2. Розрахунки струмів короткого замикання і

РЕЛЕЙНОГО ЗАХИСТУ ЕЛЕКТРИЧНОЇ МЕРЕЖІ 110 кВ

Устаткування, вибране у попередньому розділі за умов нормального режиму експлуатації, повинно бути перевірене на дієздатність в аварійних режимах. Для цього необхідно вирішити ряд наступних питань: вибір розрахункових умов, розрахунки нормальних режимів, що передують коротким замиканням, розрахунки аварійних режимів при симетричних і несиметричних коротких замиканнях, вибір релейного захисту заданих елементів електричної мережі. Схема мережі, склад устаткування, потужності навантажень, параметри елементів відомі з попереднього розділу бакалаврської роботи.

2.1 Розрахунки симетричних і несиметричних коротких замикань

2.1.1 Вибір розрахункових умов

У даній роботі розрахунки аварійних режимів електричної мережі виконані для перевірки устаткування однієї з підстанцій на дію струмів коротких замикань (КЗ) і вибору релейного захисту трансформатора підстанції №6 і ПЛ Б-6. Тому розрахункові умови аварійних режимів, розрахункова схема, розрахункові режими мережі, місця, види і тривалість коротких замикань обрані так, щоб забезпечити рішення цієї задачі.

У розрахункову схему уведені всі джерела, усі зв'язки між ними й елементи, по яких потрібно визначити струми КЗ. Як розрахункові режими розглядаються режими максимальних і мінімальних навантажень.

Для вибору релейного захисту ПЛ у кожнім з розрахункових режимів обрані точки КЗ на лінії (на початку, наприкінці й у проміжних точках ), а для вибору захисту трансформаторів - на шинах ВН і НН підстанцій.

2.1.2 Розрахунки стаціонарних режимів, що передують коротким замиканням

Розрахунки нормальних режимів, що передують коротким замиканням, необхідні для визначення параметрів режиму генераторів (модулів і кутів векторів ЕРС), тому що вони істотно впливають на величини струмів КЗ. Тому до розрахунку струмів КЗ виконується розрахунок кожного з прийнятих розрахункових режимів - режиму максимальних і мінімальних навантажень. Схеми електричної мережі і схеми заміщення для розрахунку нормальних режимів складені на основі прийнятої розрахункової схеми і містять джерела ЕРС і незмінні опори, схеми представлені на мал. 2.1 і 2.2 відповідно.

Рисунок 2.1 - Схема електричної мережі

Рисунок 2.2 - Схема заміщення електричної мережі

Розрахунки нормальних режимів електричної мережі виконуються із застосуванням програми W_NORM на ЕОМ [3]. Програма складається з головної програми і ряду процедур, що реалізують основні етапи рішення задачі:

- розрахунок елементів матриці власних і взаємних провідностей вузлів електричної мережі (процедура PROW);

- розрахунок небалансів потужності і лінійна апроксимація рівнянь (процедура JAKOBI). Результатом роботи процедури є елементи лініаризованих вузлових рівнянь мережі – матриця Якобі та вектор небалансів активної і реактивної потужності ∆Pi, ∆Qi у вузлах мережі;

- рішення лініаризованих вузлових рівнянь методом Гаусса-Жордана, розрахунок виправлень і перехід до розрахунку нового наближення (процедура JORDAN);

Вихідними даними є: число вузлів N і гілок M; номінальна напруга вузлів мережі VNOM; потужність навантажень PN, jQN і генераторів PG, jQG; опору R, X; провідності G, B; коефіцієнт трансформації KT. Файл вихідних даних представлений у таблиці 2.1.

Результатами розрахунку нормального режиму є струми, перетік, втрати потужності по всіх галузях, модулі і кути векторів вузлових напруг, активні і реактивні потужності балансуючого вузла, сумарні активні і реактивні потужності навантажень, шунтів на землю і сумарні втрати в мережі, що представлені в таблиці 2.2.

