Однофазного переменного тока

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ФИДЕРов

КОНТАКТНОЙ СЕТИ

ОДНОФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Учебное пособие

 

Ростов-на-Дону

 

 

РОСЖЕЛДОР

 

 

УДК 621.316.9(07) + 06

 

Фигурнов, Е.П.

 

Релейная защита фидеров контактной сети однофазного переменного тока: учебное пособие/ Е.П. Фигурнов, Ю.И. Жарков, Т.Е. Петрова; Рост. гос. ун-т путей сообщения. – Ростов н/Д, 2017. – 105 с.: ил. Библиогр.: 7 назв.

Изложены методы расчета и выбора систем релейной защиты фидеров контактной сети переменного тока: приведены методики расчета параметров короткого замыкания и нормального режима, принципы выбора релейной защиты фидеров контактной сети тяговых подстанций и постов секционирования, методика расчета уставок и определения зон действия защит, рассмотрены структурные и функциональные схемы защиты.

Приведены задания и исходные данные, порядок выполнения курсового (дипломного) проекта (работы). Даны формулы, схемы и графики, а также справочные данные, необходимые при расчетах и выборе релейной защиты контактной сети переменного тока.

Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения изучающих дисциплины «Релейная защита» по специальности 23.05.05- Системы обеспечения движения поездов. Специализации №1«Электроснабжение железных дорог при курсовом и дипломном проектировании, выполнении лабораторно-практических занятий, аспирантам и научным сотрудникам, занимающимися проблемами электрического транспорта, а также слушателей повышения квалификации и инженерно-технических работников, связанных с разработкой, проектированием и эксплуатацией релейной защиты устройств электроснабжения электрического транспорта.

Одобрено к изданию кафедрой «Автоматизированные системы электроснабжения» Ростовского государственного университета путей сообщения и Учебно-методической комиссией университета по специальности «Электроснабжение железных дорог».

.

 

Рецензенты:

 

 

	© Ю.И. Жарков, Е.П. Фигурнов, Т.Е. Петрова,
	© Ростовский государственный университет путей сообщения, 2017

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Обозначения и сокращения............................................................................
Введение...........................................................................................................
В.1 Задание....................................................................................................
В.2 Исходные данные...................................................................................
В.3 Содержание пояснительной записки...................................................
В.4 Оформление проекта (работы).............................................................
Глава 1 Расчет параметров короткого замыкания (п. В.3.1).......................
1.1 Методические указания по расчету......................................................
1.2 Расчет сопротивлений тяговой подстанции........................................
1.3 Расчет параметров короткого замыкания............................................
1.4 Вычисление значений сопротивлений Z тс, А + Z 'тс, i, Z тс, B + Z ''тс, i, Z '''тс, i
1.5 Расчет значений токов тяговых подстанций и тока короткого замыкания................................................................................................
1.6 Расчет значений токов фидеров тяговой подстанции........................
1.7 Расчет значений токов фидера поста секционирования....................
1.8 Расчет напряжения на шинах тяговой подстанции............................
1.9 Расчет напряжения на шинах поста секционирования......................
1.10 Расчет сопротивлений, измеряемых защитой фидеров тяговой подстанции и поста секционирования...............................................
Глава 2 Расчет параметров нормального режима (п. В.3.2)........................
2.1 Методические указания по расчету......................................................
2.2 Пример расчета.......................................................................................
Глава 3 Выбор релейной защиты (п.В.3.3)...................................................
3.1 Методические указания по выбору......................................................
3.2 Выбор релейной защиты фидера контактной сети тяговой подстанции..............................................................................................
3.3 Выбор релейной защиты фидера контактной сети поста секционирования....................................................................................
3.4 Характеристики и основные параметры устройств защиты..............
Глава 4 Определение уставок релейных защит (в примерах) (п. В.3.4)....
4.1 Методические указания по определению уставок защит...................
4.2 Вычисление параметров короткого замыкания для расчетных схем
4.3 Расчет уставки максимальной токовой защиты..................................
4.4 Расчет уставки токовой отсечки для поста секционирования...........
4.5 Расчет уставки блокировки по току для первой ступени дистанци- онной защиты фидера контактной сети тяговой подстанции...........
4.6 Расчет уставки первой ступени дистанционной защиты для фидера контактной сети тяговой подстанции.....................................
4.7 Расчет уставки второй ступени дистанционной защиты для фидера контактной сети тяговой подстанции...................................................
4.8 Расчет уставки третьей ступени дистанционной защиты для фидера контактной сети тяговой подстанции......................................
4.9 Расчет уставок первой, второй и третьей ступеней дистанционной защиты для фидера поста секционирования.......................................
4.10 Расчет уставки потенциальной защиты поста секционирования....
4.11 Расчет уставок реле тока, реле сопротивления и реле напряжения
Глава 5 Определение зон действия релейных защит и способов ускорения отключения короткого замыкания (п. В.3.5)...............
5.1 Определение зон действия релейных защит........................................
5.2 Ускорение действия релейных защит..................................................
Глава 6 Схемы релейной защиты фидеров контактной сети......................
6.1 Общие сведения о схемах......................................................................
6.2 Пример структурной схемы релейной защиты фидера контактной сети...........................................................................................................
6.3 Пример структурной схемы второй ступени дистанционной защиты с ускорением..............................................................................
6.4 Пример функциональной схемы алгоритма микропроцессорной защиты......................................................................................................
Библиографический список............................................................................
Приложение А Образец титульного листа пояснительной записки..........
Приложение Б Пример заполнения таблицы расчетов параметров КЗ.....
Приложение В Устройство цифровой защиты и автоматики фидера контактной сети (ЦЗА-27,5-ФКС)........................................

