Расчет токов короткого замыкания

9. Расчет токов короткого замыкания

Токи КЗ рассчитываются на линейных вводах высшего напряжения трансформатора ППЭ (К-1), на секциях шин 6 кВ ППЭ (К-2), на шинах 0,4 кВ ТП4 (К-3). Исходная схема для расчета токов КЗ представлена на рис.9, а схемы замещения на рис.10 для расчета токов КЗ выше 1000 В, на рис. 11 для расчетов КЗ ниже 1000 В.

Расчет токов КЗ в точке К-1 и К-2 проводим в относительных единицах. Для точки К-3 расчет будем проводить в именованных единицах без учета системы, так как система большой мощности и её можно считать источником питания с неизменной ЭДС и нулевым внутренним сопротивлением. Для точки К-2 будем учитывать подпитку от электродвигателей.

Расчет тока КЗ в точке К-1.

За базисную мощность принимаем мощность системы: S_d = S_C = 800 МВА;

Базисное напряжение: U_d1 = 115 кВ;

Базисный ток:

;  кА, (9.1)

Параметры схемы замещения.

Х_С = 0,6 о.е. согласно исходных данных;

, (9.2)

 о.е.

где Х₀ = 0,42– удельное сопротивление ВЛЭП, Ом/км

l – длина ВЛЭП, км.

Сопротивление петли КЗ в точке К-1

, (9.3)

о.е.

Периодическая составляющая тока трехфазного КЗ в точке К-1

, (9.4)

 кА

Периодическая составляющая тока двухфазного КЗ в точке К-1

  кА, (9.5)

Постоянная времени цепи КЗ Т_а = 0,028 с, ударный коэффициент К_уд = 1,7 [3]

Ударный ток в точке К-1

, (9.6)

 кА

Расчет тока КЗ в точке К-2. Базисное напряжение: U_d2 = 6,3 кВ;

Базисный ток:

; (9.7)

 кА

Точка К-2 расположена на шинах РУНН ПГВ. Сопротивление силового трансформатора на ППЭ :

Трансформатор типа ТРДН-40000/110 без расщепленной обмотки Н.Н.

, (9.8)

, (9.9)

, (9.10)

К сопротивлениям до точки К-1 прибавляется сопротивление трансформатора.

Х_К-2=Х_К-1+Х_В +Х_Н1 =0,678+3,67+0,262=4,61. (9.11)

Ток короткого замыкания от системы:

 кА, (9.12)

В этой точке необходимо учитывать подпитку тока КЗ от синхронных двигателей.Определяется сопротивление подпитывающей цепочки. Сопротивление двигателей и кабельной линии от двигателей цеха № 17 до шин РУНН ПГВ (для двиг-й мощностью P=540 кВт СДН32-20-49-20):

l=0,01 км; Х₀=0,083 Ом/км; r₀=0,62 Ом/км.

;

;

;

где Х"_d- сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя.

. (9.13)

 кА., (9.14)

Сопротивление двигателей и кабельной линии от двигателей цеха №19 до шин РУНН ПГВ (для двиг-й мощностью P=1600 кВт СД32-19-39-16):

l=0,29 км; Х₀=0,073 Ом/км; r₀=0,167 Ом/км.

;

;

;

где Х"_d- сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя.

.

 кА.

Тогда значение ударного тока:

 кА.

Расчет тока КЗ в точке К-3. Расчет токов КЗ в точке К-3 проведем в именованных единицах. Определим схемы замещения.

Сопротивления трансформатора ТМЗ-630:

R_Т = 3,4 мОм; Х_Т = 13,5 мОм [3].

где  – загрузка трансформатора в послеаварийном режиме.

А

Выбираем трансформаторы тока типа ТШЛП-10УЗ с n_Т = 1000/5

Сопротивления трансформаторов тока:

R_ТА = 0,05 мОм; Х_ТА = 0,07 мОм [3]

По условиям выбора U_Н ³ U_сети = 0,38 кВ;

, (9.15)

 А

Выбираем автомат типа АВМН 10Н

U_H = 0,38 кВ; I_Н = 1000 А; I_{Н ОТКЛ} =20 кА [7]

Сопротивление автомата R_A = 0,25 мОм; Х_А = 0,1 мОм [3].

Переходное сопротивление автомата R_К = 0,08 мОм [3]

Сопротивление алюминиевых шин 80х6 с I_доп = 1150 А; l = 3 м, а_СР = 60 мм; R_Ш = R₀ ×l = 0,034×3 = 0,102 мОм; Х_Ш = Х₀ × l = 0,016 × 3 = 0,048 мОм.

, (9.16)

 мОм

, (9.17)

 мОм

Сопротивление цепи КЗ без учета сопротивления дуги:

 мОм

Согласно [3] сопротивление дуги R_д в месте КЗ, принимается активным и рекомендуется определять отношением падения напряжения на дуге U_д и около КЗ I_КО в месте повреждения, рассчитанным без учета дуги.

, (9.18)

где ,

где Е_д – напряженность в стволе дуги, В/мм²

l_д – длина дуги, мм.

I_КО – ток КЗ в месте повреждения, рассчитанный без учета дуги, кА.

При I_КО > 1000 А Е_д = 1,6 В/мм

Длина дуги определяется в зависимости от рассмотрения а между фазами проводников в месте КЗ.

, (9.19)

Из [3] для КТП с трансформаторами мощностью 630 кВА а =60 мм.

, (9.20)

 кА > 1000 А

Следовательно Е_д = 1,6 В/мм

Тогда сопротивление дуги:

, (9.21)

 мОм

, (9.22)

 мОм

Полное сопротивление цепи КЗ:

, (9.23)

 мОм

Тогда периодическая составляющая тока трехфазного КЗ в точке К-3.

