Рефетека.ру / Физика

Курсовая работа: Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

.;;;.;;;.;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;.;;;;;.;;..;;...;; ....; ; .....; ; ......; ;.......; ;........; ;;.;;.;;..;;...;; ....; ; .....; ; ......; ;.......; ;........; ;;.;;;.;;..;;...;;....;;
.....; ; ......; ;.......; ;........; ;.........; ;;.;;;.;;;.;;;-;;;.;;;.;;;.;;;.;;;.;;;-;;;;;.;;..;;...;; ....; ; .....; ; ......; ;.......; ;........; ;;;;.;;..;;...;; ....; ; .....; ; ......; ;.......; ;........; ;;.;;;ФАЖТ РФ

ИрГУПС

Кафедра: ЭЖТ

Дисциплина: «Релейная защита»


Курсовой проект


«Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции»


Вариант №I (033)


Выполнил: ст. группы

ЭНС-07-1

Полякова С.А.

Проверил: преподаватель Музыка Д.Ф.


Иркутск, 2009 г.

Введение


Электрификация железных дорог является ключевым направлением в развитии железнодорожного транспорта. Преимущества электрической тяги очевидны: повышение пропускной способности, уменьшение себестоимости перевозок, понижение пагубного влияния на окружающую среду, развитие электрификации всей страны, т.к. тяговые подстанции используются также для питания нетяговых железнодорожных потребителей и промышленных предприятий прилегающих районов.

Надежность работы системы тягового электроснабжения (СТЭ) зависит от надежности работы ее составных частей (тяговых подстанций, линий электропередачи и т.д.). Надежность же элементов системы электроснабжения кроме прочих параметров во многом зависит и от релейной защиты. Поэтому для эффективного и экономичного использования всех частей системы важно правильного выбрать и настроить релейные защиты.

Тяговая сеть не имеет резерва как другие элементы СТЭ и поэтому очень важна защита устанавливаемая на фидеры тяговых подстанций и постов секционирования. Большие токи коротких замыканий могут очень быстро вывести из строя участок контактной сети. Исходя из этого контактная сеть должна снабжаться быстродействующей защитой которая в совокупности с быстродействующими выключателями обеспечивала бы отключение поврежденного участка за минимальное время.

Реферат


В данном курсовом проекте произведен расчёт уставок электронных защит фидеров тяговых подстанций и постов секционирования заданного участка электрифицированной железной дороги, а именно 2-х путного участка, электрифицированного на переменном токе с узловой схемой питания. В ходе проектирования рассчитывались уставки направленных и ненаправленных дистанционных защит, токовой отсечки, блокировки по напряжению для соответствующих комплектов. По результатам расчетов построены совмещенные характеристики электронных защит фидеров и временные диаграммы срабатывания этих защит. Кроме того на чертежах прилагаемых к курсовому проекту изображены функциональные схемы защит и схемы цепей управления выключателями фидеров тяговой подстанции и поста секционирования.


Содержание


Введение

Реферат

Задание на курсовой проект

1. Комплект защиты фидера тяговой подстанции

1.1 Функциональная схема

1.2 Расчет уставок электронных защит

1.3 Расчет уставок защит фидера тяговой подстанции

1.3.1 Ненаправленная дистанционная защита ДС1

1.3.2 Ускоренная токовая отсечка УТО

1.3.3 Направленная дистанционная защита ДС2

Предоставление результатов расчетов электронной защиты фидера тяговой подстанции

2. Комплект защиты фидера поста секционирования

2.1 Функциональная схема

2.2 Расчет уставок защит фидера поста секционирования

2.2.1 Направленная дистанционная защита ДС1

2.2.2 Ускоренная токовая отсечка УТО

2.2.3 Ненаправленная дистанционная защита ДС1

2.3 Предоставление результатов расчетов электронной защиты фидера поста секционирования

3. Совмещенные характеристики электронных защит

Совмещенная характеристика электронных защит тяговой подстанции

Совмещенная характеристика электронных защит поста секционирования

Список литературы

Задание на курсовой проект


Защита фидеров контактной сети тяговой подстанции и поста секционирования двухпутного участка переменного тока с узловой схемой питания.

Исходные данные


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Рис. 1 Схема тягового электроснабжения 2-х путного участка с узловой схемой питания


Вариант: I (033)

Мощность к/з в условиях максимума и минимума энергосистемы: Sкз max = 1000 МВА;Sкз min = 700 МВА

Тип и мощность трансформатора подстанций А и Б: ТДТНЭ 40000 / 110/115 / 27,5 / 11

Фидеры: B2, B4

Наличие каналов связи телемеханики: есть.

Расстояние между тяговыми подстанциями А и Б: L = 50 км

Тип контактной подвески: ПБСМ1-95+МФ100;

Тип рельсов: Р 50

Максимальные токи нагрузки фидеров ТП и ПС: IТП = 450 A; IПС = 200 A

Выключатели: ВМК-27,5

Cos fН = 0,85

Измерительные трансформаторы:

трансформаторы тока на фидерах тяговой подстанции: 1000/5

трансформаторы тока на посту секционирования: 600/5

трансформаторы напряжения на подст. и посту секционирования: 27,5 / 100

Оперативный ток: постоянный 220В, переменный 220В.

1. Комплект защиты фидера тяговой подстанции


Функциональная схема


На листе прилагаемого к курсовому проекту чертежа изображена функциональная схема защиты фидера тяговой подстанции. Данная защита выполняется двухступенчатой:

Первая ступень – Дистанционная ненаправленная защита ДС1, предназначенная для защиты зоны 0,8 L1 Вторая ступень – Дистанционная направленная защита ДС2, настраиваемая до шин поста секционирования. Назначение защиты ДС2 – резервировать первую ступень защиты фидера тяговой подстанции.

В устройство так же включена ускоренная токовая отсечка УТО, имеющая укороченную зону действия и предназначенная для предотвращения возможных пережогов контактного провода при повреждениях около подстанции.

Первая ступень состоит из измерительного органа полного сопротивления ZI, характеристикой которого является окружность с центром в начале координат комплексной плоскости и токового блокирующего органа, разрешающего срабатывать первой ступени защиты только при наличии КЗ в защищаемой линии. Необходимость блокирующего органа вызвана тем, что измерительный орган является не направленным и может сработать при КЗ на других фидерах в следствие понижения напряжения на шинах 27,5 кВ до значения, при котором сопротивление, подводимое к его зажимам, меньше сопротивления уставки срабатывания.

Вторая ступень состоит из измерительного органа полного сопротивления ZII и фазового блокирующего органа j. Характеристика второй ступени представляет собой луч (сектор) с центром в начале координат комплексной плоскости, в котором в зависимости от конкретных условий можно раздельно производить регулировку по модулю полного сопротивления ZII и углу j. Углы в пределах луча характеризуют фазовые сдвиги между током и напряжением до точек КЗ защищаемой линии. Комбинированную характеристику получают наложением первой и второй ступеней.

Логические связи между различными органами первой и второй ступеней обеспечиваются наличием логической схемы "ИЛИ", с выхода которой посылается импульс на отключение выключателя при поступление необходимого импульса от одной из двух ступеней. От первой и второй ступеней необходимые импульсы могут поступить только в том случае если с обоих органов каждой ступени поступят сигналы, одинаковые по знаку и совпадающие по времени (схема "И"). В отличие от первой, во второй ступени схемы "И" стоит электронное реле времени KT2 для создания необходимой выдержки на отключение выключателя.

Защита выполнена на модулях серии "Сейма-3". Модуль токового органа ДТ-ЗК представляет собой трехфазное реле трехфазное реле максимального тока и выполняет следующие функции: блокирует измерительный орган ZI при КЗ за пределами защитной зоны первой ступени; работает как ускоренная токовая отсечка УТО1 при КЗ в близи шин; совместно с электронным реле времени KT1, которое является составной частью ДТ-ЗК, образует максимальную токовую защиту от перегрузок МТЗП. Измерительные органы полного сопротивления ZI и ZII представляют собой схемы сравнений двух переменных напряжений U1 и U2, пропорциональных напряжению на шинах ТП и первичному току фидера. Сравнение этих напряжений соответствует сопротивлению подводимого к органам ZI и ZII. Фазовый орган j (модуль ФТН) представляет собой фазоограничивающее реле, позволяющее получить блокирующую характеристику направленности.При срабатывании любой защиты – составляется цепь на логическую схему "ИЛИ", с выхода которой подается управляющий импульс на вход выходного устройства ВУ. К выходу ВУ присоединен трансформатор T4, с вторичной обмотки которого подается положительный импульс на управляющий электрод тиристора VS. Тиристор открывается и посылает импульс на катушку отключения выключателя YAT. Все пусковые и измерительные элементы подключаются к TA и TV через промежуточные трансформаторы тока и напряжения TL. В цепи вторичных обмоток TL включены потенциометры и резисторы для регулировки токов и напряжений, подаваемых на входы рассмотренных органов защиты.