 

 

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

 

АПВ	–	автоматическое повторное включение
АСУ	–	автоматизированная система управления
АЦП	–	аналого-цифровой преобразователь
БЗА	–	блок защиты автоматики
БУ	–	блок управления
ВВ	–	высоковольтный выключатель
ВЛ	–	высоковольтная линия электропередачи
ДУ	–	дистанционное управление
ЗЗ	–	«земляная защита»
ЗМН	–	защита минимального напряжения
ИТП	–	интеллектуальный терминал присоединения
КЗ	–	короткое замыкание
КС	–	контактная сеть
ЛЗШ	–	логическая защита шин
ЛР	–	линейный разъединитель
МДТН	–	модуль датчиков тока и напряжения
МКА	–	модуль контроллера автоматики
МКИЗ	–	модуль контроллера измерения и защит
МП	–	модуль питания
МПК	–	микропроцессорный комплекс
МТЗ	–	максимальная токовая защита
МУ	–	местное управление
НДЗ	–	направленная дистанционная защита
ННДЗ	–	ненаправленная дистанционная защита
ОР	–	обходной разъединитель
ПВ	–	плата ввода дискретных сигналов
ППС	–	пункт параллельного соединения
ПС	–	пост секционирования
ПЭВМ	–	персональная электронно-вычислительная машина
РТЗ	–	резервная токовая защита
ТО	–	токовая отсечка
ТП	–	тяговая подстанция
ТС	–	тяговая сеть
УРОВ	–	резервирование при отказе выключателя
ЭППЗУ	–	электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Релейная защита (РЗ) предназначена для локализации повреждений, предотвращения или сокращения ущерба при внезапном возникновении повреждений или ненормальных режимов работы электроэнергетических устройств получения, преобразования, распределения и передачи электроэнергии, обеспечения устойчивости, надежности и живучести систем электроснабжения. Она является обязательной частью всех электроэнергетических установок, объектов и систем напряжением 1 кВ и выше. Релейная защита имеет особо важное и самостоятельное функциональное назначение, представляет собой сложную информационную систему, состоящую из комплекса взаимосвязанных электромагнитных, электронных и микроэлектронных устройств, а также источников питания.

