты фидеров тяговых подстанций и постов секционирования. Уставка срабатывания токовой отсечки Iу ТО выбирается такой, чтобы по условиям селективности защита не срабатывала при повреждении на смежном участке:  ,где Iк max – максимальный ток, протекающий при коротком замыкании через выключатель фидера подстанции, А; 1,31,5 kотс – коэффициент отстройки, kотс = 1,3 Для схемы узлового и параллельного питания тяговой сети двухпутного участка:  где Uрасч – напряжение контактной сети в режиме максимума энергосистемы, В, Uрасч = 28900 В; ZпА max – сопротивление тяговой подстанции А в режиме максимума энергосистемы, Ом; lАП – расстояние от подстанции А до поста секционирования, км. Выбранная по уравнению (5.22) уставка срабатывания ТО проверяется по условию:  где Iк min – минимальный ток, протекающий при коротком замыкании через выключатель фидера подстанции, А; kч – коэффициент чувствительности, kч = 1,2. Для схемы узлового и параллельного питания тяговой сети двухпутного участка  =  где Uрасч – напряжение контактной сети в режиме минимума энергосистемы, В, Uрасч = 26200 В; ZпА min – сопротивление тяговой подстанции А в режиме минимума энергосистемы, Ом; lПВ – расстояние от поста секционирования до подстанции В, км. Ток срабатывания реле ТО определяют по формуле:  Расчеты:  =  =20917 (А); =20  = 5,17 (А);При данных условиях чувствительность ТО оказалась достаточной (так как коэффициент чувствительности больше 2). Расчет защиты минимального напряжения Защита минимального напряжения (ЗМН) может использоваться как резервная на постах секционирования и основная на пунктах параллельного соединения. На постах секционирования ЗМН выполняется, как правило, с выдержкой времени на одну ступень выше, чем у дистанционной защиты второй ступени, т. е. от 0,6 до 1,0 с, на пунктах параллельного соединения (ППС) – без выдержки времени. Уставку срабатывания Uу ЗМН выбирают и проверяют по условиям: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||