Расчет электронных защит фидеров 27.5 кВ контактной сети тяговых подстанций

Защита фидера контактной сети тяговой подстанции является двухступенчатой.

При расчете используются следующие значения удельных сопротивлений тяговой сети:

Z₁₁ - полное удельное сопротивление тяговой сети однопутного участка, Ом/км;

Z₂₁ - полное удельное сопротивление тяговой сети однопутного пути двухпутного участка при отсутствии тока в контактной сети соседнего пути, Ом/км;

Z₂₂ - полное удельное сопротивление тяговой сети однопутного пути двухпутного участка при одинаковых по величине и направлению токах в контактной сети обоих путей, Ом/км.

1.5.6.1 Дистанционная ненаправленная защита

Является первой ступенью защиты ДС-1 отключает без выдержки времени к.з. в пределах 80-85 % зоны подстанция-пост секционирования. Для исключения ложных действий первой ступени защиты из-за значительного снижения напряжения при к.з. на сложном пути предусмотрен автоматический перевод датчика ДС-1 в режим датчика тока.

В этих случаях, т.е. при значительном снижении напряжения, поступающего от трансформатора напряжения, ток в схеме ДС-1 определяется стабилизированным напряжением U _ст , в связи с чем ДС-1 превращается в датчик тока.

Так как первая ступень защиты имеет собственное время срабатывания 30 ¸ 60 мс., то с целью уменьшения времени отключения к.з., сопровождающихся большим током, дополнительно применена еще ускоренная токовая отсечка (УТО), имеющая собственное время срабатывания 5 ¸ 10 мс.

Вторая ступень защиты, защищая зону до шин смежной подстанции, представляет собой дистанционную направленную защиту с выдержкой времени 0.4 ¸ 0.5 с. В этой ступени используется датчик полного сопротивления ДС-2 с круговой характеристикой радиусом, равным сопротивлению срабатывания второй ступени, и фазовый орган ФТН, который обеспечивает срабатывание второй ступени в заданном диапазоне углов (45 ¸ 95°).

Первичное сопротивление срабатывания защиты выбирается наименьшим из следующих трех условий:

а) по условию селективной работы с защитами фидеров поста секционирования

Z_с.з. =(0.8 -0.85)*Z₁₁ * l _/2 ; (1.55)

где l=50 км - расстояние до смежной подстанции.

Z_с.з. =0.85*25*0.42=8.925 Ом.

б) по условию селективности к максимальному току нагрузки фидера

Z_с.з. = ^Uр.мин , (1.56)

^Кн*Iн.max

где U_р.мин - минимальное напряжение на шинах подстанции в рабочем режиме (U_р.мин =25кВ) ;

К_н =1.2 - 1.3 - коэффицент надежности;

I_н.max - максимальный ток нагтузки фидера подстанции, кА.

Z_с.з. =25000 / (1.2*500)=41.7 Ом.

в) по условию селективности к максимальному току подпитки от соседней подстанции Б при к.з. на соседнем фидере

_Zс.з.= ^Uс.з. , (1.57)

^{Кн*Iк.max.Б}

где U_с.з. - напряжение перевода защиты в режим токовой отсечки.

_Uс.з.= U_к.мин / _Кн , (1.58)

где U_к.мин - минимальное напряжение на шинах подстанции при к.з. на шинах поста секционирования.

Напряжение U_к.мин определяется по формуле:

_Uк.мин= U_ном *Z₁₁ *l_{1 / (4*(X} ¢ _{c.мин.а+Xп.т.)+Z11*l1)} , (1.59)

где U _н - номинальное напряжение 27.5 кВ;

l₁ - расстояние до поста секционирования;

X ^¢ _с.мин.а - сопротивление питающей системы подстанции А для минимального режима работы, приведенное к напряжению 27.5 кВ, Ом;

X ^¢ _с.мин.а = X_с.мин.а *(^Uном / _Uc )² ; (1.60)

X_с.мин.а - минимальное сопротивление системы;

X_п.т. - сопротивление понижающего трансформатора, приведенное к напряжению 27.5 кВ, Ом;

_Xп.т= u_к.п. *U² _{ном / (100*Sп.т.)} ; (1.61)

S_п.т - номинальная мощность понижающего трансфор- матора, МВ*А;

I_к.max.Б - максимальный ток подпитки от соседней подстанции;

_Iк.max.Б= ^Uном _{/ (4 X} ^¢ _{с.макс.Б+2 Xп.т.*Z22*l)} ; (1.62)

X ^¢