Внимание! Это ознакомительный вариант работы с системой, войдите или зарегистрируйтесь.
Размещение рекламы | Пользовательское соглашение | Тарифы |
  | О системе | Новости | Онлайн расчеты | Электролаборатория | Конференция | Работа | Вызов электрика | Автоэлектрики | Учебник | База данных | Магазин | Заказ | Источники | Сотрудничество | Контакты






Институт повышения квалификации специалистов релейной защиты и автоматики

 
Онлайн Электрик > Электронная конференция «Электроэнергетика. Новые технологии»

Дата приоритета: 21.12.2012
Код ГРНТИ: 44.00.00
Сертификат участника: Скачать
Прислать статью

Результаты исследования cопротивления линии электропередач при трехфазном коротком замыкании

С.Я. Любомиров
Технический колледж – Смолянский филиал Пловдивского университета "Паисий Хилендарски"

     В последние годы электроэнергетические системы среднего напряжения и распределительные сети уверенно развиваются и их эксплуатация требует все более новых информационных систем.
     В докладе приводятся результаты исследований, проведенных на линиях электропередачи при трехфазных коротких замыканиях. Представленные результаты в табличном и графическом виде иллюстрируют трехфазное короткое замыкание на одной и двух последовательно соединенных линиях электропередачи. Показано влияние нагрузки при расчете импеданса линии электропередачи и, как изменением cosφ (от 0,5 ÷ 1) обеспечить достаточную точность при определении расстояния до места повреждения.

Ключевые слова: Определение расстояния до места повреждения, распределительные сети среднего напряжения, параметры линий электропередачи, импеданс.

Въведение През последните години се наблюдава стремеж към постигане на по-високо качество от гледна точка на доставки и услуги, което е предпоставка за внедряването и използването на повече компютъризация, автоматизация и контролно измервателни устройства в електроенергийната система. Друг важен аспект е конкурентоспособността на електрическите пазарни мощности и нарастващата взискателност към електрическите компании, да запазят търсенето и да повишат показателите на качеството на енергията в рамките на изискваните стандарти. Това води до насърчаването на развитието и внедряването на нови техники, необходими за повишаване на надеждност, селективност, чувствителност и бързодействие в разпределителните мрежи. В този контекст, бързото и ефективно определяне на мястото на повредата в тези мрежи е един от начините за подобряване на тези показатели. По този начин, различни технически подходи при определяне на разстоянието до мястото на повредата са предложени и представят резултати, които показват необходимостта от нови инвестиции проучвания, свързани с тази проблематика.

Късите съединения са най-честото смущаващо въздействие в тези системи и информацията за техния вид и място е особено важна за отстраняването им и постигане на надеждно електрозахранване на потребителите. Задачата няма радикално решение поради факта, че разпределителните мрежи са силно разклонени и едно измерено разстояние отговаря на няколко места в тях. Нова пречка е и непрекъснатото въвеждане на нови алтернативни източници на енергия, които често се включват към електропроводите средно напрежение и ги превръща в електропроводи, захранвани от две страни.

1. Таблично и графично представяне на резултатите от трифазно късо съединение на единичен въздушен електропровод

В приложението са дадени зависимостите на импеданса, активното съпротивление и раектанса при трифазно късо съединение с различна стойност на преходно съпротивление в мястото на повредата при въздушен електропровод захранен от едната страна. Графично представените резултати от трифазното късо съединение са направени с програмния продукт Matlab R2010b и таблично онагледени в Microsoft Excel. Данните за електропровода са следните: Сечение АС95; Дължина 11.3 km; R0=0.33 ohm/km; X0=0.367 ohm/km. Импедансът на линията Zline е равен на = 3.7290 + 4.1471i.

Таблица 1. Изчисление за трифазно късо съединение без преходно съпротивление в мястото на повредата.

km

Isc1

U1eff

R

X

Z

Zfl_calc

0

3.1430e+002 -6.8670e+003i

0

0

0.0000

0.0000

0

0.1

1.1334e+003 -5.2742e+003i

2.6099e+003 -1.4967e+003i

0.3729

0.4147

0.5577

0.3729 + 0.4147i

0.2

1.3640e+003 -4.1577e+003i

4.4657e+003 -1.9695e+003i

0.7458

0.8294

1.1154

0.7458 + 0.8294i

0.3

1.3849e+003 -3.3850e+003i

5.7606e+003 -2.0638e+003i

1.1187

1.2441

1.6731

1.1187 + 1.2441i

0.4

1.3322e+003 -2.8343e+003i

6.6887e+003 -2.0177e+003i

1.4916

1.6588

2.2308

1.4916 + 1.6588i

0.5

1.2563e+003 -2.4278e+003i

7.3766e+003 -1.9216e+003i

1.8645

2.0736

2.7886

1.8645 + 2.0736i

0.6

1.1765e+003 -2.1181e+003i

7.9026e+003 -1.8115e+003i

2.2374

2.4883

3.3463

2.2374 + 2.4883i

0.7

1.1001e+003 -1.8754e+003i

8.3156e+003 -1.7019e+003i

2.6103

2.9030

3.9040

2.6103 + 2.9030i

0.8

1.0295e+003 -1.6808e+003i

8.6476e+003 -1.5985e+003i

2.9832

3.3177

4.4617

2.9832 + 3.3177i

0.9

9.6548e+002 -1.5216e+003i

8.9196e+003 -1.5032e+003i

3.3561

3.7324

5.0194

3.3561 + 3.7324i

1

9.0767e+002 -1.3893e+003i

9.1461e+003 -1.4164e+003i

3.7290

4.1471

5.5771

3.7290 + 4.1471i

От таблично представените резултати се забелязва, че когато няма преходно съпротивление в мястото на повредата, то изчисления импеданс отговаря на точното местоположение на повредата.

Фиг .1. Графично представяне на X в зависимост от дължината на електропровода при стойностти за активното съпротивление Rsc=0, 2, 4, 8, 16 ohm.

Фиг. 2. Графично представяне на импеданса Z в зависимост от дължината на електропровода при стойностти за активното съпротивление Rsc=0, 2, 4, 8, 16 ohm.

Фиг. 3. Графично представяне на R в зависимост от дължината на електропровода при стойностти за активното съпротивление Rsc=0, 2, 4, 8, 16 ohm.

Фиг. 4. Графично представяне на R в зависимост от промяната на товара при стойност за активното съпротивление Rsc=4 ohm.

Фиг. 5. Графично представяне на Х в зависимост от промяната на товара при стойност за активното съпротивление Rsc=4 ohm.

2. Таблично и графично представяне на резултатите от трифазно късо съединение на два последователно свързани въздушни електропровода

В приложението са дадени зависимостите на импеданса, активното съпротивление и раектанса при трифазно късо съединение с различна стойност на преходно съпротивление в мястото на повредата при два последователно свързани въздушни електропроводи с различни сечения захранени от едната страна. Графично представените резултати от трифазното късо съединение са направени с програмния продукт Matlab R2010b и таблично онагледени в Microsoft Excel.

Данните за електропровода са следните:

първия електропровод P е със сечение АС95, дължина 5 km, R0=0.33 ohm/km, X0=0.367 ohm/km;

втория електропровод R е със сечение АС50, дължина 5 km, R0=0.65 ohm/km, X0=0.3800 ohm/km.

Таблица 2. Изчисление за трифазно късо съединение без преходно съпротивление в мястото на повредата при два електропровода с различни параметри.