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


1.2 Расчет уставок электронных защит


Для расчета уставок электронных защит необходимо найти сопротивления цепи к.з. и токи к.з.

Общее сопротивление до места к.з.:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - сопротивление подстанции, Ом;

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - входное сопротивление петли к.з. тяговой сети, замеренное на шинах 27,5кВ,Ом;


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - сопротивление одной фазы энергосистемы, приведенное к напряжению шин 27,5кВ, Ом;

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - сопротивление фазы понижающего трансформатора тяговой подстанции, Ом;

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - число параллельно включенных трансформаторов.

Пренебрегая активным сопротивлением энергосистемы и понижающего трансформатора получим:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Сопротивление понижающего трансформатора будет равно сумме сопротивлений двух обмоток входящих в цепь к.з.:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - номинальная мощность трансформатора, кВА;

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - номинальное напряжение равное 27,5 кВ;

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции, Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции, Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - условные напряжения короткого замыкания отдельных обмоток (В - высокой, С- средней, Н - низкой) трехобмоточного трансформатора, %

Напряжения к.з. отдельных обмоток находят из напряжений к.з. между обмотками по следующим формулам:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Сопротивление системы находится по формуле:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - мощность короткого замыкания на шинах высокого напряжения тяговой подстанции, МВА

При определении максимального и минимального тока к.з. следует использовать наибольшее и наименьшее сопротивление системы, а следовательно максимальную и минимальную мощность к.з.


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


В результате сопротивления тяговой подстанции для двух режимов будут:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Для определения входного сопротивления петли к.з. тяговой сети необходимо определить сопротивление 1км тяговой сети:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции, Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции, Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции,Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции,Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - соответственно активные и реактивные сопротивления контактной сети и рельсовых путей, Ом/км


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


1.3 Расчет уставок электронной защиты фидера тяговой подстанции


1.3.1 Ненаправленная дистанционная защита ДС1

Первичное сопротивление срабатывания первой ступени - ДС1 - определяется исходя из условий отстройки тока к.з. на шинах поста секционирования:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - коэффициент отстройки, который принимается равным 0,8 - 0,85

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - входное сопротивление при к.з. в конце защищаемой зоны, т.е. у шин поста секционирования, Ом.

Входное сопротивление Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции определяется при к.з. в точке k1 и отключенном смежном пути:

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции- сопротивление 1км тяговой сети одного пути двухпутного участка, Ом/км

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - расстояние от подстанции до поста секционирования, км


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Напряжение перевода защиты в режим токовой отсечки:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции- минимальное напряжение на шинах подстанции при к.з. на шинах секционирования, кВ

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - коэффициент запаса, равный 1,2 - 1,3.


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - сопротивление 1км тяговой сети двухпутного участка при параллельной схеме соединения подвесок, Ом

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции- сопротивление подстанции, Ом


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Величина сопротивления Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции, исходя их условия обеспечения селективности по отношения к максимальным токам подпитки от смежной подстанции:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - максимальный ток, протекающий через защищаемый фидер от соседней подстанции Б при к.з. на соседнем фидере, А

Этот ток находится по формуле:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - сопротивление подстанции Б в режиме максимума энергосистемы, Ом

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - расстояние между подстанциями, км


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Окончательным сопротивлением срабатывания Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции является наименьшее из двух значений.


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

- наименьшее значение

Выбранное сопротивление проверяется на селективность по отношению к максимальным токам нагрузки фидера:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

<

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - минимальное сопротивление нагрузки, Ом

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции- коэффициент запаса, равный 1,2 - 1,3.


