4.3 Расчет уставки максимальной токовой защиты

Выбрать уставку максимальной токовой защиты (МТЗ) деповского фидера. Контактная сеть ПБСА50/70+МФ100, рельсы Р65, длина фидера _ф = _к =5 км. На подстанции в работе находится один трансформатор ТДТНЭ-40000/110. Питание фидера одностороннее. Защита МТЗ основная без выдержки времени. Имеется резервная защита с выдержкой времени. Максимальный ток фидера в нормальном режиме I_н,max =1200 А. Это значение имеет место при автоматическом повторном включении фидера за счет броска тока намагничивания трансформаторов электровозов, находящихся на отстое. Сопротивление подстанции Z_пA =7,8 Ом.

Расчетная схема питания соответствует схеме № 1 (таблица 6).

По таблице 4 для тяговой сети ТП находим z₁₁ =0,515 Ом/км. По таблице 6 находим формулы для определения сопротивления тяговой сети:

Z_тсA + Z′_тс,i = z_{m1 AB} = z_{11 к} =0,515·5=2,58 Ом;

Z_тсB + Z′′_тс,i = ; Z′′′_тс,i =0.

По формулам (3) находим:

Z_A =Z_пA = Z_тсA + Z′_тс,i =7,8+2,58=10,38 Ом; Z_B = ;

Z_AB = Z′′′_тс,i +Z_тгз +R_д =0+0+0=0.

Ток фидера при КЗ находим по формуле (4)

А.

На основании таблицы 7 выбираем уставку по формуле

I_у,МТЗ I_{к min} /к_ч = 2649/1,3 = 2038 А.

Принимаем =2000 А и проверяем условие отстройки от нормальных режимов по формуле, приведенной в табл. 7:

, А.

Поскольку неравенство выполняется, то выбранная уставка обеспечивает и требование чувствительности, и требование отстройки от нормального режима.

4.4 Расчет уставки токовой отсечки для поста секционирования

Выбрать уставку токовой отсечки ТО для выключателя QПВ1 поста секционирования ПС. Схема питания узловая (рисунок 2) =25 км, =26 км, =51 км, участок трехпутный (n=3). Тяговая сеть вида ТП.

Значения погонных сопротивлений тяговой сети для участков с числом путей более двух приведены в [2]: z_m1 =z₃₁ =0,445 Ом/км, z_mn = z₃₃ =0,210 Ом/км.

Сопротивление подстанций в режиме максимума энергосистемы Z_пA = =Z_пB =2,44 Ом. В режиме минимума энергосистемы Z_пA =Z_пB =6,87 Ом. Максимальный ток нормального режима I_н,max =600 А. В соответствии с таблицей 8 расчетный ток I_к,max выбирается для расчетной схемы № 11 (таблица 6).

Для схемы № 11находим по таблице 6

Z_тсA + Z′_тс,i = z_{mn АП} + z_{mn ПB} = z_{33 АП} + z_{33 ПB} =

=0,210·25+0,210·26=10,71 Ом;

Z_тсB + Z′′_тс,i =0; Z′′′_тс,i =0.

По формуле (3) для режима максимума находим

Z_A =Z_пA + Z_тсA + Z′_тс,i =2,44+10,71=13,15 Ом;

Z_B =Z_пB + Z_тсB + Z′′_тс,i =2,44+0=2,44 Ом;

Z_AB = Z′′′_тс,i +Z_тгз +R_д =0+0+0=0.

По формуле (4) находим

А.

В столбце 2 таблицы 6 для схемы № 11 находим

I_QПB1 = I_A /n = 2091/3 = 697 A.

Полагая I_QПB1 = I_к,max , выбираем уставку I_у,ТО токовой отсечки по условию, приведенному в таблице 8 для ТО I_у,ТО к_отс1 I_к,max (к_отс1 =1,3−1,6)

I_у,ТО 1,5·697=1045,5 А.

Принимаем I_у,ТО =1200 А.

Вторая формула для ТО (таблица 8) служит для проверки условия чувствительности при КЗ вблизи места установки токовой отсечки [2]. Это условие проверяется в режиме минимума энергосистемы для расчетной схемы № 15. Для трехпутного участка z₃₃ =0,210 Ом/км. По таблице 6 для схемы № 15 определяем:

Z_тсA + Z′_тс,i = z_{mn АП} =0,210·25=5,25 Ом;

Z_тсB + Z′′_тс,i = z_{mn ПB} =0,210·26=5,46 Ом;

Z′′′_тс,i =0.

По формулам (3) при Z_тгз =0 и R_д =0 находим:

Z_A =Z_пA + Z_тсA + Z′_тс,i =6,87+5,25=12,12 Ом;

Z_B =Z_пB + Z_тсB + Z′′_тс,i =6,87+5,46=12,33 Ом;

Z_AB = Z′′′_тс,i +Z_тгз +R_д =0+0+0=0.

Минимальное значение тока I_к,min выключателя QПВ1 для схемы № 15 соответствует условию U_A,pac =27200 В и U_B,pac =27200. По формулам (4) находим:

А;

А;

I_к =2244+2206=4450 А.

По таблице 6 для схемы № 15 в столбце 2 определяем:

I_QПB1 = I_к,min = I_к −I_В /n = 4450–2206/3=3715 А.

По таблице 8 и второй формуле для ТО определяем:

к_ч, .

Поскольку неравенство выполняется, то условие чувствительности обеспечивается.

Следующая формула для ТО в таблице 8 относится к проверке нечувствительности данной защиты к КЗ «за спиной» для расчетной схемы № 14 в режиме максимума энергосистемы, для чего требуется параметр z_m1 =z₃₁. По [2] находим z₃₁ =0,445 Ом/км. На основании таблицы 6 для схемы № 14 имеем:

Z_тсA + Z′_тс,i = z_{mn АП} =0,210·25=5,25 Ом;

Z_тсB + Z′′_тс,i = z_{m1 ПB} =0,445·26=11,57 Ом;

Z′′′_тс,i =0.

По формулам (3) при =0 и =0 находим:

Z_A =Z_пA + Z_тсA + Z′_тс,i =2,44+5,25=7,69 Ом;

Z_B =Z_пB + Z_тсB + Z′′_тс,i =2,44+11,57=14,01 Ом;

Z_AB =0.

В столбце 2 таблицы 6 указано, что для схемы № 14 абсолютное значение тока выключателя QПВ1 равно I_B . По формуле (4) находим

I_B = I_QПB1 = I_к,max = А.

По третьей формуле таблицы 8 для ТО вычисляем

I_у,ТО к_отс1 I_к,max, 1250<1,3·1963 = 2552 А.

Поскольку в данном случае условие не соблюдается, то это означает, что при КЗ «за спиной» (таблица 6, схема № 14) могут иметь место срабатывания ТО и излишние отключения выключателя QПВ1.

Четвертая формула для ТО в таблице 8 относится к проверке отстроенности от нормальных режимов:

I_у,ТО к_з I_н,max, 1200>1,3·600 = 780 А.

Поскольку неравенство выполняется, то ТО отстроена от нормальных режимов.