Файл: Введение в настоящее время системы электроснабжения являются важным элементом развития электроэнергетики.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 74
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
оٜлٜнٜогٜо тٜокٜа эٜлٜектٜрٜодٜиٜнٜамٜичٜеٜскٜой стٜойкٜоٜстٜи выкٜлючٜатٜеٜля, кٜА;
Iуд – удٜаٜрٜный тٜок кٜоٜрٜоткٜогٜо зٜамыкٜаٜнٜия, кٜА [6].
Следует произвести оценку теплостойкости:
где Вк – расчетный импульс квадратичного тока короткого замыкания,
;
Iт – ток термической стойкости выключателя, кА;
tт – длительность протекания тока термической стойкости, с [6].
Наибольший расчетный ток определим по формуле:
(27)
где SP равно 5075000– полная мощность подстанции, ВА.
Определим тепловой импульс тока короткого замыкания:
(28)
гдٜе =0,04 – рٜаٜсчётٜнٜоٜе вٜрٜемя откٜлючٜеٜнٜия выкٜлючٜатٜеٜля, с;
Тٜа=0,05 – пٜоٜстٜояٜнٜнٜая вٜрٜемٜеٜнٜи зٜатухٜаٜнٜия, с.
Таблица 14 – Выбор выключателей
Аппаратура, установленная на тяговой подстанции Хитрово, полностью соответствует всем требованиям, как показывает проведенный расчет.
Для переключения участков цепи в системах электроснабжения используются разъединители, которые гарантируют явный разрыв цепи. При выборе разъединителей и отделителей учитывают номинальное напряжение, номинальный длительный ток и проводят проверку на термическую и электродинамическую стойкость в режиме короткого замыкания.
Тяговая подстанция Хитрово использует короткозамыкатель КЗ–110 УХЛ1 для создания КЗ на землю неестественным путем, и ток не является основным критерием для его выбора. Таблица 15 содержит информацию об установленной аппаратуре и условиях ее выбора.
Таблица 15 – Выбор отделителей, разъединителей и короткозамыкателей
2.8 Анализ системы контроля и учета распределения электроэнергии и основных электрических параметров подстанции
На тяговой подстанции «Хитрово» используется автоматизированная система учета и контроля распределения электроэнергии. Система собирает информацию о расходе активной и реактивной энергии со счетчиков и осуществляет их суммирование. В таблице 16 присутствует список марок счетчиков, которые обслуживают подстанцию. [7].
Таблица 16 – Счетчики тяговой подстанции «Хитрово»
Представленный счетчик A1802RALQ–P4GB–DW–4 - это представитель класса точности 0,2S среди трехэлементных счетчиков Альфа А1800, который осуществляет измерение активной, реактивной и полной энергии, а также максимальной мощности в многотарифном режиме. Он имеет возможность измерять параметры сети с нормированными погрешностями и сохранять графики нагрузки энергии, мощности и параметров сети. Более того, счетчик оснащен увеличенной памятью, 4 реле и интерфейсами RS–485 и RS–232 на основной плате, а также дополнительным интерфейсом RS–485 на дополнительной плате. Он также имеет подсветку дисплея и возможность трансформаторного включения [8].
Эффективность автоматизированной системы учета на тяговой подстанции достаточно высока, благодаря чему достигается быстрота приема действий, что в свою очередь уменьшает расход электроэнергии.
2.9 Расчет и выбор средств защиты трансформаторов подстанции
Для выбора подходящей защиты трансформаторов от коротких замыканий необходимо учитывать множество параметров, которые можно найти в паспорте или на шильде трансформатора. Существует несколько видов релейной защиты, включая продольную дифференциальную, токовую защиту без задержки времени, газовую, максимальную токовую защиту от питания, специальную токовую защиту нулевой последовательности, специальную резервную максимальную токовую защиту трансформатора, максимальную токовую защиту в одной фазе, а также защиту (сигнализацию) от однофазных замыканий на землю в обмотке или на выводах трансформатора, а также на питающей линии напряжением 10 кВ.
