3 Расчёт режимов коротких замыканий на эвм

Для выбора типов защит и определения их параметров необходимо рассчитать токи КЗ и остаточные напряжения.

Анализ работы релейной защиты электрических сетей сложной конфигурации сопряжен с большим объемом вычислений режимов КЗ. В связи с этим токи коротких замыканий необходимо рассматривать с использованием ЭВМ, применение которых позволяет повысить точность вычислений и многократно уменьшить время, затрачиваемое на производство трудоемких расчетов режимов КЗ. При расчёте режимов КЗ была задействована программа TKZ 3000.

Расчёт токов коротких замыканий производится в следующих режимах:

а) I максимальный режим, когда в работу включены все элементы энергосистемы;

б) I максимальный режим, когда в работу включены все элементы энергосистемы, при отключенной параллельной линии C-910;

в) I-1/2, где 1 – в максимальном режиме линия C-910 отключена,

2 – в узле 39;

г) I-2/3, где 2 – в максимальном режиме линия C-910 отключена,

3 – в узле 37;

д) II минимальный режим характеризуется следующими изменениями:

1) минимум в системе – сопротивление электрических систем увеличено в два раза;

2) минимум на станциях – отключены генераторы G1, G2, G7

3) минимум в сети – отключены параллельные линии C-910, C-64, C-63, C-52.

Данные для расчёта токов короткого замыкания и результаты расчётов приведены в приложении А.

Схема замещения электрической сети представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Схема замещения электрической сети

4 Выбор типа основных и резервных защит

Согласно правилам устройств электроустановок [3] релейная защита должна обеспечивать минимально допустимое время отключения короткого замыкания, действовать селективно и обладать чувствительностью не меньше допустимой, быть простой и надежной.

Для выбора защиты линии от междуфазных КЗ рассчитаем токи трёхфазных коротких замыканий в определенных характерных точках защищаемой сети, а так же за элементами энергосистемы, ближайшими к шинам подстанций.

Расчёт токов КЗ производится в максимальном режиме (включены все элементы сети), минимальном режиме (минимум в сети, на станции и в системе), при каскадном отключении короткого замыкания.

В качестве расчётных точек короткого замыкания принимаем начало, конец защищаемой линии, за трансформаторами подстанций, в конце отходящих от шин подстанций линий.

Для определения необходимости применения быстродействующих защит следует рассчитать остаточные напряжения при трёхфазном коротком замыкании в начале линии при КЗ в конце линии. Если при этом виде замыкания значения остаточного напряжения на шинах подстанции меньше 60 % от номинального напряжения, то для этой линии необходимо предусмотреть основную защиту без выдержки времени [3].

Определим остаточные напряжения.

При трёхфазном КЗ на шинах ПС Камала-1 остаточное напряжение на шинах ПС Бородинская составляет 21,6 кВ.

Как видно, остаточное напряжение меньше чем

кВ.

Шкаф защит типа ШЭ 2607 011 позволяет обеспечить только резервную защиту линии. В качестве основной защиты необходимо предусмотреть ШЭ 2607 031.

Шкаф направленной ВЧ защиты типа ШЭ 2607 031 устанавливается с обеих сторон защищаемой линии в качестве основной защиты.

Резервной защитой называют защиту, предусматриваемую для работы вместо основной защиты данного элемента при её отказе или выводе из работы, а также вместо защит смежных элементов при их отказе или при отказах выключателей этих элементов (соответственно ближнее и дальнее резервирование). В качестве резервной защиты применяем все ступени защит шкафа типа ШЭ 2607 011.

Шкаф ШЭ 2607 011 содержит комплект защит, в состав которого входят: трёхступенчатая дистанционная защита, четырехступенчатая токовая защита нулевой последовательности, токовая отсечка, АПВ, реле тока для устройства резервирования при отказе выключателей.

В дистанционной защите логическая часть предусматривает возможность работы второй и третьей ступени без выдержки времени в режиме ускорения при включении выключателей с контролем наличия напряжения на линии. В токовой защите нулевой последовательности так же предусмотрено ускорение второй и третьей ступени при включении ВЛ на устойчивое короткое замыкание, а так же ускорение четвертой ступени при возникновении неполнофазного режима выключателя.

Все выбранные защиты выполнены на микроэлектронной элементной базе.

Для ближнего резервирования предусматривается питание цепей переменного тока каждого комплекта защиты от разных вторичных обмоток трансформаторов тока, а так же питание цепей постоянного тока каждого комплекта защит через разные автоматы постоянного тока, оперативные цепи реле тока устройства резервирования отказа выключателя (УРОВ) и схема УРОВ от общего автомата.