Для защиты оборудования тяговых подстанций (ТП) электрифицированных железных дорог используются в основном те же защиты, что и на понизительных подстанциях энергосистем. Особое место занимают защиты тяговых сетей, обладающие своей спецификой. В тяговых сетях переменного тока максимальные токи нагрузки являются соизмеримыми с минимальными токами короткого замыкания и это обстоятельство вызывает существенные трудности для защиты, которая должна четко разграничить эти режимы. Для этого защиту стремятся выполнить так, чтобы она реагировала на какие-либо дополнительные признаки, характерные для нормальных и аварийных режимов именно тяговых сетей.

Развитие релейной защиты тяговых сетей (ТС) переменного тока прошло несколько этапов. В начале массовой электрификации железные дороги страны по системе однофазного переменного тока (60-е годы прошлого столетия) использовались те же защиты, что и в промышленных сетях 35 кВ. Однако вскоре стало ясным, что из-за особенностей тяговых сетей такие защиты не способны обеспечить эффективную защиту от коротких замыканий (КЗ). Уже в 70-х годах того же столетия были разработаны электронные защиты фидеров контактной сети (КС) (Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта) и началось их массовое производство. Заложенные в эти устройства идеи, принципы, технические решения намного опередили уровень техники того периода, подтверждены многолетней практикой применения, остаются актуальными и в настоящее время при переходе элементной базы на микроэлектронику и микропроцессорные комплексы.

Сейчас наступил новый этап, связанный с освоением в производстве цифровых защит электротяговых сетей переменного тока на основе интеллектуальных терминалов (микропроцессорных многофункциональных комплексов МПК). Такой терминал осуществляет не только функции непосредственно релейной защиты, но и функции автоматики, управления, сигнализации, контроля параметров нагрузки, регистрации событий и аварийных процессов, самодиагностики, связи, сервисные функции. Цифровые защиты (интеллектуальные терминалы) для устройств электроснабжения железных дорог производятся НТЦ «Механотроника», ООО «НИИЭФА-ЭНЕРГО», оригинальные разработки выполнены во ВНИИЖТе.

Одновременно с этим разработаны уточненные и усовершенствованные методы расчетов нормального и аварийного режимов, необходимые для обоснованного выбора уставок защиты, выполнены исследования по защите сети при коротких замыканиях через большое переходное сопротивление, при перекрытии нейтральных вставок, при противогололедных режимах, по определении удаленности места повреждения и др.

В 2015 году ОАО «Российские железные дороги» утверждены:

СТО РЖД «Защита системы электроснабжения железной дороги от коротких замыканий и перегрузки. Часть 1. Общие принципы и правила построения защит, блокировок и автоматики в системах тягового электроснабжения», шифр 11.095.ЦЭ ОАО «РЖД» 2015г

СТО РЖД «Защита систем электроснабжения железной дороги от коротких замыканий и перегрузки. Часть 4. Методика выбора уставок защит в системе тягового электроснабжения переменного тока», шифр 11.176 ЦЭ ОАО «РЖД» 2015г,

в которых сконцентрированы и обобщены имеющиеся в этой области разработки и достижения.

Релейная защита электротяговых сетей переменного тока является одной из основных частей дисциплины «Релейная защита», по которой предусматривается выполнение курсового проекта (работы). Разработка и проектирование релейной защиты электротяговых сетей рассматривается также в дипломных проектах (работах).

Реальное проектирование релейной защиты осуществляется для всего электрифицированного участка и проводится обычно в три этапа. На первом этапе на основе расчета параметров и анализа нормального и аварийного режимов работы защищаемого объекта намечают принципиальные решения в части защиты, обеспечивающие требуемые технические характеристики. На втором этапе осуществляется выбор схемы защиты и спецификации аппаратуры и на третьем выбирают рабочие уставки устройств защиты, строят графики зон действия.

Курсовое и дипломное проектирование отражает все этапы реального проектирования и с учетом отводимого времени максимально приближено к нему. По заданию предполагается проектирование только одного комплекта релейной защиты, устанавливаемого на выключателях либо тяговой подстанции, либо поста секционирования.