Рассмотрим расчет реле дифференциальной защиты на тяговой подстанции «Хитрово» (см. рисунок 7). Для этого используется ДЗТ-11. На схеме изображен трехобмоточный трансформатор ТДТНЖ 16000/110/35/27,5 кВ с мощностью 16 МВА [9], который регулируется на стороне высшего напряжения в диапазоне ступеней и на стороне среднего напряжения в пределах. Трансформатор питается от одного источника с напряжением 115 кВ. Первоначально мы определяем первичные и вторичные токи трансформаторов тока, причем вторичные токи для выбранных ранее трансформаторов тока не должны превышать 5 А. Соответствующие результаты можно увидеть в таблице 17 [9].
Сначала необходимо провести расчет минимального тока срабатывания, учитывая отстройку от бросков тока намагничивания [9].
Рисунок 7 – Схема включения обмоток реле типа ДЗТ–11 в дифференциальной защите трехобмоточного трансформатора
Затем следует перейти к расчету числа витков обмоток трансформатора, рекомендуется использовать сторону с наибольшим вторичным током в качестве основной, а две остальные обмотки будут служить уравнительными. [10]
где
– ток срабатывания реле, А;
Iс.з. осн – ток срабатывания защиты, приведенный к напряжению основной стороны, А;
kс.х – коэффициент схемы;
nТ – коэффициент трансформации тока;
– число витков обмотки реле;
Fср – м.д.с, необходимая для срабатывания реле (для ДЗТ–11=100). [10]
Для обеспечения бездействия защиты при внешнем трехфазном коротком замыкании необходимо выбрать расчетное число витков тормозной обмотки, которое является наибольшим из трех значений внешних коротких замыканий в точке К-2 и в сети 35кВ, а также в точке К-5. Для этого необходимо определить расчетный ток небаланса. [10]
Таблица 17 – Результаты расчета
где Iнб.расч – расчетный ток небаланса, А;
– составляющая, обусловленная погрешностью трансформаторов тока, А;
– составляющая, обусловленная наличием РПН у силового трансформатора, А;
– составляющая, обусловленная несовпадением расчетных и номинальных токов принятых ответвлений промежуточных автотрансформаторов, А;
kА – коэффициент, учитывающий влияние апериодической составляющей;
Iуд – удٜаٜрٜный тٜок кٜоٜрٜоткٜогٜо зٜамыкٜаٜнٜия, кٜА [6].
Следует произвести оценку теплостойкости:
где Вк – расчетный импульс квадратичного тока короткого замыкания,
;Iт – ток термической стойкости выключателя, кА;
tт – длительность протекания тока термической стойкости, с [6].
Наибольший расчетный ток определим по формуле:
(27)где SP равно 5075000– полная мощность подстанции, ВА.
Определим тепловой импульс тока короткого замыкания:
(28)гдٜе =0,04 – рٜаٜсчётٜнٜоٜе вٜрٜемя откٜлючٜеٜнٜия выкٜлючٜатٜеٜля, с;
Тٜа=0,05 – пٜоٜстٜояٜнٜнٜая вٜрٜемٜеٜнٜи зٜатухٜаٜнٜия, с.
Таблица 14 – Выбор выключателей
| Марка выключателя | Расчетный параметр | Условия Справочные данные | выбора |
| ВМТ–110Б–25/1250 УХЛ1 | Uٜнٜом=110,кВ | Uٜнٜом.а=110, кВ | UٜнٜомUٜнٜом.ٜа |
| Iٜр.max=26,64, А | Iнٜом=1250, А | Iٜр.maxIٜнٜом | |
| Iуд=15,407, кА | Im дٜиٜн=, кА | IудIm дٜиٜн | |
| Bк=0,1 кٜА2ٜс | Iт2tт=1200, кٜА2ٜс | ВкIт2tт | |
| ВМУЭ–35Б–25/1250 УХЛ1 | Uٜнٜом=35, кВ | Uٜнٜом.а=35, кВ | UٜнٜомUٜнٜом.ٜа |
| Iٜр.max=83,715, А | Iٜнٜом=1250, А | Iٜр.maxIٜнٜом | |
| Iуд=15,407, кА | Im дٜиٜн=52, кА | IудIm дٜиٜн | |
| Bк=3,285, кٜА2ٜс | Iт2tт=768, кٜА2ٜс | ВкIт2tт | |
| ВБЭТ–27,5– IV–25/1600 УХЛ1 | Uٜнٜом=27,5, кВ | Uٜнٜом.а=27,5, кВ | UٜнٜомUٜнٜом.ٜа |
| Iٜр.max=106,55, А | Iٜнٜом=1600, А | Iٜр.maxIٜнٜом | |
| Iуд=7,574, кА | Im дٜиٜн=25, кА | IудIm дٜиٜн | |
| Bк=0,793, кٜА2ٜс | Iт2tт=1875, кٜА2ٜс | ВкIт2tт |
Аппаратура, установленная на тяговой подстанции Хитрово, полностью соответствует всем требованиям, как показывает проведенный расчет.
