Остаточное напряжение в шине (8 видео)

Здравствуйте, коллеги!
Идет процесс выбора защит для ВЛ 220 кВ, питающих проектируемую тупиковую ПС 220/10 кВ.
Потребитель — 1 категория. Пока выбор в пользу комплекта ступенчатых защит.

Пункт 3.2.108 ПУЭ, в частности, гласит:

«. Для линий напряжением 110–220 кВ вопрос о типе основной защиты, в том числе о необхо-
димости применения защиты, действующей без замедления при КЗ в любой точке защищаемо-
го участка, должен решаться в первую очередь с учетом требования сохранения устойчивости
работы энергосистемы. При этом, если по расчетам устойчивости работы энергосистемы не
предъявляются другие, более жесткие требования, может быть принято, что указанное требо-
вание, как правило, удовлетворяется, когда трехфазные КЗ, при которых остаточное напряжение
на шинах электростанций и подстанций ниже 0,6–0,7 Uном, отключаются без выдержки вре-
мени. Меньшее значение остаточного напряжения (0,6 Uном) может быть допущено для линий
110 кВ, менее ответственных линий 220 кВ (в сильно разветвленных сетях, где питание потре-
бителей надежно обеспечивается с нескольких сторон), а также для более ответственных линий
220 кВ в случаях, когда рассматриваемое КЗ не приводит к значительному сбросу нагрузки. «. И т.д.

Вопрос: как рассчитывается значение остаточного напряжения? В данном случае речь идет
об остаточном напряжении на шинах 10 кВ при 3ф КЗ на стороне 220 кВ.

Содержание

2 Ответ от Ахметов Павел МТ 2015-12-25 06:45:20
Re: Расчет остаточного напряжения при КЗ
3 Ответ от nkulesh 2015-12-25 06:49:28
Re: Расчет остаточного напряжения при КЗ
4 Ответ от Константин Токарь 2015-12-25 09:09:21
Re: Расчет остаточного напряжения при КЗ
5 Ответ от retriever 2015-12-25 10:39:30 (2015-12-25 11:21:30 отредактировано retriever)
Re: Расчет остаточного напряжения при КЗ
Расчет остаточного напряжения на шинах подстанций А и В
Определение начального тока при трёхфазном КЗ
📺 Видео

2 Ответ от Ахметов Павел МТ 2015-12-25 06:45:20

Ахметов Павел МТ
Молодой релейщик
Неактивен

Откуда: РОССИЯ, Новосибирск
Зарегистрирован: 2013-10-25
Сообщений: 235
Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Расчет остаточного напряжения при КЗ

Если ПС тупиковая, то 0.6Uном рассчитывают не для шин 10 кВ, а относительно приемного конца линии 220 кВ, нужно найти точку КЗ на линии 220 кВ так чтобы на шинах 220 кВ Uост=0.6Uном и посмотреть перекрывает ли эту точку первая ступень дистанционной защиты для линии 220 кВ

3 Ответ от nkulesh 2015-12-25 06:49:28

Re: Расчет остаточного напряжения при КЗ

Я думаю, речь в ПУЭ идёт об остаточном напряжении на шинах 220 кВ питающей (транзитной) подстанции при КЗ на питающей тупиковую подстанцию ВЛ. Ведь выбрать защиту (быстродействующую) или КСЗ нужно именно для этой питающей ВЛ. При большой мощности системы, скорее всего, и комплект ступенчатых защит может обеспечить отключение близких КЗ с минимальной выдержкой времени

4 Ответ от Константин Токарь 2015-12-25 09:09:21

Константин Токарь
Пользователь
Неактивен

Откуда: Челябинск
Зарегистрирован: 2012-10-30
Сообщений: 9
Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Расчет остаточного напряжения при КЗ

Понял, что нужно смотреть просадку напряжения в «голове» защищаемой ВЛ при КЗ на ее конце.

Как же считать? Это динамика? Или использовать программу расчета ТКЗ?

5 Ответ от retriever 2015-12-25 10:39:30 (2015-12-25 11:21:30 отредактировано retriever)

retriever
Пользователь
Неактивен

Зарегистрирован: 2012-11-26
Сообщений: 2,561
Репутация : [ 12 | 0 ]

Re: Расчет остаточного напряжения при КЗ

Как же считать? Это динамика? Или использовать программу расчета ТКЗ?

Программой расчета ТКЗ. Сделать КЗ за трансформатором и посчитать напряжение на питающей ПС 220 кВ — при условии, что ДЗ-1 отстроена от КЗ за ним.

Только какой момент — тупик д.б. с двумя трансформаторами и схемой «два блока линия-трансформатор с неавтоматической перемычкой со стороны линии». Только тогда уставки ДЗ и ТО могут быть отстроены от КЗ за трансформатором, а ТЗНП-выбраны по условию отстройки от небаланса при трехфазном КЗ за трансформатором.
Если у Вас там шины и трансформаторов больше одного на линию (т.е. больше двух), то ДЗ кроет далеко не всю линию. И очень вряд ли удастся обеспечить 0,6 Uном при КЗ в конце линии.
Если отстроена от КЗ в конце линии, то проверить по концу зоны охвата ДЗ-1 — 0,85*Lлинии.

Если бы была динамика (т.е. расчеты электромеханических переходных процессов), то так бы и написали — посчитать устойчивость, там результаты расчета примитивно к напряжению не сводятся.

Видео:Фаза на всех проводах. Индикатор показывает фазу. Наведенное напряжение. Наводка. Везде фаза.Скачать

Расчет остаточного напряжения на шинах подстанций А и В

Расчетным условием будет являться трехфазное КЗ в конце первой ступени дистанционной защиты. ПУЭ требует, чтобы . .

Сразу можно определить, что эквивалентное сопротивление, при отстройке от КЗ в конце действия первой ступени защиты 3 ( будет больше, чем сопротивление, при отстройке от КЗ в конце действия первой ступени защиты 5 ( .Таким образом, можно не считать случай, когда КЗ находится в конце действия первой ступени защиты 3.

1) КЗ в конце действия первой ступени защиты 3.

— Система А в минимальном режиме

— Система В в минимальном режиме

— Один автотрансформатор в работе

Рисунок 23 — Схема замещения для расчета остаточного напряжения на подстанции В при КЗ в конце действия первой ступени защиты 3

Остаточное напряжение не соответствует требованиям ПУЭ, следовательно, для сохранения устойчивости следует обеспечить быстрое отключение повреждений, т.е. применить быстродействующую РЗ.

2) КЗ в конце действия первой ступени защиты 2(2’)

— Система В в минимальном режиме

Рисунок 24 — Схема замещения для расчета остаточного напряжения на подстанции В при КЗ в конце действия первой ступени защиты 2(2’)

Остаточное напряжение соответствует требованиям ПУЭ.

Сразу можно определить, что эквивалентное сопротивление, при отстройке от КЗ в конце действия первой ступени защиты 1( будет больше, чем сопротивление, при отстройке от КЗ в конце действия первой ступени защиты 11( .Таким образом, можно не считать случай, когда КЗ находится в конце действия первой ступени защиты 1.

— Система А в минимальном режиме

— Один автотрансформатор в работе

Рисунок 25 — Схема замещения для расчета остаточного напряжения на подстанции А при КЗ в конце действия первой ступени защиты 11

Остаточное напряжение соответствует требованиям ПУЭ.

В данной работе были рассчитаны параметры срабатывания защит от междуфазных коротких замыканий. Особенностью схемы являлось наличие кольцевой распределительной сети и параллельной линии с двухсторонним питанием. В качестве защиты такой линии от междуфазных коротких замыканий применена трехступенчатая дистанционная защита (комплекты 3, 5, 7 ,8,9,10). В соответствии с рекомендациями ПУЭ на приемных концах питающих линий L5 и L3 были установлены токовые направленные защиты без выдержки времени (комплекты защит 4 и 6) и рассчитаны их уставки. На двухцепной линии, являющейся линией связи между системами А и В, для защиты от междуфазных КЗ также установлены трехступенчатые дистанционные защиты. В курсовой работе был проведен расчет параметров срабатывания всех ступеней защит, и приведение уставок к вторичным цепям. Определены уставки времени срабатывания третьих ступеней дистанционных защит по условию обеспечения селективности и обеспечена требуемая чувствительность в режиме ближнего и дальнего резервирования.

При расчете чувствительности вторых ступеней защит(10, 9, 2(2’)) не было достигнуто нужного значения коэффициента чувствительности при отстройке от первых ступеней и было принято решение отстройки от вторых ступеней, предварительно рассчитанных, что позволило достигнуть нужного значения коэффициента чувствительности.

Расчет уставок показал, что уставки некоторых защит (первые ступени по активной оси комплектов 3,5,7, 10, вторые ступени по активной оси комплектов 5 и 7 ) оказались меньше допустимого значения и было принято решение, о присвоении им минимально допустимого значения (0,2 Ом), что никак не сказалось на селективности защит.

Также были определены коэффициенты чувствительности по току точной работы, которые оказались достаточно большими и удовлетворяют требования ПУЭ. Проверка остаточного напряжения на шинах подстанций А не выявила потребности в установке дополнительных защит для ускорения отключения КЗ, на шинах подстанции В остаточное напряжение не удовлетворяет требованиям ПУЭ, следовательно, для сохранения устойчивости следует обеспечить быстрое отключение повреждений, т.е. применить быстродействующую РЗ.

Видео:White Siberia Nerpa Pro пробег, остаточное напряжение, шины 90/65-6,5.Скачать

Определение начального тока при трёхфазном КЗ

Поскольку при трёхфазном КЗ ЭДС и сопротивления во всех фазах равны, все три фазы находятся в одинаковых условиях (симметричное КЗ). Расчёт симметричной цепи может быть существенно упрощён: поскольку все три фазы находятся в одинаковых условиях, достаточно произвести расчёт для одной фазы и результаты его затем распространить на две другие фазы.

Расчёт начинается с составления схемы замещения, в которой отдельные элементы расчётной схемы заменяются соответствующими сопротивлениями, а для источников питания указываются их ЭДС или напряжения на зажимах. Каждый элемент вводится в схему своими активными и реактивными сопротивлениями. Сопротивления генераторов, трансформаторов, реакторов определяются на основании паспортных данных и вводятся в расчёт.

Реактивные сопротивления линий электропередачи рассчитываются по выражению:

где L – длина участка линии, км; Х_УД – удельное реактивное сопротивление линии, Ом/км, которое можно принимать равным:

При напряжении, кВ: Для ВЛ	Х_УД, Ом/км
6 — 220	0,4
330 (два провода на фазу)	0,33
500 (три провода на фазу)	0,28 – 0,3
Для трёхжильных кабелей: 3	0,07
6 — 10	0,08
0,12

Активные сопротивления медных и алюминиевых проводов определяются по выражению:

, где — удельная проводимость линии равная для меди — 57 м/(Ом мм 2 ); для алюминия – 34 м/(Ом мм 2 ).

При расчётах токов КЗ допускается не учитывать активного сопротивления и вводить в схему замещения только реактивные сопротивления элементов, если суммарное реактивное сопротивление больше чем в три раза превышает суммарное активное сопротивление:

Определение тока КЗ при питании от системы неограниченной мощности.

Ток КЗ определяем по формуле:

, где Х_рез. – результирующее сопротивление до точки КЗ, равное сумме сопротивлений трансформатора и линий Ом:

U_c – междуфазное напряжение на шинах системы неограниченной мощности, кВ.

Системой неограниченной мощности называется мощный источник питания, напряжение, на шинах которого остаётся постоянным независимо от места КЗ во внешней сети. Сопротивление системы неограниченной мощности принимается равным нулю. Хотя в действительности каждая система имеет ограниченную мощность, понятие о системе неограниченной мощности широко используется при расчёте КЗ. Можно считать, что рассматриваемая система имеет сопротивление много меньше сопротивлений внешних элементов, включенных между шинами системы и точкой КЗ.

Определение тока КЗ при питании от системы ограниченной мощности.

Если сопротивление системы, питающей точку КЗ, сравнительно велико, его необходимо учитывать при определении тока КЗ. В этом случае в схему замещения вводится сопротивление Х_сист. и принимается, что за этим сопротивлением находятся шины неограниченной мощности. Ток КЗ определяется по формуле:

, где Х_ВН – сопротивление цепи КЗ между шинами и точкой повреждения; Х_сист – сопротивление системы, приведённое к шинам источника. Сопротивление системы можно определить, если задан ток трёхфазного КЗ на её шинах I_{К, зад.}:

Определение остаточного напряжения. Остаточное напряжение на шинах определяется по формуле:

, где Х_К – сопротивление от шин подстанции, на которых определяется остаточное напряжение, до места КЗ, или:

, где Х – сопротивление от шин источника питания до точки, в которой определяется остаточное напряжение.

