[02-1995] Создана программа расчета короткого замыкания
 

Создана программа расчета короткого замыкания

Параметры короткого замыкания (к з.) рассчитывают для выбора уставок релейной защиты. При этом как правило рассматривают лишь простейшие схемы, не требующие большой вычислительной работы.

Вместе с тем, для анализа зоны действия защиты при наличии пунктов параллельного соединения, изменениях схем питания контактной сети, режимов работы энергосистемы и различном числе включенных или отключенных фидеров, при падении провода на верхнее строение пути или касании его негабаритным грузом, а также при анализе поведения защиты при различных авариях, повреждениях или других нештатных ситуациях необходимы более подробные расчеты, выполняемые в комплексной форме. На многопутных участках при узловой иЛи параллельной схеме питания они весьма громоздки, требуют высокой квалификации и больших трудозатрат.

Сейчас разработана программа расчета параметров к.з. на персональной IBM-совместимой ЭВМ с операционной системой MS DOS (версия 3.0 и выше) на языке высокого уровня TURBO PASCAL 6.0. Она зарегистрирована в Отраслевом фонде алгоритмов и программ.

Пользование программой доступно работникам дорожных электротехнических лабораторий и дистанций электроснабжения. Программа записана на дискете стандартного формата http://morepic.ru/images3/1_7918_9150.png дюйма, к которой придается инструкция пользователя.

В ней предусмотрена возможность расчетов для различных видов контактной сети, электрические параметры которой известны и могут быть учтены в качестве исходных данных. Такие данные приведены в программе в виде вспомогательных таблиц для контактных сетей ТП (несущий трос и контактный провод), ТПУ (то же с усиливающим проводом) ТПО (то же с обратным проводом), ТПУЭ (то же с усиливающим и обратным экранирующим проводами), ПРАКС (пространственно-ромбовидная автокомпенсированная контактная сеть), ПРАКС-3 (то же с изолированными несущими тросами, соединенными с рельсами).

В программе учитывают режим работы энергосистемы число включенных фидерных выключателей (схема питания контактной сети), сопротивление дуги при перекрытии изоляторов или падении провода на землю и др.

На рис 1 представлена принципиальная схема параллельного питания контактной сети четырехпутной межподстан ционной зоны. На ней приняты следующие обозначения: А, В — тяговые подстанции; ПС — пост секционирования; ПС1, ПС2 — первый и второй пункты параллельного соединения; Q — выключатели фидеров тяговых подстанций и поста секционирования; http://morepic.ru/images3/1_5589_3905.png— длина межподстанционной зоны; http://morepic.ru/images3/1_2348_8888.png— расстояние от подстанции А до точки короткого замыкания;http://morepic.ru/images3/1_7434_9452.png— расстояния между узловыми точками схемы питания (длины отдельных участков межподстанционной зоны).

Поврежденным участком (см. рис. 1) является http://morepic.ru/images3/1_8308_7220.png Однако пользователь может задать любое значение http://morepic.ru/images3/1_4679_3149.png в пределах межподстанционной зоны и тем самым выбрать в качестве поврежденного другой участок. Предусмотрена также возможность автоматического изменения расстоянияhttp://morepic.ru/images3/1_4679_3149.png от 0 до http://morepic.ru/images3/1_6043_4775.pngс шагом 2 км.

Схема питания при меньшем числе путей формируется отключением соответствующих выключателей и изменением сопротивления рельсов. Принципиальная схема программным путем преобразуется в схему замещения (рис 2). В ней все сопротивления являются индуктивно развязанными, т.е. рассчитаны с учетом взаимных индуктивных связей, которые в явном виде в схеме замещения исключены. Такой расчет выполнен в книге К.Г. Марквардта «'Электроснабжение электрифицированных железных дорог».

Сопротивления http://morepic.ru/images3/1_3240_8150.png относятся к тяговым подстанциям А и В Они учитывают параметрь понизительных трансформаторов и питающей энергосистемы. Сопротивленияhttp://morepic.ru/images3/1_4525_6753.png учитывают сопротивления контактной сети неповрежденных участков находящихся соответственно слева и справа от поврежденного участка.