В учебном пособии изложены методы расчета и выбора релейной защиты фидеров контактной сети переменного тока: приведены методики расчета параметров короткого замыкания и нормального режима, принципы выбора релейной защиты фидеров контактной сети тяговых подстанций и постов секционирования (ПС); приведены методики расчета уставок и определения зон действия защит, рассмотрены структурные и функциональные схемы защиты.

Приведены задания и исходные данные, порядок выполнения курсового (дипломного) проекта (работы). Даны формулы, схемы и графики, а также справочные данные, необходимые при расчетах и выборе релейной защиты контактной сети переменного тока.

Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения по специальности 23.05.05-Системы обеспечения движения поездов. Специализации №1«Электроснабжение железных дорог», а также для слушателей курсов повышения квалификации и инженерно-технических работников, связанных с разработкой, проектированием и эксплуатацией релейной защиты.

В.1 Задание

 

В проекте (работе) необходимо произвести выбор, расчет и обоснование релейной защиты фидера контактной сети однофазного переменного тока 27,5 кВ. Должны быть описаны свойства и особенности принятого решения, приведены структурные (функциональные) схемы защиты.

Основные решения по выбору и обоснованию защиты должны учитывать требования Правил [1], а расчеты выполняться в соответствии с СТО РЖД «Защита систем электроснабжения железной дороги от коротких замыканий и перегрузки. Часть 4. Методика выбора уставок защит в системе тягового электроснабжения переменного тока», шифр 11.176 ЦЭ ОАО «РЖД» 2015г

В.2 Исходные данные

 

Исходные данные принимаются на основании сведений, приведенных в таблицах 1 и 2. Эти данные выбирают по номеру задания или по двум последним цифрам шифра (номера зачетной книжки) студента.

ВАРИАНТ 1(по выбору студента) Таблица 1

Исходные данные

Первая цифра варианта

Мощность КЗ на вводах ТП в режиме макс. ЭНС, МВ·А

Сопротивление ЭНС при =27,5 кВ в режиме минимума ЭНС, Ом

1,92

1,89

1,68

1,51

1,375

1,26

1,16

1,08

1,01

0,945

Тип понижающих трансформаторов

ТДТНЖ?25000/110

ТДТНЖ?40000/110

ТДТНЖ?40000/220

Расстояние между подстанциями, км

Число путей m

Схема питания

Двухсторонняя с постом секционирования

Узловая

Вид тяговой сети

ТП

ТП

ТПО

ТПУЭ

ТП

ТПО

ТПУЭ

ТП

ТПУ

ТПУ

Защита фидера контактной сети на

посту ПС

тяговой подстанции

посту ПС

тяговой подстанции

посту ПС

тяг. подст.

посту ПС

Первичный номинальной ток трансформатора тока

 

Таблица 2
Исходные данные	Вторая цифра варианта
Минимальный интервал попутного следования для двухпутных участков, мин
Скорость движения, км/ч
Средний ток грузо- вого поезда , А
Ток трогания грузо- вого поезда , А

 

 

ВАРИАНТ 2 (по выбору студента)

Таблица 1

Исходные данные

Первая цифра варианта

Мощность КЗ на вводах ТП в режиме макс. ЭНС, мВ·А

Сопротивление ЭНС при =27,5 кВ в режиме минимума ЭНС, Ом

1,92

1,89

1,68

1,51

1,37

1,26

1,16

1,08

1,01

0,94

Тип понижающих трансформаторов

ТДТНЖ-25000/110

ТДТНЖ-40000/110

ТДТНЖ-40000/220

Расстояние между подстанциями , км

Число путей, m

Схема питания

односторонняя.. двухсторонняя ------------------------------------------------------------------------------------------- с постом секционирования

Вид тяговой сети

ТП

ТП

ТПО

ТПУЭ

ТПУ

ТПО

ТПУЭ

ТПО

ТПУ

ТПУЭ

Защита: вариант 1 вариант 2

Присоединения контактной сети на посту секционирования

 

Таблица 2

Исходные данные

Вторая цифра варианта

Минимальный интервал попутного следования, мин

Скорость движения, км/ч

Средний ток грузо- вого поезда , А

Ток трогания грузо- вого поезда , А

Первичный номинальной ток трансформатора тока,А

 

Рисунок 1? Схемы двухстороннего питания тяговой сети

однопутного участка: а) полная; б) упрощенная

 

Схемы питания приведены на рисунках 1 и 2.