1.3.2 Ускоренная токовая отсечка (УТО)

Первичный ток срабатывания ускоренной токовой отсечки выбирается из условия отстройки от к.з. в конце защищаемой зоны, т.е. у поста секционирования:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - максимальный ток к.з., протекающий через защищаемый фидер подстанции при к.з. на шинах поста секционирования, А

Ток Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции определяется:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Выбранное значение проверяется по условию селективности к максимальному нагрузочному току:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

>

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Затем проверяется чувствительность УТО:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

>

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - минимальный ток протекающий по фидеру при к.з. непосредственно за выключателем, А


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - сопротивление подстанции в режиме минимума энергосистемы, Ом


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

<

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Необходимое условие не выполняется и следовательно требуется откорректировать ток срабатывания УТО:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


1.3.3 Направленная дистанционная защита ДС2

Первичное сопротивление срабатывания второй ступени выбирается исходя из минимального тока к.з. на шинах смежной подстанции.


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - максимальное сопротивление, замеряемое защитой при к.з. на шинах смежной подстанции, Ом

Значение Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции для узловой схеме вычисляется по формуле:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


при раздельном питании:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


За расчетное сопротивление принимается наибольшее из полученных.

Установка по углу второй ступени защиты фидера подстанции находится в пределах 45 - 95 Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

- расчетное сопротивление.

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


1.4 Предоставление результатов расчетов электронной защиты фидера тяговой подстанции


Полученные значения первичных сопротивлений, напряжений и токов необходимо привести ко вторичным сторонам измерительных трансформаторов, т.е. определить для соответствующих величин уставки реле электронных защит:

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


- коэффициент трансформации трансформатора напряжения


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


- коэффициент трансформации трансформатора тока


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

2. Комплект защиты фидера поста секционирования


2.1 Функциональная схема


На листе прилагаемого к курсовому проекту чертежа также изображена функциональная схема защиты фидера поста секционирования. Данная защита выполняется так же как и защита фидера тяговой подстанции двух ступенчатой:

Первая ступень - Дистанционная направленная защита ДС1, , предназначенная для защиты зоны 0,8 L1

Вторая ступень – Дистанционная ненаправленная защита ДС2 с выдержкой времени, предназначенная для резервирования первой ступени защиты фидера поста секционирования и для ликвидации "мертвых зон" по напряжению у защиты ДС1, при КЗ близких к посту секционирования.
В устройство так же включена ускоренная токовая отсечка УТО, имеющая укороченную зону действия и предназначенная для предотвращения КЗ близкого к поcту.

Первая ступень состоит из измерительного органа полного сопротивления ZI и фазового блокирующего органа j. Характеристика первой ступени представляет собой луч (сектор) с центром в начале координат комплексной плоскости, в котором в зависимости от конкретных условий можно раздельно производить регулировку по модулю полного сопротивления ZI и углу j. Углы в пределах луча характеризуют фазовые сдвиги между током и напряжением до точек КЗ защищаемой линии.

Вторая ступень состоит из измерительного органа полного сопротивления ZII, характеристикой которого является окружность с центром в начале координат комплексной плоскости и токового блокирующего органа, разрешающего срабатывать второй ступени защиты только при наличии КЗ в защищаемой линии. Необходимость блокирующего органа вызвана тем, что измерительный орган является не направленным и может сработать при КЗ на других фидерах в следствие понижения напряжения до значения, при котором сопротивление, подводимое к его зажимам, меньше сопротивления уставки срабатывания. Комбинированную характеристику получают наложением первой и второй ступеней.

Схема защиты фидера поста секционирования выполнена аналогично схеме защиты фидера тяговой подстанции описанной в пункте 1.1, c учетом изменения системы построения выше описанных ступеней защит.


Функциональная схема защиты фидера поста секционирования переменного тока


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


2.2 Расчет уставок защит фидера поста секционирования


2.2.1 Дистанционная направленная защита ДС1

Первичное сопротивление срабатывания ДС1 выбирается из условия отстройки от к.з. на шинах смежной подстанции:

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - входное сопротивление при к.з. в конце защищаемой зоны, т.е. у шин смежной подстанции, Ом


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Селективность защиты первой ступени ДС1 по отношению к токам нагрузки обеспечивается его угловой характеристикой, в связи с чем ее можно было бы не проверять. Однако во избежание случаев неселективного действия защиты при нагрузках, имеющих значительную долю тока холостого хода трансформаторов электроподвижного трансформатора, выбранное сопротивление проверяется. При этом минимальное напряжение на шинах поста секционирования в рабочем режиме принимается равным 22кВ.


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

<

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


условие выполняется.