Сопротивления http://morepic.ru/images3/1_6673_7060.png относятся к сопротивлениям рельсовой цепи от точки к.з. до тяговых подстанций А и В соответственно, с учетом утечки тока в землю. http://morepic.ru/images3/1_9542_993.png является переходным сопротивлением в месте к.з., ahttp://morepic.ru/images3/1_5317_8609.png сопротивлением дуги.

Сопротивления http://morepic.ru/images3/1_2896_751.png учитывают взаимное индуктивное влияние контактных сетей поврежденного и всех неповрежденных путей поврежденного участка, а сопротивления http://morepic.ru/images3/1_2615_7771.png являются сопротивлениями поврежденного пути слева if справа от точки к.з. на поврежденном участке.

Токи, указанные на рис. 2, вычисляют по следующим формулам:
http://morepic.ru/images3/1_2240_7671.png

Сопротивления тяговых подстанций вычисляют по формуле:
http://morepic.ru/images3/1_3969_3333.png

Напряжение к.з. http://morepic.ru/images3/1_3433_423.png зависит от положения регулятора напряжения под нагрузкой РПН в соответствии с ГОСТ 12965 74 и ГОСТ 15957 — 70 Их величины автоматически учитываются программой при выборе режима работы энергосистемы. Если параметры энергосистемы заданы не мощностью к.з., а ее сопротивлениемhttp://morepic.ru/images3/1_2693_2414.png, Ом то мощность замыкания вычисляется по формуле http://morepic.ru/images3/1_1511_6361.png

Сопротивление рельсовой цепи с учетом утечки тока в землю определяют по формулеhttp://morepic.ru/images3/1_6521_9679.png— погонное индуктивно-развязанное сопротивление рельсового пути, Ом/км; http://morepic.ru/images3/1_9018_8655.png — расстояние от соответствующей подстанции до точки короткого замыкания, км; v — коэффициент, учитывающий шунтирующее влияние земли.

Сопротивление http://morepic.ru/images3/1_5042_8169.png вычисляют по формуле http://morepic.ru/images3/1_7743_6117.png — длина пути утечки по поверхности изолятора, http://morepic.ru/images3/1_464_4575.png- число изоляторов в гирлянде. Поскольку величина http://morepic.ru/images3/1_9437_3300.png зависит от тока в дуге http://morepic.ru/images3/1_3452_298.png, значение которого становится известным только в результате выполнения всей про граммы, предусмотрено выполнение такого расчета методом последовательных приближений. Сопротивление http://morepic.ru/images3/1_4730_6360.png по опытным данным составляет примерно 3,5 — 4,5 Ом

Токиhttp://morepic.ru/images3/1_2170_712.png (см. рис. 2) определяют из следующих выражений:
http://morepic.ru/images3/1_537_8932.png

Исходя из величин этих токов, рассчитывают параметры, являющиеся выходной информацией: токи всех выключателей, указанных на рис 1 напряжения на шинах узловых точек, а также сопротивления, измеряемые релейной защитой на всех выключателях.

Программа выдает пользователю рекомендации о численных значениях исходных параметров, по которым вычисляют величины в приведенных формулах. Пользователь выбирает их, исходя из назначений расчета, или задает свои значения.

Исходные данные вводят с помощью вспомогательных «окон»: схемы питания, режимы питания, напряжения, мощности трансформаторов, расстояния, сопротивления влияние земли, параметры дуги, выключатели. Предусмотрена также возможность учета различия напряжений смежных тяговых подстанций и фазового угла между ними.

Расчет может быть выполнен для к.з., расположенного в любой точке межподстанционной зоны. В этом случае результаты приводятся в комплексной форме, а также в виде модулей и углов между активной и реактивной составляющими чисел.

В этом случае, если используется пошаговое изменение места замыкания, результат расчета представляется в графической форме как зависимости модулей тех же выходных параметров от расстояния до места к.з Время обработки программы не более 1,5 мин на компьютерах типа PC/XT

Использование программы и приложенной к ней инструкции позволяет пользователю быстро проверить правильность выбора уставок релейной защиты на действующих участках и выявить мертвые зоны при различных схемах питания. Это поможет предотвратить пережоги и отжиги проводов контактной сети, все еще встречающиеся в практике из-за неверного или ложного действия релейной защиты.

Канд. техн. наук Т.Е. ПЕТРОВА
И. П. ПЕТРОВ
Северо-Кавказский региональный научный центр
Академии транспорта РФ

Тема перенесена
 

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin