Эта работа затрагивает проблему очень высоких токов короткого замыкания в системе собственных нужд типичной теплоэлектростанции и исследует, какие варианты существуют сегодня для ограничения тока короткого замыкания и какое взаимодействие существует с селективной защитой. В соответствии с основной задачей в ходе исследования решались следующие задачи: анализ системы собственных нужд, расчет токов короткого замыкания, исследование различных типов ограничителей тока короткого замыкания и их внедрение в систему собственных нужд путем моделирования в программном обеспечении MATLAB/Simulink. При выполнении работы были определены времена срабатывания реле, рассчитаны пусковые токи электродвигателей и пусковые токи трансформатора, а также все параметры для расчета трехфазного симметричного тока короткого замыкания. На основании этих результатов были заполнены блоки параметров в схеме MATLAB. После того, как эквивалентная схема системы была готова, были проведены испытания на короткое замыкание, чтобы сравнить результаты с теоретически рассчитанными значениями. Затем в этой работе в схему MATLAB было добавлено устройство ограничения тока короткого замыкания, снова были проведены тесты на короткое замыкание. Получены результирующие кривые ограниченного тока, а также зависимость сопротивления устройства ограничения тока короткого замыкания от времени.

This work alights the problem of very high short-circuit stresses in the auxiliary system of the typical thermal power plant and investigates which options exist today for fault current limitation and what interactions exist with the selective protection. In accordance to the main problem, the following tasks were solved during the course of the study: analysis of the auxiliary system, calculation of the short-circuit stresses, research on different types of fault current limiters and its implementation in the auxiliary system via simulation a model in MATLAB/Simulink software. In carrying out the work, grading times for relays were defined, motor start-up and transformer inrush current were calculated, as well as all parameters for a three-phase symmetrical short-circuit current estimation. Based on this results the parameter blocks in MATLAB scheme were filled. After the equivalent circuit for auxiliary system was ready, the short-circuit tests were performed in order to compare results with the theoretically calculated values. Fault current limiting device was inserted in the MATLAB scheme lately in this work, again the short-circuit tests were performed. Resulting limited current curves were obtained as well as fault current limiter device’s resistance dependence on time.

• 0 start.pdf
  • Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University Institute of Energy
  • TASK
• Master thesis (Diakova) final.pdf
  • INTRODUCTION
  • CHAPTER 1. ANALYSIS OF THE GRIDS OF THE AUXILIARIES SYSTEMS
  • 1.1. Grid topology (supply concept)
  • 1.2. Voltage levels
  • 1.3. Maximum transformer power
  • 1.4. Selective protection concept
  • 1.4.1. Motor start-up current calculation
  • 1.4.2. Calculation of the inrush current of transformers
  • 1.5. Arc-fault protection
  • CHAPTER 2. CALCULATION OF THE MAXIMUM AND MINIMUM SHORT-CIRCUIT STRESSES IN THE AUXILIARIES SYSTEM
  • 2.1. Calculation of short-circuit currents on 20 kV busbar
  • 2.2. Calculation of short-circuit currents on a 10 kV busbar 1A
  • 2.3. Calculation of short-circuit currents on a 10 kV busbar 1A, feeding from Q2
  • 2.4. Calculation of short-circuit currents on a 10 kV busbar Y2A.
  • CHAPTER 3. RESEARCH ON THE STATE OF FAULT CURRENT LIMITERS AND COMMERCIALLY AVAILABLE FCL-TECHNOLOGIES
  • 3.1. Overview
  • 3.2. Advantages and disadvantages of FCL-technology
  • 3.3. Failure rate for different FLC types
  • 3.4. Classification
  • 3.5. Catalogue of criterion for FCL to be applied in auxiliary system
  • 3.6. Further investigation of FCL technology application in power system
  • CHAPTER 4. SIMULATION OF SIMPLIFIED AUXILIARY SYSTEM IN MATLAB/SIMULINK
  • 4.1. Additional parameters calculation
  • 4.2. Results of the short-circuit current simulation
  • 4.3. Implementation of the FCL technology in the system
  • 4.4. Results of the limited short-circuit current with SFCL
  • CONCLUSION
  • References
  • Appendix