2.2.2 Ускоренная токовая отсечка (УТО)

За первичный ток срабатывания УТО выбирается наибольшее из двух значений:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции,Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции- коэффициенты запаса, Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции, Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции;

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - максимальный ток нагрузки фидера поста секционирования, А;

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - максимальный ток, протекающий по фидеру поста секционирования при к.з. у шин подстанции Б, А


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - сопротивление подстанции А в режиме максимума энергосистемы, Ом


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Примем ток равным:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Необходимо провести проверку на селективность по отношению к максимальным токам подпитки протекающим через фидер поста секционирования пр к.з. на смежном фидере вблизи поста секционирования.


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

<

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


2.2.3 Ненаправленная дистанционная защита ДС2

Первичное сопротивление ДС2 выбирается по выражению:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - коэффициент чувствительности, Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции;

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - сопротивление к.з., Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции, Ом


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Проверка выбранного значения на селективность по отношению к максимальным рабочим токам поста секционирования можно не производить ввиду того, что эти токи невелики.

Напряжение перевода в режим токовой отсечки:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - максимальное напряжение на шинах поста секционирования при к.з. на расстоянии 2 - 3 км от поста секционирования, кВ

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


где Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - эквивалентное сопротивление, Ом;

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции - сопротивление 1км контактной подвески одного пути двухпутного участка, Ом


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

<

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


2.3 Предоставление результатов расчетов электронной защиты поста секционирования


Полученные значения первичных сопротивлений, напряжений и токов необходимо привести ко вторичным сторонам измерительных трансформаторов, т.е. определить для соответствующих величин уставки реле электронных защит:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


- коэффициент трансформации трансформатора напряжения


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


- коэффициент трансформации трансформатора тока


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

3. Совмещенные характеристики электронных защит


3.1 Совмещенная характеристика электронных защит тяговой подстанции


Сопротивление срабатывания реле ненаправленной дистанционной защиты первой ступени:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Напряжение переключения реле в режим ускоренной токовой отсечки:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Сопротивление срабатывания реле направленной дистанционной защиты:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Ток срабатывания реле ускоренной токовой отсечки:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Представим круг с радиусом Zср1 и круг с радиусом Zср2 как функции координат x от координат y:

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Обозначим ограничивающие прямые для определения направленности защиты:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Результирующая характеристика:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


3.2 Совмещенная характеристика электронных защит поста секционирования


Сопротивление срабатывания реле направленной дистанционной защиты первой ступени:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Напряжение переключения реле в режим ускоренной токовой отсечки:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Сопротивление срабатывания реле ненаправленной дистанционной защиты:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Ток срабатывания реле ускоренной токовой отсечки:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Представим круг с радиусом Zср1 и круг с радиусом Zср2 как функции координат x от координат y:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Обозначим ограничивающие прямые для определения направленности защиты:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции


Результирующая характеристика:


Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции

Список литературы


Марквардт К.Г. "Электроснабжение электрифицированных ж.д." М.: Транспорт, 1982г.

Фигурнов Е.П. "Релейная защита устройств электроснабжения железных дорог" М.: Транспорт, 1981г.

Справочник по электроснабжению железных дорог, под редакцией Марквардта К.Г. М.: Транспорт, 1980г.

Прохорский А.А. "Тяговые и трансформаторные подстанции" М.: Транспорт, 1983г.

Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования. Давыдова И.К., Попов Б.И., Эрлих. В.М., М.: Транспорт, 1978г.

37


Похожие работы:

  1. • Защита фидеров контактной сети тяговой подстанции ...
  2. • Модернизация релейной защиты на тяговой подстанции ...
  3. • Расчет электронных защит фидеров 27.5 кВ контактной сети ...
  4. • Расчёт системы электроснабжения электрической ...
  5. • Проектирование электрической тяговой подстанции ...
  6. • Цифровая защита фидеров контактной сети постоянного ...
  7. • Расчет тяговой подстанции
  8. • Расчет системы электроснабжения
  9. • Проектирование транзитной тяговой подстанции для ...
  10. • Проектирование тяговой подстанции переменного тока
  11. • Организация предприятия по строительству контактной ...
  12. • Схемы питания и секционирования контактной сети ...
  13. • Железные Дороги России
  14. • Релейная защита систем электроснабжения
  15. • Дистанция электроснабжения
  16. • Расчет участка контактной сети станции и перегона
  17. • Расчет участка контактной сети станции и перегона
  18. • Определение параметров тяговой подстанции
  19. • Расчет релейной защиты
Рефетека ру refoteka@gmail.com