Файл: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования дальневосточный государственный университет путей сообщения.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 140
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
. (4.11)
Полное сопротивление цепи короткого замыкания в min режиме работы ТП при нормальном и аварийном питании линии СЦБ определяем по формуле
, (4.12)
где RТСН – активное сопротивление трансформатора собственных нужд, Ом;
RТСЦБ – активное сопротивление повышающего трансформатора ТСЦБ, Ом;
r0, x0 – удельные активное и индуктивное сопротивление линии автоблокировки, Ом/км;
l – расстояние до места короткого замыкания, км;
rК,xК – удельные активное и индуктивное сопротивление кабельной вставки, Ом/км;
XС,min – сопротивление системы в минимальном режиме, Ом;
XТ.В – индуктивное сопротивление обмотки ВН тягового трансформатора, Ом;
XТ.Н – индуктивное сопротивление обмотки НН тягового трансформатора, Ом;
XТСН – индуктивное сопротивление трансформатора ТСН, Ом;
XТСЦБ – индуктивное сопротивление повышающего трансформатора ТСЦБ, Ом.
Активное и индуктивное сопротивление трансформатора ТСН и ТСЦБ определяем по формулам
(4.13)
(4.14)
(4.15)
Полное сопротивление цепи короткого замыкания в max режиме работы ТП при нормальном и аварийном питании линии СЦБ, определяем по формуле
(4.16)
Полное сопротивление цепи короткого замыкания, в минимальном (min) и максимальном (max) режиме работы ТП. А так же при нормальном и аварийном питания линии продольного электроснабжения определяем по формулам
(4.17)
где XТ.С – индуктивное сопротивление обмотки СН тягового
трансформатора, Ом;
XТРН – индуктивное сопротивление трансформатора районной
нагрузки, Ом.
. (4.18)
При расчете полных сопротивлений цепи короткого замыкания в max и min режимах работы ТП при нормальном и аварийном питании линий СЦБ и линии ПЭС, все сопротивления должны быть приведены к одному расчетному напряжению.
Расчет производим в именованных единицах. На схеме замещения соответственно тяговые подстанции Волочаевка 1, Хабаровск 2 и Ин; X
С – сопротивление системы до шин тяговой подстанции; RТСН – активное сопротивление трансформатора собственных нужд, Ом; RТСЦБ – активное сопротивление повышающего трансформатора ТСЦБ, Ом; r0, x0 – удельные активное и индуктивное сопротивление линии автоблокировки, Ом/км; rК, xК – удельные активное и индуктивное сопротивление кабельной вставки, Ом/км; XТ.В – индуктивное сопротивление обмотки ВН тягового трансформатора, Ом; XТ.Н – индуктивное сопротивление обмотки НН тягового трансформатора, Ом; XТСН – индуктивное сопротивление трансформатора ТСН, Ом; XТСЦБ – индуктивное сопротивление повышающего трансформатора ТСЦБ, Ом; XТ.С – индуктивное сопротивление обмотки СН тягового трансформатора, Ом; XТРН – индуктивное сопротивление трансформатора районной нагрузки, Ом.
Используя исходные данные таблиц (4.2 – 4.4) и расчетную схему замещения, приведем пример расчета линии автоблокировки питающейся от ОПП Амур и ТП Волочаевка 1.
Для определения сопротивления короткого замыкания используем формулу (4.12).
Используя исходные данные трансформаторов ОПП Амур из таблиц (4.6) определяем по формулам (4.13 – 4.15) сопротивление и токи короткого замыкания до точки К1.
Сопротивление трансформатора ТС-250/6 приведенное к ступени 0,4 кВ
Сопротивление и токи короткого замыкания до точки К2:
Сопротивление трансформатора ТС-250/10 приведенное к ступени
10,5 кВ:
Сопротивление и токи короткого замыкания до точки К3
Сопротивление и токи короткого замыкания до точки К4:
Сопротивление трансформатора ТМ-63/10 приведенное к ступени 0,4 кВ
Аналогично рассчитываем токи короткого замыкания до точек К5; К6; К7; К8; К9 и результаты расчетов заносим в таблицу 4.5.
Сопротивление и токи короткого замыкания до точки К10:
Сопротивление трансформатора ТДТНЖ– 40000/220 76 У1 приведенное к ступени 10,5 кВ
Сопротивление трансформатора ТМ – 400/35 – 75 У1 приведенное к ступени 10,5 кВ
Сопротивление трансформатора ТМ-63/10 приведенное к ступени 10,5 кВ
Аналогично расчетам в точках К3 – К9 рассчитываем токи короткого замыкания в точках К11- К19 и результаты расчетов заносим в таблицу 2.5.
Сопротивление и токи короткого замыкания до точки К25:
Сопротивление трансформатора ТДТНЖ– 40000/220 76 У1 приведенное к ступени 10,5 кВ
Сопротивление трансформатора ТМ– 6300/35 приведенное к ступени
10,5 кВ
Аналогично расчетам в точках К3 – К9 рассчитываем токи короткого замыкания в точках К26 – К30 и результаты расчетов заносим в таблицу 4.8.
