Расчет уставок защит шин 27,5 кВ

Уставка МТЗ ввода рассчитывается по формуле (1), а коэффициент чувствительности – по формуле (3). При этом в качестве рабочего максимального тока принимается ток обмотки СН, а минимальный ток двухфазного КЗ определяется для КЗ на шинах СН (см. рис. 3, в) с учетом его доли, контролируемой ТТ стороны СН понижающего трансформатора.

Уставка срабатывания дистанционной защиты ввода может приниматься равной уставке 3-й ступени дистанционной защиты фидера подстанции Z _{ДЗ, С} = Z _{У, ДЗ3} (см. расчет защит тяговой сети).

Уставка защиты минимального напряжения U_{сз, ЗМН} рассчитывается по формуле (5). Коэффициент чувствительности вычисляется по формуле:

K_{ч, U}=U_{сз, ЗМН} / U _{max, ПП}.

Максимальное напряжение при двухфазном КЗ на питающей линии при подпитке от смежной подстанции вычисляется по выражению:

U_{max, ПП} =U_{max, С} · Z_{П, max} / (Z_{П, min} + Z_{ТС, min} + Z_{П, max}),

где Z_{П, max}, Z_{П, min} – сопротивления защищаемой подстанции в режиме минимума и максимума ЭС, приведенные к стороне 27,5 кВ (см. табл.5);

Z_{ТС, min} – минимальное сопротивление тяговой сети между смежными подстанциями.

Для рассматриваемого варианта данных

Z_{П, max} =2·Z_{27,5, max}·(U_{ср, С} /U_{ср, В})² = 2·279·(27,5/230)²=9,0 Ом; (11)

Z_{П, min} =2·Z_{27,5, min}·(U_{ср, С} /U_{ср, В})² = 2·88·(27,5/230)²=2,5 Ом; (12)

Z_{ТС, min} =Z₂₂·L₂₂ +Z₁₁·L₁+Z₂₂·L₂₁=0,301·19+0,515·21+0,301·11= =19,8 Ом. (13)

Расчет защит тяговой сети Анализ исходных данных и принимаемые допущения

Рассматриваемый вариант схемы тяговой сети (см. рис.1) содержит на межподстанционной зоне один пост секционирования С и один пункт параллельного соединения D, а также однопутный участок длиной L₁. Параметры устройств тягового электроснабжения приведены в задании (табл.3). Контактная сеть вида ТП имеет несущий трос и контактный провод [7]. При наличии усиливающего провода сеть обозначают ТПУ, в случае подвешивания обратного (экранирующего) провода – ТПО. Если имеются оба провода, то контактная сеть обозначается ТПУЭ. Заземление арматуры выполнено на трос группового заземления. Существенной для расчетов является заданная система параметров, которая заимствована из [7] и в целом соответствует [10], [20]:

Z₁₁ – сопротивление тяговой сети однопутного участка, Ом/км;

Z₂₁ – сопротивление тяговой сети двухпутного участка при условии, что в работе контактная сеть одного пути, Ом/км;

Z₂₂ – сопротивление тяговой сети двухпутного участка при условии, что в работе оба пути, соединенные параллельно, Ом/км;

Z_-1,2 – сопротивление тяговой сети одного пути двухпутного участка при условии, что на этот путь оказывает индуктивное влияние ток второго пути такой же величины, но противоположного направления, Ом/км;

– сопротивление, определяющее падение напряжение в тяговой сети данного пути за счет индуктивного влияния тока смежного пути, Ом/км.

Очевидно, что для данной системы параметров

2·Z₂₂ = Z₂₁+ Z_р,2; Z_-1,2 = Z₂₁– Z_р,2.

Анализ численных значений параметров [7] показывает, что они приведены для проводимости земли 10^-3 См/м, подвески ПБСМ1-95 + МФ100, рельсов Р65. Шунтирующее действие земли учтено коэффициентом = 0,67, т.е. отношению тока в рельсе к току контактной сети (соответствует нулевому значению переходного сопротивления рельс–земля r_п=0). Такая система параметров будет давать более точные результаты для точек КЗ, удаленных от подстанций более чем на 2–10 км [ 20 ].

КЗ в тяговой сети являются двухфазными, и сопротивления тяговой подстанции принимаются по [11], [12]. При вычислении токов и сопротивлений, замеряемых защитами, рассматривается металлическое КЗ. При определении напряжений, замеряемых потенциальными защитами, учитывается действие дуги U_Д, сопротивление троса группового заземления Z_ТГЗ, а при падении провода на шпальную решетку или землю – переходное сопротивление контактная сеть–земля R_з, которое принимается 4,5 Ом.

При вычислениях будем пренебрегать разницей в аргументах у комплексных сопротивлений. Сопротивление питающих фидеров и изменение сопротивления тяговой сети на станциях не учитывается.