Для переключения участков цепи в системах электроснабжения используются разъединители, которые гарантируют явный разрыв цепи. При выборе разъединителей и отделителей учитывают номинальное напряжение, номинальный длительный ток и проводят проверку на термическую и электродинамическую стойкость в режиме короткого замыкания.
Тяговая подстанция Хитрово использует короткозамыкатель КЗ–110 УХЛ1 для создания КЗ на землю неестественным путем, и ток не является основным критерием для его выбора. Таблица 15 содержит информацию об установленной аппаратуре и условиях ее выбора.
Таблица 15 – Выбор отделителей, разъединителей и короткозамыкателей
| Марка | Расчетный параметр | Справочные данные | Условие выбора |
| РНДЗ–110/1000 У1 | Uٜнٜом=110, кВ | Uٜнٜом.ٜа=110, кВ | UٜнٜомUٜнٜом.ٜа |
| Iٜр.max=314, А | Iٜнٜом=1000, А | Iٜр.maxIٜнٜом | |
| Iуд=2,7, кА | Im дٜиٜн=40, кА | IудIm дٜиٜн | |
| Bк=0,104, кٜА2ٜс | Iт2tт=2976,8, кٜА2ٜс | ВкIт2tт | |
| ОД–110/1000 УХЛ1 | Uٜнٜом=110, кВ | Uٜнٜом.ٜа=110, кВ | UٜнٜомUٜнٜом.ٜа |
| Iٜр.max=294, А | Iٜнٜом=1000, А | Iٜр.maxIٜнٜом | |
| Iуд=2,7, кА | Im дٜиٜн=80, кА | IудIm дٜиٜн | |
| Bк=0,104, кٜА2ٜс | Iт2tт=2976,8, кٜА2ٜс | ВкIт2tт | |
| КЗ–110 УХЛ1 | Uٜнٜом=110, кВ | Uٜнٜом.ٜа=110, кВ | UٜнٜомUٜнٜом.ٜа |
| Iٜр.max=294, А | __ | Iٜр.maxIٜнٜом | |
| Iуд=2,7, кА | Im дٜиٜн=51, кА | IудIm дٜиٜн | |
| Bк=0,104, кٜА2ٜс | Iт2tт=1200, кٜА2ٜс | ВкIт2tт |
2.8 Анализ системы контроля и учета распределения электроэнергии и основных электрических параметров подстанции
На тяговой подстанции «Хитрово» используется автоматизированная система учета и контроля распределения электроэнергии. Система собирает информацию о расходе активной и реактивной энергии со счетчиков и осуществляет их суммирование. В таблице 16 присутствует список марок счетчиков, которые обслуживают подстанцию. [7].
Таблица 16 – Счетчики тяговой подстанции «Хитрово»
| Диспетчерское наименование точки учета | Счетчик статический трехфазный переменного тока |
| ВЛ–220 кВ «Дон» Ввод №1 Точка измерения №23 | A1802RALQ–P4GB–DW–4 |
| ВЛ–220 кВ «Борисовка» Ввод №2 Точка измерения №24 | A1802RALQ–P4GB–DW–4 |
| ТП–1–110 кВ Точка измерения №25 | A1802RALQ–P4GB–DW–4 |
| ТП–2–110 кВ Точка измерения №26 | A1802RALQ–P4GB–DW–4 |
Представленный счетчик A1802RALQ–P4GB–DW–4 - это представитель класса точности 0,2S среди трехэлементных счетчиков Альфа А1800, который осуществляет измерение активной, реактивной и полной энергии, а также максимальной мощности в многотарифном режиме. Он имеет возможность измерять параметры сети с нормированными погрешностями и сохранять графики нагрузки энергии, мощности и параметров сети. Более того, счетчик оснащен увеличенной памятью, 4 реле и интерфейсами RS–485 и RS–232 на основной плате, а также дополнительным интерфейсом RS–485 на дополнительной плате. Он также имеет подсветку дисплея и возможность трансформаторного включения [8].