Число и мощность трехфазных понизительных трансформаторов на смежных тяговых подстанциях принимаются одинаковыми. При этом включен, как правило, один трансформатор, второй является резервным и нормально выключен. Допускается включение двух трансформаторов в вынужденных режимах работы системы электроснабжения, например, при выключении одной из смежных подстанций. По согласованию с преподавателем разработку релейной защиты можно выполнять применительно к вынужденным режимам работы.

Пост секционирования оборудуется выключателями и располагается посередине между тяговыми подстанциями.

Рисунок 2? Схемы узлового питания тяговой сети двухпутного участка:

а) полная; б, в) упрощенные

 

Тяговая сеть ТП (рисунок 3, а) состоит из параллельно соединенных несущего троса Т и контактного провода П, а также рельсовой цепи Р. Тяговая сеть ТПУ (рисунок 3, б) содержит еще и усиливающий провод У, который присоединен параллельно проводам Т и П. Тяговая сеть ТПО (рисунок 3, в) имеет такую же контактную сеть как ТП, но содержит еще один (обратный) провод О, который присоединяется параллельно рельсам Р. Тяговая сеть ТПУЭ содержит параллельно соединенные провода Т, П и У, а также обратный (экранирующий) провод Э, соединенный параллельно с рельсами (рисунок 3, г).

Рисунок 3? Виды тяговой сети

 

В.3 Содержание пояснительной записки

 

Пояснительная записка должна содержать титульный лист установленной формы, задание, реферат, содержание, введение, основную часть, заключение, список литературы и графическую часть.

Реферат должен содержать:

- сведения об объеме пояснительной записки;

- количество иллюстраций, таблиц, приложений, количество использованных источников;

- перечень ключевых слов;

- текст реферата.

Содержание включает:

- введение;

- наименование всех разделов, подразделов, пунктов (если они имеют наименование);

- заключение;

- список использованных источников;

- номера страниц разделов.

Во введении отражается назначение релейной защиты, особенности ее применения на защищаемом объекте и требования, которым она должна отвечать.

Основная часть включает следующие разделы.

В.3.1 Расчет параметров короткого замыкания (КЗ), измеряемых защитой выбранного выключателя, для нормальной (основной) схемы питания и построение графиков зависимостей этих параметров от расстояния до места КЗ. Расчет, по желанию студента, может быть выполнен по результатам моделирования в программном комплексе «КОРТЭС», применяемом для электрических расчетов устройств электроснабжения железных дорог (подпрограмма «Расчета режима короткого замыкания электротяговой сети переменного тока».

В.3.2 Расчет параметров, измеряемых защитой, в нормальном режиме работы при сгущении поездов в интенсивный час.

В.3.3 Выбор и обоснование комплекта защиты, включающего основную, резервные и дополнительные защиты при обеспечении требований селективности и устойчивости функционирования.

В.3.4 Вычисление параметров КЗ, измеряемых защитой, для расчетных схем и определение уставок выбранной защиты.

В.3.5 Определение зон действия каждой из защит при основной (нормальной) схеме питания межподстанционной зоны и составление графика селективности.

В.3.6 Принятие решения о необходимости мер по ускорению действия защит. Если такое решение принимается, то производится его обоснование и описание соответствующих мер. (Для студентов заочного факультета может не выполняться)

В.3.7 Составление структурной схемы защиты.

