Расчёт токов короткого замыкания

10. Расчёт токов короткого замыкания

В электроустановках могут возникать различные виды коротких замыканий, сопровождающиеся резким увеличением тока. Поэтому электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения, должно быть устойчивым к токам короткого замыкания и выбираться с учётом величин этих токов. Основными причинами возникновения коротких замыканий в сети могут быть: повреждение изоляции отдельных частей электроустановки; неправильные действия обслуживающего персонала; перекрытие токоведущих частей.

Вычисление токов короткого замыкания производится для определения условий работы потребителей при аварийных режимах; выбора электроаппаратов, шин, изоляторов, силовых кабелей; проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики; проектирования защитных заземлений; подбора характеристик разрядников для защиты от перенапряжений.

При расчёте токов КЗ принимают, что источниками питания места КЗ являются: синхронные генераторы, синхронные компенсаторы и двигатели, асинхронные двигатели в начальный период времени.

До начала расчётов токов короткого замыкания составляем упрощённую схему согласно рисунку 2. Затем строим схему замещения, согласно рисунку 3, на ней указываем все точки наиболее вероятных возникновений токов короткого замыкания. Расчёт ведём в именованных единицах.

Рисунок 2 – Упрощённая однолинейная схема

Рисунок 3 – Схема замещения

Пересчитываем удельные сопротивления высоковольтной линии в мОм

r₁′ = r₁ ∙ l,

r₁′ = 1,95 ∙ 800 = 1560 мОм;

х₁′ = х₁ ∙ l,

х₁′ = 0,113 ∙ 800 = 90,4 мОм.

Определяем ток периодической составляющей тока кз в начальный момент времени I_по, кА

I_по =  = ,

где Uср – среднее напряжение в точке расчёта тока кз, В;

z – полное сопротивление участка сети, мОм.

I_по = = 3,88 кА.

Находим соотношение реактивного и активного сопротивлений

 =  = 0,06.

По [1, рисунок 7.4] определяем ударный коэффициент К_у

К_у = 1.

Рассчитываем ударный ток, i_у, кА

i_у = ∙ I_по ∙ К_у,

i_у = ∙ 3,88 ∙ 1 = 5,49 кА.

Пересчитываем сопротивления всех остальных участков сети аналогично точке 1

Пересчитываем сопротивления трансформатора, мОм

r_тр =  ,

r_тр =  = 2,94 мОм ,

x_тр = ,

x_тр =  = 13,65 мОм.

По максимальному току первой секции I_mIc=660,9 А выбираем выключатель с низкой стороны трансформатора по каталогу [10] ВА 62 .

По каталогу [11, таблицы 14.4, 14.5] определяем активное сопротивление катушек расцепителей R_а=0,12 мОм, и переходное сопротивление контактов R_к=0,25 мОм и индуктивное сопротивление катушек X_а=0,094 мОм.

Пересчитываем сопротивления шины 50×6, мОм

r_ш′ = 0,119 ∙ 5 = 0,595 мОм,

x_ш′ = 0,137 ∙ 5 = 0,685 мОм.

Находим сопротивление кабельной линии, идущей к шкафу ШР1, мОм

r_шр1′ = 1,25 ∙ 15 = 18,75 мОм,

x_шр1 = 0,0662 ∙ 15 = 0,99 мОм.

Определяем сопротивление кабельной линии, идущей к двигателю, мОм

r₂′ = 1,95 ∙ 10 = 19,5 мОм,

x₂′ = 0,0675 ∙ 10 = 0,675 мОм.

Принимаем, что напряжение на шинах U=10 кВ при возникновении тока кз остаётся неизменным и сопротивление энергосистемы не учитываем.

Аналогично точке К – 1 выполняем расчёт тока кз в оставшихся намеченных точках.

К – 2

r_к-2 = r_тр + R_a + R_к ,

r_к-2 = 2,94 + 0,12 + 0,25 = 3,31 мОм,

x_к-2 = x_тр + Х_a,

x_к-2 = 13,97 + 0,094 = 14,06 мОм,

I_пок-2 = = 16,01кА,

 =  = 4,24

К_у = 1,40,

i_у = ∙ 1,40 ∙ 16,01 = 31,60 кА.

К – 3

r_к-3 = r_к-2 + r_ш′ + R_а1 + R_к1 + r_шр1′ ,

r_к-3 = 3,31 + 0,595 + 1,8 + 0,75 + 18,75 = 25,21 мОм,

x_к-3 = х_к-2 + х_ш′ + X_а1 + x_шр1′,

x_к-3 = 13,74 + 0,685 + 0,86 + 0,99 = 16,275 мОм,

I_пок-3 = = 7,7 кА,

 =  = 0,65,

К_у = 1,02,

i_у = ∙ 7,7 ∙ 1,02 = 11,11 кА.

К – 4

r_к-4 = r_к-3 + R_а2 + R_к2 + r₂′,

r_к-4 = 25,21 + 1,8 + 0,75 + 19,5 = 47,26 мОм,

х_к-4 = х_к-3 + X_а2 + x₂′,

х_к-4 = 16,275 + 0,86 + 0,675 = 17,81 мОм,

I_по = = 4,57 кА,

 =  = 0,38,

К_у = 1,

i_у = ∙ 4,57 ∙ 1 = 6,46 кА.

Похожие работы

Разработка автоматизированной системы управления электроснабжением КС "Ухтинская"

Скачать

167649

57

1

... сигналами времени. Ядро предлагает интерфейс для программирования приложения с целью получения функций в виде отдельных программ. 1.2 Разработка автоматизированной системы управления электроснабжением КС «Ухтинская» 1.2.1 Цель создания АСУ-ЭС Целью разработки является создание интегрированной АСУ ТП, объединяющей в единое целое АСУ электрической и теплотехнической частей электростанции, ...

Проектирование системы электроснабжения cтанкостроительного завода

Скачать

52091

15

8

... развития: вводятся новые производственные площади, повышается использование существующего оборудования или старое оборудование заменяется новым, более производственным и мощным, изменяется технология и т. д. Система электроснабжения промышленного предприятия (от ввода до конечных приемников электроэнергии) должна быть гибкой, допускать постоянное развитие технологии, рост мощности предприятий и ...

Электроснабжение металлургического завода

Скачать

58016

14

1

... Система распределения большого количества электроэнергии должна обладать высокими техническими и экономическими показателями и базироваться на новейших достижениях современной техники. Поэтому электроснабжение промышленных предприятий и гражданских зданий должно основываться на использовании современного конкурентоспособного электротехнического оборудования и прогрессивных схем питания, широком ...

Электроснабжение и релейная защита нефтеперекачивающей станции

Скачать

91991

14

5

... , трансформаторы которой выбираются с учетом взаимного резервирования; ·  Перерыв в электроснабжении возможен лишь на время действия автоматики (АПВ и АВР).  Схема системы электроснабжения нефтеперекачивающей станции, удовлетворяющая требованиям изложенным выше, представлена на листе 2 графической части. 2.2 Схема электроснабжения НПС Рис. 2.1. Схема электроснабжения НПС  На рис. 2.1. в ...