3 Расчёт режимов коротких замыканий на эвм

Методика расчёта токов коротких замыканий реализована в виде про-граммы TKZ 3000, написанной на языке Фортран. Программа предназначена для определения параметров режима несимметричных и симметричных КЗ в сложных электрических системах: вычисляются токи заданных видов КЗ в месте повреждения, остаточные напряжения в узлах и распределение аварийных токов всех последовательностей по ветвям схемы. Расчёт остаточных напряжений и токов КЗ необходимы для выбора типов защит и определения их параметров.

Расчёт токов коротких замыканий производится в следующих режимах:

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

б) максимальный каскадный режим, когда в максимальном режиме линия C-63 отключена в узле 41;

в) максимальный каскадный режим, когда в максимальном режиме линия C-63 отключена в узле 98;

г) минимальный режим характеризуется следующими изменениями:

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

2) минимум на станциях – отключена ½ генераторов;

3) минимум в сети – отключены параллельные линии.

Схема замещения электрической сети представлена на рисунке 3.1.

Согласно этой схеме задаём массивы данных об элементах рассматриваемой сети для прямой и нулевой последовательности. Данные для расчёта токов короткого замыкания приведены в приложении А. Обратная последовательность по умолчанию равна прямой. В местах, где будет необходимо провести коммутации, предусматриваем выключатели.

При расчёте минимального режима, а так же при необходимости проведения дополнительных коммутаций, соответствующие выключатели помечаются в окне расчёта программы. Здесь же отмечаются узлы коротких замыканий, их виды и участки схемы, по которым необходимо замерить токи. После ввода всей информации производится расчёт и данные о режиме выводятся на экран. Эти данные, использованные для расчёта рассмотренных защит, представлены в приложении Б.

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 надёжной.

Для выбора защиты линии от междуфазных КЗ рассчитаем токи трёхфазных коротких замыканий в определённых 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-2 остаточное напряжение на шинах Красноярской ГРЭС-2 составляет 37,56 кВ.

Как видно, остаточное напряжение меньше чем

кВ.

В качестве основной защиты необходимо предусмотреть шкаф направленной ВЧ защиты типа ШЭ2607 031. Шкафы устанавливается с обеих сторон защищаемой линии.

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 ШЭ2607 011.

Шкаф ШЭ2607 031 содержит полукомплект направленной высокочастотной защиты линии и устройство резервирования отказов выключателя. Шкаф предназначен для использования в качестве основной быстродействующей защиты от всех видах КЗ двух и многоконцевых линий напряжением 110 – 220 кВ, не оборудованных устройствами ОАПВ.

Шкаф ШЭ2607 011 содержит комплект защит, в состав которого входят: трёхступенчатая дистанционная защита, четырёхступенчатая токовая защита нулевой последовательности, токовая отсечка, АПВ, реле тока для устройства резервирования при отказе выключателей.

Питание оперативным постоянным током каждого комплекта осуществляется от отдельных автоматических выключателей, причём питание терминала, питание цепей электромагнитов включения и первой группы электромагнитов отключения выключателя, а также питание цепей второй группы электромагнитов отключения выполнены раздельно, благодаря чему имеется возможность отключения выключателя даже при неисправном терминале комплекта. При этом обеспечивается правильная сигнализация положения выключателя.