Таблиця 2.1 - Вихідні дані нормального максимального режиму

Число вузлів							10
Число гілок							10
Інформація про вузли
N			UNOM		PN			QN		PG		QG
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10			110.00 110.00 110.00 110.00 110.00 110.00 110.00 110.00 110.00 110.00		14.05 23.37 32.73 22.77 27.44 15.90 0.00 0.00 0.00 7.51			6.94 10.98 16.04 12.50 15.16 7.51 0.00 0.00 0.00 0.00		0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 85.26 51.00 0.00		0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 36.61 32.52 0.00
Інформація про гілки
I	J	R		X		G			B		KT
2	1	1.69		5.69		0.00			157.92		0.00
8	2	1.39		4.68		0.00			129.82		0.00
8	3	1.27		4.29		0.00			119.14		0.00
3	4	1.99		6.70		0.00			186.02		0.00
5	4	1.65		5.57		0.00			155.55		0.00
9	5	1.46		4.92		0.00			136.57		0.00
8	7	0.55		1.84		0.00			50.86		0.00
7	6	0.55		1.84		0.00			50.86		0.00
6	8	1.09		3.67		0.00			101.72		0.00

Таблиця 2.2 - Результати розрахунку нормального максимального режиму

Потік Р Р вузл	Потік Q Q вузл		Втрати Р U		Втрати Q Фаз кут		I Р нб		N Q нб
Вузол № 1(1)
-14.052	-5.924		0.031		-0.103		0.134		2( 2)
-14.050	-6.940		113.405		-0.017		0.002		-0.000
Вузол № 2(2)
14.083	6.027		0.031		-0.103
-37.450	-15.135		0.175		-0.588
-23.370	-10.980		113.913		-0.012
Вузол № 3(3)
-32.441		-5.683		0.105	-0.355	0.288		8( 8)
-0.287		-8.348		0.011	-0.036	0.073		4( 4)
-32.730		-16.040		114.421	-0.010	-0.002		-0.011
Вузол №4(4)
0.298	8.383		0.011		-0.036		0.073		3( 3)
-23.083	-18.625		0.110		-0.371		0.258		5( 5)
-22.770	-12.500		114.915		-0.011		0.015		-0.003
Вузол №5 (5)
23.193		18.996		0.110	-0.371	0.258		4( 4)
-50.673		-32.171		0.390	-1.314	0.517		9( 9)
-27.440		-15.160		116.152	-0.004	0.040		-0.015
Вузол №6 (6)
-7.942		-3.408		0.003	-0.010	0.075		7( 7)
-7.957		-3.083		0.006	-0.020	0.074		8( 8)
-15.900		-7.510		114.826	-0.002	-0.001		-0.013
Вузол № 7(7)
-7.935		-2.720		0.003	-0.010	0.073		8( 8)
7.945		3.418		0.003	-0.010	0.075		6( 6)
0.000		0.000		114.918	-0.001	-0.010		-0.026
Вузол № 8(8)
37.625		15.723		0.175	-0.588	0.355		2( 2)
32.547		6.039		0.105	-0.355	0.288		3( 3)
7.938		2.730		0.003	-0.010	0.073		7( 7)
7.963		3.104		0.006	-0.020	0.074		6( 6)
86.073		27.596		115.000	0.000	0.000		0.000
Продолжение таблицы 2.2
Вузол № 9(9)
51.063		33.484		0.390	-1.314	0.517		5( 5)
51.000		32.520		118.165	0.011	0.000		0.000

В результаті розрахунку нормальних режимів видно, що вузлові напруги змінюються від111,890 кВ до 115.000 кВ максимальному режимі і від 108,765 кВ до 110,650кВ у мінімальному режимі, тобто не виходять за межі регулювання .

Результатами розрахунку нормального режиму для кожного з вузлів є:

• струми, потужності та втрати активної та реактивної потужності для кожної з гілок, що підходить до вузла;

• сумарна потужність, що споживаються чи генерується у вузлі, напруги та небаланс потужності у вузлі.

Також визначені дані по мережі:

• сумарні потужності, що використовуються чи генеруються, активні та реактивні потужності;

• повні втрати активної та реактивної потужності у мережі.

Аналіз отриманих результатів дозволяє зробити наступні висновки: режим роботи електричної системи при заданих потужностях навантажень здійснимо, відхилення напруги у вузлах мережі не виходять за припустимі межі, струмові навантаження для всіх елементів мережі припустимі, потужності у вузлах навантаження и у генеруючих вузлах збалансовані.

Можна також відзначити, що розрахунки режимів на ЕОМ у порівнянні з результатами вручну вимагають менших витрат часу і є більш точними.