km1

km2

Zfl_calc

Rp

Xp

Zp

Rr1

Xr1

Zr1

Z_R1

0.00

5

0

0.0000

0.0000

0.0000

1.6500

1.8350

1.6500 + 1.8350i

2.4677

0.50

5.5

0.1650 + 0.1835i

0.1650

0.1835

0.2468

1.9750

2.0250

1.9750 + 2.0250i

2.8286

1.00

6

0.3300 + 0.3670i

0.3300

0.3670

0.4935

2.3000

2.2150

2.3000 + 2.2150i

3.1932

1.50

6.5

0.4950 + 0.5505i

0.4950

0.5505

0.7403

2.6250

2.4050

2.6250 + 2.4050i

3.5601

2.00

7

0.6600 + 0.7340i

0.6600

0.7340

0.9871

2.9500

2.5950

2.9500 + 2.5950i

3.9289

2.50

7.5

0.8250 + 0.9175i

0.8250

0.9175

1.2339

3.2750

2.7850

3.2750 + 2.7850i

4.2991

3.00

8

0.9900 + 1.1010i

0.9900

1.1010

1.4806

3.6000

2.9750

3.6000 + 2.9750i

4.6702

3.50

8.5

1.1550 + 1.2845i

1.1550

1.2845

1.7274

3.9250

3.1650

3.9250 + 3.1650i

5.0421

4.00

9

1.3200 + 1.4680i

1.3200

1.4680

1.9742

4.2500

3.3550

4.2500 + 3.3550i

5.4147

4.50

9.5

1.4850 + 1.6515i

1.4850

1.6515

2.2210

4.5750

3.5450

4.5750 + 3.5450i

5.7877

5.00

10

1.6500 + 1.8350i

1.6500

1.8350

2.4677

4.9000

3.7350

4.9000 + 3.7350i

6.1612

При изчисленията за товара Zload=1990000 VA, cosφ=0,8.

Получената стойност за импеданса на първия електропровод е Zp1 =1.65+1.835i оhm.

Получената стойност за втория електропровод е Zr1 =3.25+1.9i оhm.

Графиките са правени при изчисления на база само импеданси.

Фиг. 6. Графично представяне на импедансите Z в зависимост от дължината на електропровода при стойностти за активното съпротивление Rsc=0, 2, 8, 16 ohm.

Фиг. 7. Графично представяне на раектанса X в зависимост от електропроводите при стойностти за активното съпротивление Rsc=0, 2, 8, 16 ohm.

Фиг. 8. Графично представяне на X в зависимост от дължината на електропровода при стойностти за активното съпротивление Rsc=0, 2, 8, 16 ohm.

3. Влияние на товара при изчисляване на импеданса на далекопровод при трифазно късо съединение

В приложението са дадени зависимостите на импеданса, активното съпротивление и раектанса при трифазно късо съединение с различна стойност на преходно съпротивление в мястото на повредата при два последователно свързани въздушни електропроводи с различни сечения захранени от едната страна. Графично представените резултати от трифазното късо съединение са направени с програмния продукт Matlab R2010b и таблично онагледени в Microsoft Excel.

Фиг. 9. Показани са графично резултатите за Z при късо съединение през преходно съпро-тивление 16 Ohm , при промяна на товара, при празен ход на електропроводите и без преходно съпротивле-ние.

Фиг. 10. Показани са графично резултатите за R при късо съединение през преходно съпротивление 16 Ohm , при промяна на товара, при празен ход на електропроводите и без преходно съпротивление.

Фиг. 11. Показани са графично резултатите за X при късо съединение през преходно съпротивление 16 Ohm, при промяна на товара, при празен ход на електропроводите и без преходно съпротивление.

Таблица 3. Изчисление за трифазно късо съединение с преходно съпротивление Rsc1=16 ohm в мястото на повредата при два електропровода с различни параметри и товар Sload=200 ohm.

km1

km2

Rsc1

Rp

Xp

Zp

Zfl_calc

Rr

Xr

Zr

Sload

0.00

5

16

15.0281

0.6613

15.0426

15.0281 + 0.6613i

16.6619

2.5090

16.8497

200Ohm

0.50

5.5

16

15.1931

0.8448

15.2166

15.1931 + 0.8448i

16.9869

2.6990

17.2000

200Ohm

1.00

6

16

15.3581

1.0283

15.3925

15.3581 + 1.0283i

17.3119

2.8890

17.5513

200Ohm

1.50

6.5

16

15.5231

1.2118

15.5703

15.5231 + 1.2118i

17.6369

3.0790

17.9036

200Ohm

2.00

7

16

15.6881

1.3953

15.7500

15.6881 + 1.3953i

17.9619

3.2690

18.2569

200Ohm

2.50

7.5

16

15.8531

1.5788

15.9315

15.8531 + 1.5788i

18.2869

3.4590

18.6112

200Ohm

3.00

8

16

16.0181

1.7623

16.1148

16.0181 + 1.7623i

18.6119

3.6490

18.9662

200Ohm

3.50

8.5

16

16.1831

1.9458

16.2997

16.1831 + 1.9458i

18.9369

3.8390

19.3221

200Ohm

4.00

9

16

16.3481

2.1293

16.4862

16.3481 + 2.1293i

19.2619

4.0290

19.6788

200Ohm

4.50

9.5

16

16.5131

2.3128

16.6743

16.5131 + 2.3128i

19.5869

4.2190

20.0361

200Ohm

5.00

10

16

16.6781

2.4963

16.8639

16.6781 + 2.4963i

19.9119

4.4090

20.3942

200Ohm

4. Изследване на импеданса на далекопровод при трифазно късо съединение при промяна на cos φ (от 0.5 ÷ 1)

В приложението са дадени зависимостите на импеданса, активното съпротивление и раектанса при трифазно късо съединение с Rsc1=16 ohm преходно съпротивление и промяна на cos φ (от 0.5 ÷ 1).