Графическая часть должна содержать:

1) схему питания межподстанционной зоны;

2) графики изменения параметров КЗ (I_Q, U _ш , Z_Q), измеряемых защитой заданного выключателя, в зависимости от расстояния (до места КЗ);

3) график селективности с указанием выбранного времени действия ступеней защит и длины защищаемой зоны;

4) угловые характеристики дистанционных защит с указанием величин выбранных уставок;

5) структурную схему комплекта защиты.

Заключение должно содержать краткие выводы по результатам проектирования (разработки) релейной защиты.

В.4 Оформление проекта (работы)

В.4.1 Общие требования

 

Пояснительная записка и чертеж (принципиальная схема) являются учебными конструкторскими документами. При их выполнении необходимо соблюдать требования единой системы конструкторской документации ЕСКД. Буквенные обозначения основных величин, используемых в проекте (работе), принимаются в соответствии с ГОСТ 2.710-81 (2001) «Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах» [6, 7].

Пояснительная записка составляется на листах формата А4, скрепленных скрепками или лентой (шнуром). Образец титульного листа приведён в Приложении А.

Текст может быть выполнен рукописным или любым печатным способом на пишущей машинке или с использованием компьютера и принтера на одной стороне листа белой бумаги формата А4 через полтора интервала. Цвет шрифта должен быть черным, высота букв, цифр и других знаков не менее 1,8 мм (кегль не менее 12).

Текст отчета следует печатать, соблюдая следующие размеры полей: правое 10 мм, верхнее 20 мм, левое и нижнее 20 мм.

Разрешается использовать компьютерные возможности акцентирования внимания на определенных терминах, формулах, теоремах, применяя шрифты разной гарнитуры.

Вне зависимости от способа выполнения качество напечатанного текста и оформления иллюстраций, таблиц, распечаток с ПЭВМ должно удовлетворять требованию их четкого воспроизведения.

Опечатки, описки и графические неточности, обнаруженные в процессе оформления проекта допускается исправлять подчисткой или закрашиванием белой краской и нанесением на том же месте исправленного текста (графики) машинописным способом или черными чернилами, пастой или тушью рукописным способом.

Повреждения листов текстовых документов, помарки и следы неполностью удаленного прежнего текста (графики) не допускаются.

 

В.4.3 Иллюстрации

 

Иллюстрации и таблицы, расположенные на отдельных листах, включают в общую нумерацию страниц записки.

Иллюстрации (чертежи, графики, схемы, компьютерные распечатки, диаграммы, фотоснимки) следует располагать в записке непосредственно после текста, в котором они упоминаются впервые, или на следующей странице.

Иллюстрации могут быть в компьютерном исполнении, в том числе и цветные.

На все иллюстрации в пояснительной записке должны быть даны ссылки.

Чертежи, графики, диаграммы, схемы, иллюстрации, помещаемые в записке, должны соответствовать требованиям государственных стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

Допускается выполнение чертежей, графиков, диаграмм, схем посредством использования компьютерной печати.

Иллюстрации следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией.

Если рисунок один, то он обозначается «Рисунок 1». Слово «Рисунок» и его наименование располагают посередине строки.

Допускается нумеровать иллюстрации в пределах раздела. В этом случае номер иллюстрации состоит из номера раздела и порядкового номера иллюстрации, разделенных точкой. Например, Рисунок 1.1.

Иллюстрации, при необходимости, могут иметь наименование и пояснительные данные (подрисуночный текст). Слово «Рисунок» и наименование помещают перед пояснительными данными и располагают следующим образом: Рисунок 1 Детали прибора: К - крышка, О- основание, П- прокладка.

При ссылках на иллюстрации следует писать «... в соответствии с рисунком 2» при сквозной нумерации и «... в соответствии с рисунком 1.2» при нумерации в пределах раздела.

 

В.4.4 Таблицы

 

Название таблицы, при его наличии, должно отражать ее содержание, быть точным, кратким. Название таблицы следует помещать над таблицей слева, без абзацного отступа в одну строку с ее номером через тире (см., например, таблицу 3).

