- •Розрахунки струмів короткого замикання і
- •Релейного захисту електричної мережі 110 кВ
- •2.1.2 Розрахунки стаціонарних режимів, що передують коротким замиканням
- •2.1.3 Розрахунки струмів симетричних і несиметричних коротких замикань
- •2.2.2 Вибір захистів
- •2.2.3.2 Мсз трансформатора
- •2.2.3.3 Захист трансформаторів від перевантаження
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 рис. 2.1 і 2.2 відповідно.
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 |
9 |
|||||||||||
Число гілок |
1 |
|||||||||||
Інформація про вузли |
||||||||||||
N |
UNOM |
PN |
QN |
PG |
QG |
|||||||
1 2 3 4 5 6 7 8 9
|
110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00
|
7,96 20,93 16,59 13,4 15,5 20,121 0,00 0,00 0,00
|
3,81 10,31 8,49 7,97 8,68 10,83 0,00 0,00 0,00
|
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 37,4 57.101 0,00
|
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 23.14 26.95 0,00
|
|||||||
Інформація про гілки |
||||||||||||
I |
J |
R |
X |
G |
B |
KT |
||||||
4 |
8 |
8.91 |
18.9 |
0,00 |
121.5 |
0,00 |
||||||
1 |
7 |
3.74 |
9.55 |
0,00 |
63.58 |
0,00 |
||||||
1 |
2 |
2.83 |
7.23 |
0,00 |
48.1 |
0,00 |
||||||
2 |
3 |
2.83 |
7.23 |
0,00 |
48.1 |
0,00 |
||||||
3 |
7 |
7.29 |
18.6 |
0,00 |
123.7 |
0,00 |
||||||
Продовження таблиці 2.1 |
||||||||||||
I |
J |
R |
X |
G |
B |
KT |
||||||
7 |
4 |
4.55 |
11.6 |
0,00 |
77.3 |
0,00 |
||||||
3 |
8 |
3.15 |
10.63 |
0,00 |
73.8 |
0,00 |
||||||
4 |
5 |
2.99 |
5.07 |
0,00 |
126.34 |
0,00 |
||||||
8 |
6 |
8.09 |
13.9 |
0,00 |
86.45 |
0,00 |
||||||
8 |
9 |
4.045 |
6.95 |
0,00 |
43.22 |
0,00 |
||||||
9 |
6 |
4.045 |
6.95 |
0,00 |
43.22 |
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) |
|||||||||
-16.254 |
-8.588 |
0.098 |
-0.250 |
0.162 |
7( 7) |
||||
8.291 |
5.502 |
0.022 |
-0.055 |
0.087 |
2( 2) |
||||
-7.960 |
-3.810 |
113.727 |
-0.020 |
0.003 |
-0.001 |
||||
Вузол № 2(2) |
|||||||||
-8.269 |
-5.447 |
0.022 |
-0.055 |
0.087 |
1( 1) |
||||
-12.665 |
-4.246 |
0.039 |
-0.101 |
0.118 |
3( 3) |
||||
-20.930 |
-10.310 |
113.172 |
-0.023 |
0.004 |
-0.001 |
||||
Вузол № 3(3) |
|||||||||
12.704 |
4.347 |
0.039 |
-0.101 |
0.118 |
2( 2) |
||||
-6.616 |
-4.890 |
0.038 |
-0.097 |
0.072 |
7( 7) |
||||
-22.677 |
-6.354 |
0.135 |
-0.456 |
0.207 |
8( 8) |
||||
-16.590 |
-8.490 |
113.762 |
-0.017 |
-0.001 |
-0.003 |
||||
Вузол №4(4) |
|||||||||
-14.683 |
-3.105 |
0.156 |
-0.332 |
0.132 |
8( 8) |
||||
-14.291 |
-10.776 |
0.114 |
-0.289 |
0.158 |
7( 7) |
||||
15.573 |
8.000 |
0.071 |
-0.121 |
0.155 |
5( 5) |
||||
-13.400 |
-7.970 |
113.306 |
-0.019 |
0.001 |
-0.002 |
Продовження таблиці 2.2 |
|||||||||
Потік Р Р вузл |
Потік Q Q вузл |
Втрати Р U |
Втрати Q Фаз кут |
I Р нб |
N Q нб |
||||
Вузол №5 (5) |
|||||||||
-15.502 |
-7.879 |
0.071 |
-0.121 |
0.155 |
4( 4) |
||||
-15.500 |
-8.680 |
112.538 |
-0.023 |
0.002 |
-0.001 |
||||
Вузол №6 (6) |
|||||||||
-10.060 |
-4.854 |
0.078 |
-0.134 |
0.098 |
8( 8) |
||||
-10.062 |
-5.137 |
0.040 |
-0.069 |
0.099 |
9( 9) |
||||
-20.121 |
-10.830 |
113.687 |
-0.008 |
0.001 |
-0.002 |
||||
Вузол № 7(7) |
|||||||||
16.351 |
8.838 |
0.098 |
-0.250 |
0.162 |
1( 1) |
||||
6.654 |
4.987 |
0.038 |
-0.097 |
0.072 |
3( 3) |
||||
14.405 |
11.065 |
0.114 |
-0.289 |
0.158 |
4( 4) |
||||
37.400 |
23.140 |
114.988 |
-0.010 |
-0.011 |
-0.002 |
||||
Вузол № 8(8) |
|||||||||
14.839 |
3.437 |
0.156 |
-0.332 |
0.132 |
4( 4) |
||||
22.812 |
6.810 |
0.135 |
-0.456 |
0.207 |
3( 3) |
||||
10.138 |
4.988 |
0.078 |
-0.134 |
0.098 |
6( 6) |
||||
10.137 |
4.702 |
0.038 |
-0.066 |
0.097 |
9( 9) |
||||
57.926 |
19.937 |
115.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
||||
Вузол № 9(9) |
|||||||||
-10.099 |
-4.636 |
0.038 |
-0.066 |
0.097 |
8( 8) |
||||
10.102 |
5.205 |
0.040 |
-0.069 |
0.099 |
6( 6) |
||||
0.000 |
0.000 |
114.360 |
-0.004 |
0.000 |
0.000 |
В результаті розрахунку нормальних режимів видно, що вузлові напруги змінюються від 119.342 кВ до 121.681 кВ максимальному режимі і від 109.280 кВ до 110.90 кВ 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.