Расчёт токов КЗ и напряжений в разветвлённой сети

Схемы	Сопротивления элементов преобразованной схемы.	Распределение токов в схеме до её преобразования.
До преобразования.	После преобразования.

В сложной разветвлённой сети для того, чтобы определить ток в месте КЗ, необходимо предварительно преобразовать схему замещения так, чтобы она имела простой вид, по возможности с одним источником питания и одной ветвью сопротивления. С этой целью производится сложение последовательно и параллельно включённых ветвей, треугольник сопротивлений преобразуется в “звезду” и наоборот. Формулы и схемы расчёта сопротивлений элементов сети и распределение токов в схеме приведены в таблице №1. Остаточное напряжение в любой точке разветвлённой схемы можно определить последовательным суммированием или вычитанием падений напряжений в её ветвях. Если в схему замещения входят две или несколько ЭДС, точки их приложения объединяются и они заменяются одной эквивалентной ЭДС.

Если ЭДС источников равны, то эквивалентная ЭДС будет иметь такое же значение:

Если же ЭДС не равны, значение эквивалентной ЭДС подсчитывается по формуле:

Расчёт токов КЗ по паспортным данным реакторов и трансформаторов.

Во всех примерах, рассмотренных выше, единицей измерения сопротивления отдельных элементов схемы принят Ом. Наряду с этим сопротивления отдельных элементов часто задаются в относительных единицах. Так, например, в относительных единицах обычно указываются параметры реакторов: они задаются в процентах как относительное значение падения напряжения в реакторе при прохождении в нём номинального тока, Х_Р %. Сопротивление реактора, Ом, можно определить по формуле:

, где U_НОМ и I_НОМ – номинальные значения напряжения и тока реактора.

Сопротивление двухобмоточного трансформатора, Ом, можно определить по формуле:

, где S_ном – номинальная мощность трансформатора, МВА.

При КЗ за реактором или трансформатором, подключенным к шинам системы неограниченной мощности:

Для реакторов Для трансформаторов

I_K – ток короткого замыкания;

S_K – мощность короткого замыкания;

I_ном – номинальный ток соответственно реактора и трансформатора.

При КЗ за трансформатором с изменяющимся под нагрузкой коэффициентом трансформации ток может изменяться в широких пределах в зависимости от положения регулирующего устройства. Это обстоятельство необходимо учитывать при расчёте токов КЗ. При расчёте минимального значения тока КЗ напряжение на стороне высшего напряжения принимается равным максимально допустимому для сети 110 кВ.

В сетях 0,4 кВ, работающих с заземлённой нейтралью, необходимо рассчитывать токи КЗ не только при трёхфазном, но также и при однофазных КЗ на землю. Значения этих последних зависят не только от параметров питающего трансформатора, но и от схемы соединения его обмоток. Для трансформаторов со схемой соединения обмоток Д/У_О значение тока в месте однофазного КЗ за трансформатором практически равно току трёхфазного КЗ в этой же точке. Для трансформаторов со схемой соединения обмоток У/У_Оток в месте однофазного КЗ за трансформатором значительно меньше тока трёхфазного КЗ в этой же точке.

Ток однофазного металлического КЗ за трансформатором со схемой соединения У/У_О определим по формуле:

U_ф=230 В – фазное напряжение для сети 0,4 кВ;

_тр – полное сопротивление трансформатора с соединением обмоток У/У_О при однофазном КЗ на стороне 0,4 кВ, Ом, отнесённое к напряжению 0,4 кВ.

S_{тр, кВА}
, Ом	0,26	0,16	0,1	0,065	0,042	0,027	0,018

Существенное влияние на ток КЗ в сетях 0,4 кВ может оказать переходное сопротивление в месте повреждения; это влияние сильнее при повреждениях за сравнительно мощными трансформаторами (1600 – 2500кВА). Значение переходного сопротивления при этом принимается порядка 0,15 мОм. При повреждениях за маломощным трансформатором (100 – 160 кВА) влиянием переходного сопротивления можно пренебречь.