При два последователно свързани въздушни електропроводи с различни сечения захранени от едната страна, с дължини на електропроводите 5 km. Графично представените резултати от трифазното късо съединение са направени с програмния продукт Matlab R2010b и таблично онагледени в Microsoft Excel.

Фиг 12. Показани са графично резултатите за X при късо съединение през преходно съпротивление 16 Ohm , при промяна на cos φ (от 0.5 ÷ 1) и без преходно съпротивление.

Фиг. 13. Показани са графично резултатите за R при късо съединение през преходно съпротивление 16 Ohm , при промяна на cos φ (от 0.5 ÷ 1) и без преходно съпротивление.

Фиг. 14. Показани са графично резултатите за Z при късо съединение през преходно съпротивление 16 Ohm , при промяна на cos φ (от 0.5 ÷ 1) и без преходно съпротивление.

Таблица 4. Изчисление за трифазно късо съединение с преходно съпротивление Rsc1=16 ohm в мястото на повредата при Rsc1=16 ohm преходно съпротивление и промяна на cos φ (от 0.5 ÷ 1), разделена на две части.

km1

km2

Rsc1

Rp_kor

Xp_kor

Zp_kor

Rp

Xp

Zp

Zfl_calc

0.00

5

16

0.0000

0.0000

0.0000

14.9342

0.4767

14.9418

14.9342 + 0.4767i

0.50

5.5

16

0.1650

0.1835

0.2468

15.0992

0.6602

15.1136

15.0992 + 0.6602i

1.00

6

16

0.3300

0.3670

0.4935

15.2642

0.8437

15.2875

15.2642 + 0.8437i

1.50

6.5

16

0.4950

0.5505

0.7403

15.4292

1.0272

15.4634

15.4292 + 1.0272i

2.00

7

16

0.6600

0.7340

0.9871

15.5942

1.2107

15.6411

15.5942 + 1.2107i

2.50

7.5

16

0.8250

0.9175

1.2339

15.7592

1.3942

15.8208

15.7592 + 1.3942i

3.00

8

16

0.9900

1.1010

1.4806

15.9242

1.5777

16.0022

15.9242 + 1.5777i

3.50

8.5

16

1.1550

1.2845

1.7274

16.0892

1.7612

16.1853

16.0892 + 1.7612i

4.00

9

16

1.3200

1.4680

1.9742

16.2542

1.9447

16.3701

16.2542 + 1.9447i

4.50

9.5

16

1.4850

1.6515

2.2210

16.4192

2.1282

16.5566

16.4192 + 2.1282i

5.00

10

16

1.6500

1.8350

2.4677

16.5842

2.3117

16.7445

16.5842 + 2.3117i

km1

km2

Rsc1

Rr

Xr

Zr

Rr_kor

Xr_kor

Zr_kor

delta_Zfl_R

0.00

5

16

16.5648

2.3179

16.7262

1.6500

1.8350

2.4677

14.9148 + 0.4829i

0.50

5.5

16

16.8898

2.5079

17.0750

1.9750

2.0250

2.8286

14.9148 + 0.4829i

1.00

6

16

17.2148

2.6979

17.4249

2.3000

2.2150

3.1932

14.9148 + 0.4829i

1.50

6.5

16

17.5398

2.8879

17.7760

2.6250

2.4050

3.5601

14.9148 + 0.4829i

2.00

7

16

17.8648

3.0779

18.1280

2.9500

2.5950

3.9289

14.9148 + 0.4829i

2.50

7.5

16

18.1898

3.2679

18.4810

3.2750

2.7850

4.2991

14.9148 + 0.4829i

3.00

8

16

18.5148

3.4579

18.8349

3.6000

2.9750

4.6702

14.9148 + 0.4829i

3.50

8.5

16

18.8398

3.6479

19.1897

3.9250

3.1650

5.0421

14.9148 + 0.4829i

4.00

9

16

19.1648

3.8379

19.5453

4.2500

3.3550

5.4147

14.9148 + 0.4829i

4.50

9.5

16

19.4898

4.0279

19.9017

4.5750

3.5450

5.7877

14.9148 + 0.4829i

5.00

10

16

19.8148

4.2179

20.2588

4.9000

3.7350

6.1612

14.9148 + 0.4829i

5. Изследване на импеданса на далекопровод при трифазно късо съединение при отчитане влиянието на активното съпротивление и корекция

В приложението са дадени зависимостите на импеданса, активното съпротивление и раектанса при трифазно късо съединение с различна стойност на преходно съпротивление в мястото на повредата при два последователно свързани въздушни електропроводи с различни сечения захранени от едната страна. Графично представените резултати от трифазното късо съединение са направени с програмния продукт Matlab R2010b и таблично онагледени в Microsoft Excel.

