РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

7. РАСЧЁТ 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 расчёта токов КЗ представлена на рисунке 9, а схемы замещения — на рисунке 10 для расчёта токов КЗ выше 1000 В, на рисунке 11 для расчёта токов КЗ ниже 1000 В.

Расчёт токов КЗ в точке К-1- К-4 проводим в относительных единицах. Для точки К-5 расчёт будем проводить в именованных единицах без учёта системы, так как система большой мощности, и её можно считать источником питания с неизменной эдс, и нулевым внутренним сопротивлением. Для точки К-2, К-3 и К-4 будем учитывать подпитку от электродвигателей.

7.1. Расчёт тока КЗ в точке К-1

За базисную мощность примем мощность системы: S_б= S_c=1500 MBA. Базисное напряжение: U_б1=115 кВ.

Базисный ток:

Параметры схемы замещения:

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

где Хо=0,444 — удельное сопротивление ВЛЭП, Ом/км;

L — длина ВЛЭП, км.

Сопротивление петли КЗ в точке К-1:

X_K-1=X_С+X_ВЛ=0,6+0,241=0,841 о.е

Периодическая составляющая тока трёхфазного КЗ в точке К-1:

Периодическая составляющая тока двухфазного КЗ в точке К-1:

Постоянная времени цепи КЗ Т_а=0,05 с, ударный коэффициент к_уд=1,8 [3]

Ударный ток в точке К-1:

7. 2. Расчёт тока КЗ в точке К-2

 Базисное напряжение: U_б2=6,3 кВ.

Базисный ток:

Сопротивление трансформатора ТРДН-10000/1 10:

Сопротивление петли КЗ в точке К-2:

X_K-2=X_K-1+X_T=0,841+15,75=16,59 о.е.

Периодическая составляющая тока КЗ в точке К-2:

Учтём подпитку от двигателей.

Сопротивление СД, расположенного в цехе №1:

где Х"_d=0,2 — сверхпереходное сопротивление двигателя согласно [3], о.е. Сопротивление КЛЭП, питающей СД цеха №1:

Cуммарное сопротивление СД и КЛЭП:

.

Ток подпитки от двигателя:

Сопротивление от двигателя расположенного в цехе №3:

Сопративление КЛЭП питающего АД:

Ток подпитки от двигателя:

Сопротивление СД цеха №22:

Суммарное сопротивление КЛЭП питающего СД :

Сопротивление КЛЭП питающего РП-2, сечением F=240 мм²:

сопротивление КЛЭП питающего СД , сечением F=25 мм ² :

Суммарное сопротивление КЛЭП и СД:

Ток подпитки от СД:

Периодическая составляющая тока КЗ в точке К-2 с учётом подпитки от ЭД:

 ;

двух фазный ток КЗ в точке К-2:

;

Постоянная времени цепи КЗ Т_а=0,12с, ударный коэффициент к_уд=1,92 [3].

Ударный ток в точке К-2:

.

7.3. Расчёт тока КЗ в точке К-3

Расчёт тока КЗ в точке К-3 с учётом подпитки от электродвигателей.

Сопротивление КЛЭП ГПП-РП1:

,

,

суммарное спротивление до точки К-3:

Периодическая составляющая тока КЗ в точке К-3

.

Периодическая составляющая тока КЗв точке К-3 с учётом подпитки от ЭД :

Двухфазный ток КЗ в точке К-3:

.

Ударный ток в точке К-3:

Сопротивление КЛЭП ГПП-РП2 : Х=2,8 о.е, r=5,2 о.е.

Суммарное сопротивление до точки К-4:

Периодическая составляющая тока КЗ в точке К-4:

;

Периодическая составляющая тока КЗ в точке К-4 с учётом подпитки от ЭД:

.

Двухфазный ток КЗ в точке К-4: .

Ударный ток КЗ в точке К-4: .

Расчёт тока КЗ в точке К-5 проведём в именованных еденицах.

Определим параметры схемы замещения.

Сопротивление трансформатора ТМЗ-400: R_т=5,5Ом; X_т=17,1Ом.

Расчётный ток :

где : К_з^пар–загрузка трансформатора в послеаврийном режиме.

.

Выбираем трансформаторы тока типа ТШЛП –10 У3 с n_т=1000/5.

Сопротивление трансформаторов тока: R_та=0,05 мОм; X_та=0,07 мОм [3].

По условиям выбора U_н≥U_{н сети.}=0,38кВ, I_н≥I_р.max=.

Выбираем автомат типа АВМ 10Н, U_н=0,38Кв, I_н=1000А, I_н.откл=20кА.

Сопротивление автомата R_А=0,25мОм, X_А=0,1мОм [3].

Переходное сопротивление автомата R_к=0,08мОм [3].

Сопротивления алюминиевых шин 60х6 с I_доп=870А, l=3м, а_ср=60мм,

R_ш=R₀·l=0,034·3=0,102мОм, X_ш=X₀·l=0.016·3=0.048 мОм.

R'_Σ=R_T+R_TA+R_A+R_K+R_Ш=5,5+0,25+0,05+0,08+0,102=5,982 мОм;

X_Σ=X_Т+X_ТА+X_А+X_Ш=17,1+0,07+0,1+0,048=17,31мОм.

Сопротивление цепи КЗ без учёта сопротивления дуги:

;

Сопротивление дуги R_д в месте КЗ принимается равным:  

где U_д=E_д·l_д

где Е_д– напряжённость в стволе дуги , В/мм;

l_д– длина дуги, мм;

I_к0–ток КЗ в месте повреждения, рассчитанный без учёта дуги, кА.

При I_к0>1000А Е_д=1,6 В/м.

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

Из [3] для КТП с трансформаторами мощностью 400 кВА а=60 мм.