4.5 Расчет токов замыкания на землю в линии автоблокировки и продольного электроснабжения
Однофазные замыкания в высоковольтных сетях. ВЛ СЦБ и продольные линии на электрифицированных участках работают с изолированной нейтралью, и замыкание одной из фаз на землю не создает короткозамкнутого контура, в связи с чем при повреждении не возникают большие токи. Однако замыкание одной из фаз приводит к возникновению ненормального режима сети и может нарушить работу устройств СЦБ.
Рассмотрим характер изменения токов и напряжений в сети при однофазных замыканиях (рис. 4.1). При металлическом замыкании на землю одной фазы, например фазы А, в точке К ее напряжение относительно земли становится равным нулю, а напряжение нейтрали
Н – равным напряжению фазы Uн = Uф(см. рис. 4.1а). Напряжение неповрежденных фаз В и С относительно земли (U'b и U'c) повышается до междуфазного. Междуфазные напряжения при этом остаются неизменными.
В неповрежденных фазах под действием напряжения U'в и U'cпротекают емкостные токи I'с(в) и I'с(с), опережающие соответствующие напряжения на 90°. Ток Iз в месте повреждения равен геометрической сумме токов I'с(в) и I'с(с) и противоположен им по фазе (рис. 4.1б). Значения токов определяют по формулам
(4.19)
(4.20)
Геометрическая сумма этих токов в соответствии с рис.4.1
(4.21)
Подставляя IC= Uф / ХС, получим
, (4.22)
где XC – емкостное сопротивление фазы относительно земли, Ом;
IC – емкостной ток фазы в нормальном режиме, А/км;
Суд – емкость 1 километра фазы относительно земли, мкФ/км;
l – общая протяженность одной фазы сети, км.
а) схема однофазного замыкания на землю; б) векторная диаграмма
при однофазном замыкании
Рисунок 4.1 – Характер изменения токов и напряжений в сети при одно-
фазных замыканиях
Приведем пример расчета тока замыкания на землю на участке Волочаевка 1 – блок пост Тунгусский. Емкость фазы на землю провода АС–35=0,0256 мкФ/км, длина участка 5,195 км. Отсюда по формуле (4.22) ток однофазного замыкания на землю равен
Аналогично производим расчет для всех остальных участков в нормальных и аварийных режимах и сводим полученные результаты в таблицу 4.9
4.6 Определение потерь электрической энергии в трансформаторах и ВЛ СЦБ
Активное сопротивление трансформатора определяется по формуле
(4.23)
где ΔРк – потери короткого замыкания, кВт;
UН – номинальное напряжение, кВ;
SH – номинальная мощность, кВА.
Полное сопротивление цепи короткого замыкания в min режиме работы ТП при нормальном и аварийном питании линии СЦБ определяем по формуле
, (4.12)где RТСН – активное сопротивление трансформатора собственных нужд, Ом;
RТСЦБ – активное сопротивление повышающего трансформатора ТСЦБ, Ом;
r0, x0 – удельные активное и индуктивное сопротивление линии автоблокировки, Ом/км;
l – расстояние до места короткого замыкания, км;
rК,xК – удельные активное и индуктивное сопротивление кабельной вставки, Ом/км;
XС,min – сопротивление системы в минимальном режиме, Ом;
XТ.В – индуктивное сопротивление обмотки ВН тягового трансформатора, Ом;
XТ.Н – индуктивное сопротивление обмотки НН тягового трансформатора, Ом;
XТСН – индуктивное сопротивление трансформатора ТСН, Ом;
XТСЦБ – индуктивное сопротивление повышающего трансформатора ТСЦБ, Ом.
Активное и индуктивное сопротивление трансформатора ТСН и ТСЦБ определяем по формулам
(4.13) (4.14) (4.15)Полное сопротивление цепи короткого замыкания в max режиме работы ТП при нормальном и аварийном питании линии СЦБ, определяем по формуле
(4.16)Полное сопротивление цепи короткого замыкания, в минимальном (min) и максимальном (max) режиме работы ТП. А так же при нормальном и аварийном питания линии продольного электроснабжения определяем по формулам
(4.17)где XТ.С – индуктивное сопротивление обмотки СН тягового
трансформатора, Ом;
XТРН – индуктивное сопротивление трансформатора районной
нагрузки, Ом.
. (4.18)При расчете полных сопротивлений цепи короткого замыкания в max и min режимах работы ТП при нормальном и аварийном питании линий СЦБ и линии ПЭС, все сопротивления должны быть приведены к одному расчетному напряжению.
Расчет производим в именованных единицах. На схеме замещения соответственно тяговые подстанции Волочаевка 1, Хабаровск 2 и Ин; X
С – сопротивление системы до шин тяговой подстанции; RТСН – активное сопротивление трансформатора собственных нужд, Ом; RТСЦБ – активное сопротивление повышающего трансформатора ТСЦБ, Ом; r0, x0 – удельные активное и индуктивное сопротивление линии автоблокировки, Ом/км; rК, xК – удельные активное и индуктивное сопротивление кабельной вставки, Ом/км; XТ.В – индуктивное сопротивление обмотки ВН тягового трансформатора, Ом; XТ.Н – индуктивное сопротивление обмотки НН тягового трансформатора, Ом; XТСН – индуктивное сопротивление трансформатора ТСН, Ом; XТСЦБ – индуктивное сопротивление повышающего трансформатора ТСЦБ, Ом; XТ.С – индуктивное сопротивление обмотки СН тягового трансформатора, Ом; XТРН – индуктивное сопротивление трансформатора районной нагрузки, Ом.