При переносе части таблицы название помещают только над первой частью таблицы, нижнюю горизонтальную черту, ограничивающую таблицу, не проводят. Таблицу следует располагать в записке непосредственно после текста, в котором она упоминается впервые, или на следующей странице.

На все таблицы должны быть ссылки в отчете. При ссылке следует писать слово «таблица» с указанием ее номера.

Таблицу с большим количеством строк допускается переносить на другой лист (страницу). При переносе части таблицы на другой лист (страницу) слово «Таблица» и номер ее указывают один раз справа над первой частью таблицы, над другими частями пишут слово «Продолжение» и указывают номер таблицы, например: «Продолжение таблицы 1». При переносе таблицы на другой лист (страницу) заголовок помещают только над ее первой частью.

Таблицу с большим количеством граф допускается делить на части и помещать одну часть под другой в пределах одной страницы. Если строки и графы таблицы выходят за формат страницы, то в первом случае в каждой части таблицы повторяется головка, во втором случае - боковик.

Если повторяющийся в разных строках графы таблицы текст состоит из одного слова, то его после первого написания допускается заменять кавычками; если из двух и более слов, то при первом повторении его заменяют словами «То же», а далее - кавычками. Ставить кавычки вместо повторяющихся цифр, марок, знаков, математических и химических символов не допускается. Если цифровые или иные данные в какой-либо строке таблицы не приводят, то в ней ставят прочерк.

 

Тока короткого замыкания

 

Значения токов I_A, I_B, I _к в зависимости от значения (столбцы 5 и 6 таблицы 3) вычисляют по формулам:

,

, (4)

I _к = I_A + I_B,

Расчетные напряжения подстанций А и В в проекте (работе) можно принимать одинаковыми: U_{A ,pac} = U_{B ,pac} = U _pac. Для режима максимума энергосистемы принимают U _pac =27500 В, для режима минимума – U _pac =27200 В.

В том случае, если появится необходимость вычислять токи I_A и I_B при неодинаковых напряжениях U_{A ,pac} и U_{B ,pac}, то используют формулы:

, (5)

.

Пример расчета

Межподстанционная зона двухпутного (m =2) участка (рисунок 2) имеет длину 50 км. В середине зоны расположен пост секционирования ПС. Минимальный интервал попутного следования =10 мин. Средняя скорость движения грузовых поездов 62 км/ч, I _тр =300 А, I _cр =140 А.

Вычислить максимальные токи фидеров и минимальные сопротивления, измеряемые защитой выключателей подстанции и поста секционирования для узловой схемы питания.

Для фидера подстанции по формуле (12) определяем число поездов n _э, находящихся в период интенсивного движения в зоне 50 км между подстанциями:

= = 4,84 поезда.

Поскольку дробная часть полученного числа больше 0,1, то округляем n _э до целого числа в большую сторону: n _э =5 поездов.

По формуле (12) вычисляем искомое значение максимального тока фидера подстанции в нормальном режиме:

I _н,max =I + = 300 + 140·(5 – 1)/2 = 580 А.

Минимальное значение сопротивления, измеряемое защитой фидера подстанции в нормальном режиме, вычисляем по формуле (15):

Z _н,min = U _н,min / I _н,max = 25000/580 = 43,1 Ом.

Находим число поездов n _э в зоне между подстанцией и постом секционирования (= 50/2 = 25 км) по формуле (14):

= = 2,42 поезда.

Поскольку дробная часть больше 0,1, то округляем полученное число в большую сторону: n _э = 3 поезда. По формуле (13) находим значение максимального тока фидера поста секционирования при узловой схеме питания в предположении, что на другом пути нагрузка отсутствует:

 

Тяговой подстанции

 

Минимальный состав релейной защиты фидера на тяговой подстанции должен содержать:

- токовую отсечку;

- дистанционную четырехступенчатую защиту (1-3 ступени от токов короткого замыкания в тяговой сети, 4-я ступень от токов КЗ через большое переходное сопротивление);

- защиту минимального напряжения;

- защиту проводов контактн