>1000А, следовательно Е_Д=1,6 В/мм.

Тогда сопротивление дуги

Суммарное активное сопротивление будет равно:

;

Полное сопротивление цепи КЗ:  

Переодическая составляющая тока трёхфазного КЗ в точке К-5:

;

;

Ударный ток в точке К-5 равен: .

Результаты рассчётов токов КЗ сведены в таблицу 14

8. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

8.1. Выбор аппаратов напряжением 11О кВ

 Выберем выключатель 110 кВ.

Условия его выбора:

1. по номинальному напряжению;

2. по номинальному длительному току. Условия проверки выбранного выключателя:

1. проверка на электродинамическую стойкость:

1.1. по предельному периодическому току;

1.2. по ударному току КЗ;

2. проверка на включающую способность:

2.1. по предельному периодическому току;

2.2. по ударному току КЗ;

3. проверка на отключающую способность:

3.1. номинальному периодическому току отключения;

3.2. номинальному апериодическому току отключения;

4. проверка на термическую стойкость.

Расчётные данные сети:

расчётный ток послеаварийного режима I_Р=78А был найден в пункте 5.3. по формуле(5.3.1);

расчётное время:

τ=t_рз+t_св, (8.1.1)
где t_рз — время срабатывания релейной защиты (обычно берётся минимальное значение); вданном случае для первой ступени селективности t_p3=0,01, с;

t_св — собственное время отключения выключателя (в данный момент пока неизвестно); действующее значение периодической составляющей начального тока короткого замыкания 1_по⁼8,91 кА было рассчитано в пункте 7.1.;

периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент расхождения контактов вы­ключателя I_пτ вследствие неизменности во времени тока КЗ принимается равной периодиче­ской составляющей начального тока З: I_пτ=I_п0=8,91 кА;

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

i_аτ= (8.1.2)

и будет определено позже;

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

 (8.1.3)

расчётный импульс квадратичного тока КЗ:

(8.1.4)

будет также определён позже.

Согласно условиям выбора из [8] выбираем выключатель ВМТ-110Б-20/1000УХЛ1 со следующими каталожными данными: U_ном=110 кВ; I_HOM=1000 A; I_{н откл}= 20 кА; β=25%; i _{пр скв}=52 кА; I_прскв=20 кА; i_{н вкл}= 52 кА; I_{н вкл}=20 кА; I_Т=20 кА; t_T=3 с; t_CB=0,05 с. Определим оставшиеся характеристики сети: Расчётное время по формуле (8.1.1): τ=t_p3 + t_CB=0,01+0,05=0,06 с;

Апериодическая составляющая полного тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя по формуле (8.1.2): i_аτ=

Расчётное выражение согласно формуле (8.1.3): ;

Расчётный импульс квадратичного тока КЗ по формуле (8.1.4):

Расчётные данные выбранного выключателя:

проверка выбранного выключателя по апериодической составляющей полного тока КЗ:  (8.1.5)

проверка по термической стойкости:

B_K=I_T²·t_T (8.1.6)
В_к=20²·3=1200 кА²·с.
Выбор и проверка выключателя представлены в таблице 15.

Выберем разъединитель 110 кВ.

Условия его 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 комплектной трансформаторной подстанции блочного типа КТПБ-110/6-104 тип разъединителя согласно [8] — РНДЗ.2-110/1000 или РНДЗ-16-110/1000.

Согласно условиям выбора с учётом вышесказанного из [8] выбираем разъединитель РНДЗ.2-110/1000 У1 со следующими каталожными данными: и_ном⁼110 кВ; 1_НОМ=1000 А; 1,_1рскв⁼ =80 кА; 1_Т=31,5 кА; t_T=4 с.

Расчётные данные выбранного разъединителя: термическая стойкость: B_K=I_T²·t_T=31,5²·4=3969 кА²·с.

 Выбор и проверка разъединителя представлены в таблице 15.

Таблица 15. Выбор аппаратов напряжением 110 кВ

Похожие работы

Электроснабжение предприятия по производству деталей к автомобилям

Скачать

103572

49

22

... вариантов внешнего электроснабжения 2.1 Выбор напряжения системы внешнего электроснабжения Для получения наиболее экономичного варианта электроснабжения предприятия в целом, напряжение каждого звена системы электроснабжения предприятия должно выбираться с учётом напряжения смежных звеньев. Выбор напряжений основывается на сравнении технико-экономических показаний различных вариантов. В ...

Автоматизация и диспетчеризация систем электроснабжения

Скачать

129027

5

16

... разных этапах производства (потребления) электроэнергии. Основная цель создания таких систем – дальнейшеё повышение эффективности технических и программных средств автоматизации и диспетчеризации СЭС для улучшения технико-экономических показателей и повышения качества и надёжности электроснабжения ПП. Реформирование электроэнергетики России требует создания полномасштабных иерархических систем ...

Проектирование строительства завода цинкования мелкоразмерных конструкций

Скачать

276314

87

37

... 1798181,5 - - - - Всего сметная стоимость 39868706 1820139 2511253 295369 - 33869 5280 Объектная смета на строительство завода цинкования мелкоразмерных конструкций Результат сметных расчетов по общестроительным, санитарно-техническим, электрическим работам сводятся в смету на объект, которая составляется ...

Проектирование системы электроснабжения механического цеха

Скачать

125619

17

5

... или двигателя. ·  Местное управление – это управление приводом выключателя, разъединителя и другой аппаратуры непосредственно на месте. ·  Автоматическое управление – его используют в системе электроснабжения предприятий с большой потребляемой мощностью. Автоматическое управление осуществляется с помощью вычислительных машин управления ВМУ. Информация, поступающая в ВМУ, обрабатывается и ...