Используя исходные данные таблиц (4.2 – 4.4) и расчетную схему замещения, приведем пример расчета линии автоблокировки питающейся от ОПП Амур и ТП Волочаевка 1.
Для определения сопротивления короткого замыкания используем формулу (4.12).
Используя исходные данные трансформаторов ОПП Амур из таблиц (4.6) определяем по формулам (4.13 – 4.15) сопротивление и токи короткого замыкания до точки К1.
Сопротивление трансформатора ТС-250/6 приведенное к ступени 0,4 кВ
Сопротивление и токи короткого замыкания до точки К2:
Сопротивление трансформатора ТС-250/10 приведенное к ступени
10,5 кВ:
Сопротивление и токи короткого замыкания до точки К3
Сопротивление и токи короткого замыкания до точки К4:
Сопротивление трансформатора ТМ-63/10 приведенное к ступени 0,4 кВ
Аналогично рассчитываем токи короткого замыкания до точек К5; К6; К7; К8; К9 и результаты расчетов заносим в таблицу 4.5.
Сопротивление и токи короткого замыкания до точки К10:
Сопротивление трансформатора ТДТНЖ– 40000/220 76 У1 приведенное к ступени 10,5 кВ
Сопротивление трансформатора ТМ – 400/35 – 75 У1 приведенное к ступени 10,5 кВ
Сопротивление трансформатора ТМ-63/10 приведенное к ступени 10,5 кВ
Аналогично расчетам в точках К3 – К9 рассчитываем токи короткого замыкания в точках К11- К19 и результаты расчетов заносим в таблицу 2.5.
Сопротивление и токи короткого замыкания до точки К25:
Сопротивление трансформатора ТДТНЖ– 40000/220 76 У1 приведенное к ступени 10,5 кВ
Сопротивление трансформатора ТМ– 6300/35 приведенное к ступени
10,5 кВ
Аналогично расчетам в точках К3 – К9 рассчитываем токи короткого замыкания в точках К26 – К30 и результаты расчетов заносим в таблицу 4.8.
4.5 Расчет токов замыкания на землю в линии автоблокировки и продольного электроснабжения
Однофазные замыкания в высоковольтных сетях. ВЛ СЦБ и продольные линии на электрифицированных участках работают с изолированной нейтралью, и замыкание одной из фаз на землю не создает короткозамкнутого контура, в связи с чем при повреждении не возникают большие токи. Однако замыкание одной из фаз приводит к возникновению ненормального режима сети и может нарушить работу устройств СЦБ.
Рассмотрим характер изменения токов и напряжений в сети при однофазных замыканиях (рис. 4.1). При металлическом замыкании на землю одной фазы, например фазы А, в точке К ее напряжение относительно земли становится равным нулю, а напряжение нейтрали
Н – равным напряжению фазы Uн = Uф(см. рис. 4.1а). Напряжение неповрежденных фаз В и С относительно земли (U'b и U'c) повышается до междуфазного. Междуфазные напряжения при этом остаются неизменными.
В неповрежденных фазах под действием напряжения U'в и U'cпротекают емкостные токи I'с(в) и I'с(с), опережающие соответствующие напряжения на 90°. Ток Iз в месте повреждения равен геометрической сумме токов I'с(в) и I'с(с) и противоположен им по фазе (рис. 4.1б). Значения токов определяют по формулам
(4.19) (4.20)Геометрическая сумма этих токов в соответствии с рис.4.1
(4.21)Подставляя IC= Uф / ХС, получим
, (4.22)где XC – емкостное сопротивление фазы относительно земли, Ом;
IC – емкостной ток фазы в нормальном режиме, А/км;
Суд – емкость 1 километра фазы относительно земли, мкФ/км;
l – общая протяженность одной фазы сети, км.
а) схема однофазного замыкания на землю; б) векторная диаграмма
при однофазном замыкании
Рисунок 4.1 – Характер изменения токов и напряжений в сети при одно-
фазных замыканиях
Приведем пример расчета тока замыкания на землю на участке Волочаевка 1 – блок пост Тунгусский. Емкость фазы на землю провода АС–35=0,0256 мкФ/км, длина участка 5,195 км. Отсюда по формуле (4.22) ток однофазного замыкания на землю равен
Аналогично производим расчет для всех остальных участков в нормальных и аварийных режимах и сводим полученные результаты в таблицу 4.9
4.6 Определение потерь электрической энергии в трансформаторах и ВЛ СЦБ
Активное сопротивление трансформатора определяется по формуле
(4.23)где ΔРк – потери короткого замыкания, кВт;
UН – номинальное напряжение, кВ;
SH – номинальная мощность, кВА.