Анализ аварии на подстанции

Появление токов и напряжений обратной последовательности. Анализ симметричных составляющих программой "Waveform.exe". Отключение секционника при успешном автоматическом повторном включении. Действия оперативного персонала при аварии на подстанции.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Задание на домашнюю работу

Основные пункты выполнения задания

1. Открыть файл аварийного режима программой «Oscill2k.exe», уточнить название подстанции и ознакомиться с составом зарегистрированных переменных.

2. Программой AutoCAD открыть файл схемы Свердловэнерго, найти свою подстанцию и найти её на схеме соответствующей РЭС.

3. Ознакомиться со схемой подстанции, её связями с соседними подстанциями и питающими станциями. Сделать вырезку района подстанции для анализа аварии и отчета по заданию.

4. По материалам программы «Oscill2k.exe» выполнить предварительный анализ вида и места аварии, определить направление токов КЗ и остаточные значения напряжений, используя фазы и модули токов и напряжений.

5. Перейти к программе «Waveform.exe». Предварительно программу переписать на рабочий стол. Детализировать режим по пункту 4, используя временные метки начала и конца отдельных режимов, векторные диаграммы и спектр сигналов. Все доводы иллюстрировать осциллограммами токов и напряжений. Использовать при анализе законы Кирхгофа.

6. В пункте 5 обратить внимание на сложные виды КЗ, переход из одного вида в другой, каскадное отключение КЗ. Объяснить появление токов и напряжений обратной и нулевой последовательности, построить векторные диаграммы фазных, линейных и симметричных составляющих для шин и линий заданной подстанции.

7. При оформлении отчета использовать сервисные функции программ Бриза и стандартный Word. В конце отчета сформулировать краткие выводы. Титул отчета - стандартный.



Анализ аварии

Аварийная ситуация - Сухой Лог 18, используется регистратор аварийных событий, установленный на подстанции Сухой Лог-110. Вырезка сети, относящейся к данной подстанции, приведена на рисунке 1. Согласно данным программы «Oscill2k.exe» происходит однофазное замыкание на землю фазы В, данный вывод обусловлен тем, что происходит в момент аварии происходит резкое увеличение тока в фазе В почти по всем линиям, кроме того снижается напряжение в фазе В. Так же появляется большая нулевая составляющая тока, появление «земляных» токов говорит о присутствии однофазного замыкания на землю. Местом аварии является фаза В линии Сухой Лог - Фарфоровая-2. Данный вывод объясняется следующими факторами - лишь по линиям в сторону подстанции Фарфоровая токи отстают в от напряжения, по остальным линиям ток напротив опережает напряжение, что говорит о том, что по линиям в сторону Фарфоровой ток вытекает, а в по остальным линиям втекает на подстанцию. Так же данные вывод подтверждает направление тока через ШСВ (соответствует от СШ 1 к СШ 2), что говорит о том, что идет подпитка в сторону Фарфоровой. Меньшее (в 2 раза) значение тока в фазе В по линии Фарфоровая-1 говорит о том, что КЗ происходит не на этой линии, много возросшее значение тока объясняется тем, что через подстанцию Фарфоровая ток, текущий по линии Фарфоровая -1 утекает к месту КЗ на линии Фарфоровая-2 ( с противоположной стороны). Меньшее значение тока обусловлено большим сопротивлением до места КЗ по пути по линии Фарфоровая-1. Данные токи наблюдаются до момента времени t=100мс. Затем ток именно в линии Фарфоровая-2 исчезает (что так же подтверждает то, что КЗ именно на этой линии; небольшой ток в размере 1-2 А объясняются погрешностями и емкостными токами). В момент времени порядка t=2900 мс происходит АПВ линии, причем со стороны Фарфоровой (так как токи выросли по Фарфоровой -1 и остальным линиям, но не по контролируемому концу фарфоровой-2), но оно неуспешно, КЗ на линии Фарфоровая-2 продолжается, поэтому ее снова отключаем. Затем в момент времени t=4750 мс происходит успешное АПВ линии, она возвращается в работу, после чего ее загружают (в несколько раз больше, чем Фарфоровую-1, видимо, отключая ШСВ на п/с Фарфоровая). Скрины из программы «Oscill2k.exe», приведенные ниже, подтверждают приведенные выше выводы.



Токи и напряжения в фазе В при КЗ приведены на рисунке 2.

Детализируем полученные результаты с помощью «Waveform.exe». Правильность определения фаз токов относительно напряжения шин в момент первого КЗ подтверждается скриншотом, приведенным ниже:



Проверим выполнение закона Кирхгофа для шин ПС Сухой Лог в режиме первого КЗ:

0,069+j1,084 кА.

