Создание параметров системы электроснабжения межподстанционной зоны

Схема питания межподстанционной зоны создаётся в комплексе программ КОРТЭС для последующего анализа и расчёта её режимов.

С помощью программного модуля KAUbas задаются параметры рассчитываемого участка. Здесь можно вводить и изменять такие данные, как:

– количество путей на участке;

– список объектов, находящихся на участке (тяговых подстанций, постов секционирования) с заданием их координат;

– тип контактной подвески;

– параметры тяговых подстанций (мощность короткого замыкания на вводах ТП, тип трансформатора, количество включённых в работу трансформаторов);

На рисунке 1.3 представлено окно модуля задания параметров системы питания межподстанционной зоны.

Рисунок 1.3 – Окно модуля задания параметров

 

1.4 Моделирование и расчёт параметров короткого замыкания

Производятся расчёты параметров коротких замыканий с помощью программного модуля KA_KZ. Программа KA_KZ (рисунок 1.4) комплекса КОРТЭС предназначена для выполнения электрических расчётов установившихся режимов короткого замыкания в системе тягового электроснабжения переменного тока 27,5 кВ при различных схемах питания и секционирования контактной сети. Результаты расчётов используются для анализа параметров аварийных режимов и выбора уставок защиты.

Расчётная схема участка может содержать произвольное количество межподстанционных зон. В ней учитывается реальное расположение воздушных промежутков и точек подключения фидеров тяговых подстанций (ЭЧЭ) и постов секционирования (ПС) к контактной сети. Допускается также наличие примыкающих ветвей к основной части схемы. Питание этих ветвей осуществляется от дополнительных фидеров ЭЧЭ и ПС. Подготовка вариантов расчётных схем осуществляется переключениями выключателей объектов, выбором контролируемых межподстанционных зон, а также изменением параметров тяговых подстанций.

Место КЗ задаётся в любой точке контактной сети между граничными воздушными промежутками основного хода или ветви, а также на шинах ЭЧЭ и ПС. В цепь КЗ дополнительно может быть включено переходное сопротивление и (или) падение напряжения в дуге.

Результатами расчётов являются комплексные значения токов, протекающих через выключатели и разъединители всех объектов контролируемого участка схемы, напряжений на шинах ЭЧЭ и ПС, а также сопротивлений, измеряемых дистанционными защитами.

Рисунок 1.4 – Модуль KA_KZ программного комплекса КОРТЭС

 

Рисунок 1.5 – Схема участка при КЗ на 4 км

 

В таблице 1 приведены данные, полученные с помощью программного комплекса КОРТЭС для режимов минимума и максимума энергосистемы.

Таблица 1 - данные, полученные с помощью программного комплекса КОРТЭС для режимов минимума и максимума энергосистемы

	IQA	IQA	UA	UA	ZQA	ZQA
lk	min	max	min	max	min	max
					1,8	1,8
					3,6	3,6
					5,4	5,4
					7,2	7,2
					8,9	8,9
					10,3	10,3
					11,6	11,6
					13,4	13,4
					15,2	15,2
Продолжение таблицы 1
					18,8	18,8
					20,6	20,6
км	А	А	B	B	Ом	Ом

 

По полученным данным построим графики зависимостей токов, напряжений и сопротивлений от расстояния до точки короткого замыкания для режимов максимума и минимума энергосистемы.

Рисунок 1.6 – Токи КЗ, измеряемые защитой выключателя QA

Рисунок 1.7 – Напряжения на шинах ТПА

 

Рисунок 1.8 – Сопротивления, измеряемые защитой выключателя QA

1.5 Расчёт параметров нормального режима

К параметрам нормального режима относятся:

– наибольшее значение тока I_нmax, протекающего через заданный выключатель Q;

– наименьшее напряжение U_нmin, на шинах тяговой подстанции, U_нmin=25000 В;

– наименьшее значение сопротивленияZ_н,min, измеряемое защитой заданного выключателя Q.

При правильном выборе установок срабатывания защита не должна реагировать на параметры I_нmax, U_нmin, Z_н,min.

Расчётную величину тока, протекающего через заданный выключатель I_нmax при нормальном режиме работы для фидера тяговой подстанции определим по формуле:

, (1.2)

где I_тр – ток трогания грузового поезда, А;

I_ср – средний ток грузового поезда, А;

n_э – общее число поездов, находящихся на одном пути в расчётной зоне в интенсивный час, для однопутного участка n_э=4;

А.

Минимальное значение сопротивления Z_н,min, измеряемое защитой выключателя подстанции в нормальном режиме работы, вычисляют по формуле:

. (1.3)

Ом.

 

В данном разделе проведены расчёты токов, напряжений в узловых точках и сопротивлений, измеряемых защитой выключателя тяговой подстанции, в аварийном режиме.

Расчёты сведены в таблицы, построены графики зависимостей обозначенных величин от расстояния до места короткого замыкания.

Защиту выключателей необходимо настраивать по всем трём параметрам (ток, напряжение на шинах, сопротивление сети), характеризующим аварийный режим. Также необходимо предусмотреть резервирование защиты и сделать её многоступенчатой для повышения надёжности.