, (9.24)

 кА

, (9.25)

 с

, (9.26)

, (9.27)

 кА

Результаты расчета токов КЗ сведены в табл. 12

Таблица 13 - Результаты расчета токов КЗ

10. Выбор электрических аппаратов

10.1 Выбор аппаратов напряжением 110 кВ

Выберем выключатель 110 кВ

Условия выбора:

1.  По номинальному напряжению

2.  По номинальному длительному току.

Условия проверки выбранного выключателя.

1.  Проверка на электродинамическую стойкость:

1.1.  По удельному периодическому току КЗ

1.2.  По ударному току КЗ

2.  Проверка на включающую способность.

2.1.  По удельному периодическому току КЗ

2.2.  По ударному току КЗ

3.  Проверка на отключающую способность

3.1.  По номинальному периодическому току отключения

3.2.  По номинальному апериодическому току отключения

4.  Проверка на термическую стойкость.

Расчетные данные сети:

Расчетный ток послеаварийного режима I_Р = 116,9 А был найден в пункте 5.3. по формуле (5.3.4)

Расчетное время

где t_РЗ – время срабатывания релейной защиты (обычно берется минимальное значение); в данном случае для первой ступени селективности t_РЗ = 0,01 с.

t_СВ – собственное время отключения выключателя (в данный момент пока не известно) действующее значение периодической составляющей начального тока КЗ I_ПО = 6,21 кА было рассчитано в пункте 7.1.;

Периодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя I_Пt в следствие неизменности во времени тока КЗ принимается равной периодической составляющей начального тока КЗ: I_Пt = I_ПО = 6,21 кА;

Апериодическая составляющая полного тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя определяется по выражению:

и будет определено позже;

расчетное выражение для проверки выбранного выключателя по апериодической составляющей полного тока КЗ:

расчетный импульс квадратичного тока КЗ

будет определено позже.

Согласно условиям выбора из [7] выбираем выключатель ВВЭ-110Б-16/1000 со следующими каталожными данными:

U_НОМ = 110 кВ; I_НОМ = 1000 А; I_{Н откл} = 16 кА; b = 25%; i_{пр СКВ} = 67 кА; I_{пр СКВ} = 26 кА; i_{Н вкл} = 67 кА; I_{Н вкл} = 26 кА; I_Т = 26 кА; t_Т = 3 с; t_СВ = 0,05 с.

Определяем оставшиеся характеристики:

Расчетное время по формуле :

  с

Апериодическая составляющая полного тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя по формуле :

 кА

Расчетное выражение согласно формуле :

кА

Расчетный импульс квадратичного тока КЗ по формуле :

 кА²×с

Расчетные данные выбранного выключателя: проверка выбранного выключателя по апериодической составляющей полного тока КЗ

  кА

Проверка по термической стойкости:

  кА²×с

Выбор и проверка выключателя представлен в табл. 13.

Выберем разъединитель 110 кВ

Условия выбора:

1.  По номинальному напряжению.

2.  По номинальному длительному току.

Условия проверки выбранного разъединителя:

1.  Проверка на электродинамическую стойкость.

2.  Проверка на термическую стойкость.

Для комплексной трансформаторной подстанции блочного типа КТПБ-110/6-104 тип разъединителя согласно [7] РНД3.2-110/1000 или РНД3-1б-110/1000. Согласно условию с учетом вышесказанного из [7] выбираем разъединитель РНД3.2-110/1000 У1 со следующими каталожными данными:

U_НОМ = 110 кВ; I_НОМ = 1000 А; i_{пр СКВ} = 80 кА; I_T = 31,5 кА; t_Т = 4 с.

Расчетные данные выбранного разъединителя термическая стойкость:

  кА²×с

Выбор и проверка разъединителя представлены в табл. 13

Таблица 13. Выбор аппаратов напряжением 110 кВ

Похожие работы

Деятельность Ивановского меланжевого комбината

Скачать

47380

0

10

... . За 1940 год сверх плана было выработано 750 тысяч метров ткани. В начале 1941 года Постановлением ЦК Союза рабочих хлопчатобумажной промышленности Ивановскому меланжевому комбинату присвоили звание "Стахановского". На комбинате в то время трудились 1000 коммунистов, 1100 комсомольцев, которые были застрельщиками всех новых начиний, 9978 стахановцев. Достойный вклад внесли меланжисты в дело ...

Расчет схемы электроснабжения плавильного цеха обогатительной фабрики

Скачать

64380

14

0

... ступени напряжения точки КЗ. Произведем вычисления тока КЗ для плавильного цеха обогатительной фабрики. 1) Расчетная схема и схема замещения . ТМ2500/10  Х1 0,0041 К1 К1 К2 Х2 К2 0,00046 ...

Стратегия развития предприятия ОАО "Сукно"

Скачать

83042

16

2

... и ценовым параметрам.  Основные показатели финансово-хозяйственной деятельности общества за предыдущие годы (2006-2008гг.) год представлены в таблице 1. 2.4 Стратегия развития предприятия Целью развития ОАО «Сукно» является дальнейшее наращивание производственного потенциала, создании условий для привлечения инвестиций, направленных на техническое перевооружение производства, расширение ...

Социально-экономическая характеристика Республики Узбекистан

Скачать

150374

7

2

... трасс 4100 км. В городе Самарканд действует международный аэропорт. Самарканд - второй в стране по экономическому и научно-культурному потенциалу после Ташкента. В Самарканде действует большое число научных организаций, включая Институт Археологии при Академии Наук Республики Узбекистан. Мировые известные архитектурные памятники области делают Самарканд самым большим центром международного ...