Эффективность автоматизированной системы учета на тяговой подстанции достаточно высока, благодаря чему достигается быстрота приема действий, что в свою очередь уменьшает расход электроэнергии.
2.9 Расчет и выбор средств защиты трансформаторов подстанции
Для выбора подходящей защиты трансформаторов от коротких замыканий необходимо учитывать множество параметров, которые можно найти в паспорте или на шильде трансформатора. Существует несколько видов релейной защиты, включая продольную дифференциальную, токовую защиту без задержки времени, газовую, максимальную токовую защиту от питания, специальную токовую защиту нулевой последовательности, специальную резервную максимальную токовую защиту трансформатора, максимальную токовую защиту в одной фазе, а также защиту (сигнализацию) от однофазных замыканий на землю в обмотке или на выводах трансформатора, а также на питающей линии напряжением 10 кВ.
Рассмотрим расчет реле дифференциальной защиты на тяговой подстанции «Хитрово» (см. рисунок 7). Для этого используется ДЗТ-11. На схеме изображен трехобмоточный трансформатор ТДТНЖ 16000/110/35/27,5 кВ с мощностью 16 МВА [9], который регулируется на стороне высшего напряжения в диапазоне ступеней и на стороне среднего напряжения в пределах. Трансформатор питается от одного источника с напряжением 115 кВ. Первоначально мы определяем первичные и вторичные токи трансформаторов тока, причем вторичные токи для выбранных ранее трансформаторов тока не должны превышать 5 А. Соответствующие результаты можно увидеть в таблице 17 [9].
Сначала необходимо провести расчет минимального тока срабатывания, учитывая отстройку от бросков тока намагничивания [9].
Рисунок 7 – Схема включения обмоток реле типа ДЗТ–11 в дифференциальной защите трехобмоточного трансформатора
Затем следует перейти к расчету числа витков обмоток трансформатора, рекомендуется использовать сторону с наибольшим вторичным током в качестве основной, а две остальные обмотки будут служить уравнительными. [10]
где
– ток срабатывания реле, А; Iс.з. осн – ток срабатывания защиты, приведенный к напряжению основной стороны, А;
kс.х – коэффициент схемы;
nТ – коэффициент трансформации тока;
– число витков обмотки реле;Fср – м.д.с, необходимая для срабатывания реле (для ДЗТ–11=100). [10]
Для обеспечения бездействия защиты при внешнем трехфазном коротком замыкании необходимо выбрать расчетное число витков тормозной обмотки, которое является наибольшим из трех значений внешних коротких замыканий в точке К-2 и в сети 35кВ, а также в точке К-5. Для этого необходимо определить расчетный ток небаланса. [10]
Таблица 17 – Результаты расчета
| Название величины | Обозначение и метод определения | Числовые значения для сторон | ||
| 110, кВ | 35, кВ | 27,5, кВ | ||
| Первичные номинальные токи трансформатора, А |  |  |  |  |
| Схема соединения трансформаторов тока | –– | треугольник | звезда | звезда |
| Коэффициент трансформации тока | nТТ |  |  |  |
| Вторичные токи в плечах защиты, А |  |  |  |  |
где Iнб.расч – расчетный ток небаланса, А;
– составляющая, обусловленная погрешностью трансформаторов тока, А; – составляющая, обусловленная наличием РПН у силового трансформатора, А; – составляющая, обусловленная несовпадением расчетных и номинальных токов принятых ответвлений промежуточных автотрансформаторов, А; kА – коэффициент, учитывающий влияние апериодической составляющей;