1. Моделирование и расчёт параметров короткого замыкания и нормального режима

1. Общие положения

В данном разделе смоделирована схема питания межподстанционной зоны. Также рассчитаны параметры нормального режима и режимов КЗ (токи фидера, напряжение на шинах, сопротивление тяговой сети), составлены таблицы и построены графики зависимости параметров КЗ от расстояния до точки замыкания.

2. Создание схемы питания межподстанционной зоны

Параметры короткого замыкания, измеряемые защитой, вычисляем для выключателя правого плеча питания тяговой подстанции А.

на схеме размеры указать

Рисунок 1.1 – Полная схема двухстороннего питания тяговой сети однопутного участка

На рисунке 1.1 приведены следующие условные обозначения: ТПА, ТПВ – тяговые подстанции; ПС – пост секционирования; К – короткое замыкание; QА, QВ – выключатели на подстанциях; QПА, QПВ – выключатели на посту секционирования; _АВ– расстояния между подстанциями; _АП – расстояние от подстанции А до поста секционирования.

Пост секционирования (ПС) расположен посередине межподстанционной зоны. Мощности тяговых подстанций одинаковые.

К параметрам КЗ относятся:

– ток, протекающий через заданный выключатель ;

– сопротивление, измеряемое защитой выключателя ;

– напряжение на шинах, к которым подключён выключатель .

Так как выключатель расположен на подстанции А, то , где – напряжение на шинах подстанции А.

В режиме минимума мощность КЗ вычисляют по формуле:

, (1.1)

где – сопротивление энергосистемы при базовом напряжении =27,5 кВ.

МВА.

Схема тяговой сети ТП представлена на рисунке 1.2, где Т – несущий трос; П – контактный провод; Р – рельсовая цепь.

Рисунок 1.2 – Расположение проводов в сети ТП

3. Создание параметров системы электроснабжения межподстанционной зоны

Схема питания межподстанционной зоны создаётся в комплексе программ КОРТЭС для последующего анализа и расчёта её режимов.

С помощью программного модуля KAUbas задаются параметры рассчитываемого участка. Здесь можно вводить и изменять такие данные, как:

– количество путей на участке;

– список объектов, находящихся на участке (тяговых подстанций, постов секционирования) с заданием их координат;

– тип контактной подвески;

– параметры тяговых подстанций (мощность короткого замыкания на вводах ТП, тип трансформатора, количество включённых в работу трансформаторов);

На рисунке 1.3 представлено окно модуля задания параметров системы питания межподстанционной зоны.

Рисунок 1.3 – Окно модуля задания параметров

4. Моделирование и расчёт параметров короткого замыкания

Производятся расчёты параметров коротких замыканий с помощью программного модуля KA_KZ. Программа KA_KZ (рисунок 1.4) комплекса КОРТЭС предназначена для выполнения электрических расчётов установившихся режимов короткого замыкания в системе тягового электроснабжения переменного тока 27,5 кВ при различных схемах питания и секционирования контактной сети. Результаты расчётов используются для анализа параметров аварийных режимов и выбора уставок защиты.

Расчётная схема участка может содержать произвольное количество межподстанционных зон. В ней учитывается реальное расположение воздушных промежутков и точек подключения фидеров тяговых подстанций (ЭЧЭ) и постов секционирования (ПС) к контактной сети. Допускается также наличие примыкающих ветвей к основной части схемы. Питание этих ветвей осуществляется от дополнительных фидеров ЭЧЭ и ПС. Подготовка вариантов расчётных схем осуществляется переключениями выключателей объектов, выбором контролируемых межподстанционных зон, а также изменением параметров тяговых подстанций.

Место КЗ задаётся в любой точке контактной сети между граничными воздушными промежутками основного хода или ветви, а также на шинах ЭЧЭ и ПС. В цепь КЗ дополнительно может быть включено переходное сопротивление и (или) падение напряжения в дуге.

Результатами расчётов являются комплексные значения токов, протекающих через выключатели и разъединители всех объектов контролируемого участка схемы, напряжений на шинах ЭЧЭ и ПС, а также сопротивлений, измеряемых дистанционными защитами.

Рисунок 1.4 – Модуль KA_KZ программного комплекса КОРТЭС

Рисунок 1.5 – Схема участка при КЗ на 4 км

В таблице 1 приведены данные, полученные с помощью программного комплекса КОРТЭС для режимов минимума и максимума энергосистемы.

Таблица 1 - данные, полученные с помощью программного комплекса КОРТЭС для режимов минимума и максимума энергосистемы

	IQA	IQA	UA	UA	ZQA	ZQA
k	min	max	min	max	min	max
0	2840	3643	0	0	0	0
4	2396	2954	4280	5280	1,8	1,8
8	2071	2482	7410	8880	3,6	3,6
12	1824	2139	9790	11480	5,4	5,4
16	1629	1879	11650	13440	7,2	7,2
20	1472	1675	13160	14980	8,9	8,9
23	1372	1549	14110	15930	10,3	10,3
26	1285	1441	14940	16750	11,6	11,6
30	1185	1317	15900	17670	13,4	13,4
34	1100	1214	16720	18450	15,2	15,2
38	1026	1125	17430	19120	17	17
Продолжение таблицы 1
42	961	1048	18050	19690	18,8	18,8
46	904	982	18590	20190	20,6	20,6
км	А	А	B	B	Ом	Ом

По полученным данным построим графики зависимостей токов, напряжений и сопротивлений от расстояния до точки короткого замыкания для режимов максимума и минимума энергосистемы.

Рисунок 1.6 – Токи КЗ, измеряемые защитой выключателя QA

Рисунок 1.7 – Напряжения на шинах ТПА

Рисунок 1.8 – Сопротивления, измеряемые защитой выключателя QA