Фиг. 15. Показани са графично резултатите за X при късо съединение през преходно съпротивление 16 Ohm , при корекция на 16 Ohm, при празен ход на електропроводите и без товар.

Фиг. 16. Показани са графично резултатите за Z при късо съединение през преходно съпротивление 16 Ohm , при корекция на 16 Ohm, при празен ход на електропроводите и без товар.

Фиг. 17. Показани са графично резултатите за R при късо съединение през преходно съпротивление 16 Ohm , при корекция на 16 Ohm, при празен ход на електропроводите и без товар.

Заключение От наблюдаването на показаните фигури и таблици можем да обобщим следното, че при трифазно късо съединение през активно съпротивлението в мястото на късо съединение, изчисленията за импеданса не дават точен резултат. Ако се откажем от използването на R и работим само с X, то грешката ще бъде по-малка.

Литература

1. И. Л. Небрат, Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты. Учебное пособие, часть первая, Санкт-Петербург, 1996.

2. Кузнецов А.П., В.Ю. Лукоянов, Применение и техническое обслуживание микропроцессорных устройств на электростанциях и в электросетях, Часть 1, Фиксирующие индикаторы для определения мест повреждений на воздушных линиях электропередачи, „НЦ ЭНАС”, Москва, 2001

3. Lyubomirov, S.Y.,S.J. Ovcharov, The Use of the A/D Converter of the Type MAX11040 in Relay Protection, Annual Journal of Electronics, 2010, стр. 39-42, ISSN 1313-1842.

4. Lyubomirov, S.Y., S.J. Ovcharov, Research of an Operating System for the Needs of Relay Protection, Annual Journal of Electronics, 2011, стр. 133-136, ISSN 1313-1842.



Библиографическая ссылка на статью:
С.Я. Любомиров Результаты исследования cопротивления линии электропередач при трехфазном коротком замыкании // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2012.–URL: https://online-electric.ru/articles.php?id=59 (Дата обращения: 17.10.2017)

Библиографическая ссылка на ресурс "Онлайн Электрик":
Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. - Режим доступа: https://online-electric.ru.








Дистанционые курсы
Повышение квалификации по программе БС-6 "Безопасность строительства и качество устройства электрических сетей и линий связи" (удостоверение гос. образца)
www.online-electric.ru

Профессиональная переподготовка
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки по программе «Проектирование, монтаж и эксплуатация систем электроснабжения»
www.online-electric.ru

SaaS, Облачные вычисления, программа расчета, пример расчета, Электроснабжение загородного дома, промышленных предприятий, электроснабжение дома, коттеджа, квартиры, электроснабжение зданий, цеха, города, микрорайона. Проект электроснабжения, электрификация, электрофикация, система электроснабжения, схемы электроснабжения, учебник по электроснабжению, договор электроснабжения, расчет электроснабжения, надежность электроснабжения, категории электроснабжения, промышленное электроснабжение, электрификация сельского хозяйства, проектирование электроснабжения онлайн!
Побелитель Конкурса Электросайт года            
© ОНЛАЙН ЭЛЕКТРИК: Онлайн расчеты электрических систем Online-electric.ru, 2008-2017
© А.Н. Алюнов, 2008-2017 Свидетельство №16066 от 23.08.2010 года