Первичное сопротивление срабатывания первой ступени- ДС1- определяется исходя из условия отстройки от К.З. на шинах поста секционирования:
Zсэ1=котс*| Zвх1 | = 0.8*12,7*ej*63.84=10,16*
ej*63.84,
где котс- коэффициент отстройки ( меньше 1, так как применяется минимальное реле, срабатывающее при уменьшении сопротивления на его зажимах) Принимается равным 0,8-0,85 Zвх1- входное сопротивление при К.З. в конце защищаемой зоны, т.е. у шин поста секционирования.
Входное сопротивление Zвх1 определяется при К.З. в точке к1 (рис.1.3) и отключенном смежном пути:
Zвх=
Z01*
l2=
0.508·еj*63.84·25=12,7·ej*63.84=5,599+j*11,399,
где Z01- сопротивление 1км тяговой сети одного пути двухпутного участка. Находится в соответствии с выражением
Z01= (r1kc+r2p) +j* (X1kc+X2pэ). Ом.
где составляющие соответственно активные и реактивные сопротивления контактной подвески и рельсовых путей. L2- расстояние от подстанции до поста секционирования.
Рис.2.1
Для первой ступени защиты должна быть обеспечена селективность по отношению к максимальному току "подпитки", протекающему через защищаемый фидер от смежной подстанции при К.З. на соседнем фидере (точка к4, см. рис.1.3)
Определим сопротивление 1 км тяговой сети одного пути двухпутного участка используя выражение (3):
Z01 = (0.159 + 0.065) + j· (0.276 + 0.18) = 0.224 + j0.456 = 0.508 еj*63.84 Ом/км
uксн =0.5* (uквн-си +иксн-нн - uквн-нн) = 0.5. (10.5 + 6-17) = - 0.25%.
Итак, сопротивление тягового трансформатора, согласно выражению (9):
X m =10/75\100·27.52/25-0.25/100·27.52/25=3.176 Ом.
Сопротивление системы в режиме минимума, согласно выражению (8):
Xs min=U2н/Sкз min27.52/500=1.512 Ом
Тогда, сопротивление тяговой подстанции в режиме минимума энергосистемы, согласно выражению (7):
Zmin=2·j· (Xs min+Xm) =2·j· (1.512 + 3.176) = j·.9.376 = 9.376*ej·90 Ом.
Сопротивление 1 км тяговой сети двух путей двухпутного участка при параллельном соединении подвесок определим по формуле (6):
Z01= (0,159+0,065) +j* (0,276+0,180) =0,224+j*0,456 ом/км =0,508*ej63,84ом/км
Z02 = (0.159/2+0.065) +j (0.169+0.180) = 0.1446+j·0·349 = 0.3778-ej67·45" Ом.
Минимальное напряжение на шинах подстанции при коротком замыкании на шинах поста секционирования согласно выражению (5):
Ukmin= 27.5·0.3778·25/ 10.134+0.3778·25=13.266кВ.
Тогда напряжение срабатывания защиты, согласно выражению (4) будет равно:
Uсз=13.266/1.3=10.205кВ.
Величину сопротивления Zсз1, исходя из условия обеспечения селективности по отношению к максимальным токам подпитки от смежной подстанции определим по формуле:
Zсз1=Uсз1/kз*Ikmax, ом (10)
где "Ikmax" - максимальный ток, протекающий через защищаемый фидер от соседней подстанции А при коротком замыкании на соседнем фидере (точка к4), определим по формуле:
Ikmax =Uн/2*|ZпАmax+Z02*l|,A (11)
где ZпАmax - сопротивление подстанции А в режиме максимума энергосистемы.
ZПАmax=2·j· (Xsmax+Xm/2) = 2·j· (Uн2/Sкзmax+ Xm/2) = 2·j· (27.52/700 + 3.176/2) = j·5.337= 5.337ej90°ом.
Максимальный ток короткого замыкания, согласно выражению (11):
Ik max=Uн/2·|ZnAmax+Z02·l|=27.5·103/2· (5.337+0.3778·50) =567.549 A
Сопротивление срабатывания I ступени ДЗ, согласно выражению (10):
Zсз1=Uсз1/kз*Ikmax=10.205/ 1.2·567.549=0.015
За окончательное сопротивление принимаем 0.015
Выбранное сопротивление срабатывания Zсз1 проверяется на селективность по отношению к максимальным токам нагрузки фидера.
Zсз1≤ZH min/k3 где ZH min
- минимальное сопротивление нагрузки
ZH min = Up min /I H max=25/450= 0,
056 Zсз1=0,015≤0,056/1,2=0,047
k3 - коэффициент запаса =1.2-1.3, 0.0155 ≤ 0,047 - условие выполняется
.