Невыполнение закона Кирхгофа обусловлено тем фактом, что присутствуют погрешности работы у ТТ, ТН и самом регистраторе аварийных событий, видимо, это особенно касается правильности определения фазы, точно определяется только взаимоположение векторов.

После неуспешного АПВ:



Проверим выполнение закона Кирхгофа для шин ПС Сухой Лог в режиме «второго» КЗ, Фарфоровую-2 не учитываем, так как со стороны Сухого Лога она отключена, указание на наличие тока в линии обусловлено погрешностями в работе регистратора.

= 0,171-j0,59 кА.

Успешное АПВ и раздельная работа на ПС Фарфоровой:



Проверим выполнение закона Кирхгофа для шин ПС Сухой Лог после успешного АПВ:

0,036-j0,001 кА.

Как видно, уменьшившаяся погрешность говорит о том, что погрешности ТТ, ТН и регистратора аварийных событий растут при росте токов.



Симметричные составляющие

Система шин

Первое КЗ (t=100мс)

Неуспешное АПВ (t=3000 мс)

Успешное АПВ (t=5000 мс)

Отсутствие КЗ подтверждается фактическим отсутствием напряжения нулевой последовательности.

Сирень-2

Первое КЗ (t=100мс)



Неуспешное АПВ (t=3000 мс)

Успешное АПВ (t=5000 мс)

Проверим правильность расчета симметричных составляющих, используя данные по фазам (с учетом обратного отсчета углов в программе Waveform.exe):

Как видно из результатов расчета неправильно определяются симметричные составляющие видимо в виду того, что не учитывается тот факт при программном расчете, что фазы величин в данной версии программы берутся с обратным знаком. Расхождения по углам так же обусловлены приведенным выше фактом, а так же более точным расчетом («тянут» больше знаков) и более точными исходными данными (величинами).

Сирень-1

Первое КЗ (t=100мс)



Неуспешное АПВ (t=3000 мс)

ток напряжение автоматический включение

Успешное АПВ (t=5000 мс)

Дубровный



Первое КЗ (t=100мс)

Неуспешное АПВ (t=3000 мс)



Успешное АПВ (t=5000 мс)

238 км

Первое КЗ (t=100мс)



Неуспешное АПВ (t=3000 мс)

Успешное АПВ (t=5000 мс)

Фарфоровая-1



Первое КЗ (t=100мс)

Неуспешное АПВ (t=3000 мс)



Успешное АПВ (t=5000 мс)

Фарфоровая-2

Первое КЗ (t=100мс)

Неуспешное АПВ (t=3000 мс)

Успешное АПВ (t=5000 мс)

Линейные напряжения СШ

Первое КЗ (t=100мс)



Неуспешное АПВ (t=3000 мс)



Успешное АПВ (t=5000 мс)



Выводы

1. Появление токов и напряжений обратной последовательности объясняются тем, что в следствии несимметричного режима в сечении на землю ток только в поврежденной фазе, а в остальных фазах нет, поэтому раскладывая на симметричные составляющие мы получим 3 составляющих тока: нулевой, прямой и обратной последовательности. Наличие нулевой последовательности обусловлено существованием контура для протекания тока нулевой последовательности (иначе говоря - наличием нормально заземленных нейтралей). Так же есть и контур для протекания токов обратной последовательности (как правило, примерно равен сопротивлению прямой последовательности).

2. Можно сделать вывод о том, что при использовании функции векторная диаграмма программы «Waveform.exe» на экран выводится не значение 3I₀, а значение I₀, данный вывод основан на том, что согласно выводам из граничных условиях I₁= I₂= I₀, поэтому невозможно предположить, что бы по все линиям текло 3I₀ сопоставимое с I₁ и I₂.

3. Согласно представленному выше расчету и результатам анализа по симметричным составляющим, при анализе симметричных составляющих программой «Waveform.exe» происходит не правильное разложение, программа путает обратную и прямую последовательности, что обусловлено тем, что программа не учитывает тот факт, что в этой программе фазы берутся с обратным знаком. Расхождения по углам так же обусловлены приведенным выше фактом, а так же более точным расчетом («тянут» больше знаков) и более точными исходными данными (величинами).

4. В целом результаты анализа по данным программы «Waveform.exe» соответствуют результатам анализа по данным программы «Oscill2k.exe», различия обусловлены работой программ.

5. Первый закон Кирхгофа не выполняется в виду неточностей работы программ, а так же погрешностями измерений. Можно предположить, что в виду фактической невозможности как чисто емкостных, так и чисто емкостных токов в сети можно предположить, что в программе не учтена схема соединения трансформаторов тока (группа соединений трансформаторов тока), что приводит к уменьшению угла опережения на 30° или 60°. Кроме того, можно предп...