РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

 

Общие положения

 

Наиболее распространены следующие способы расчета токов короткого замыкания (КЗ):

- расчет токов КЗ в относительных единицах, при котором все расчетные данные приводят к базисному напряжению и базисной мощности;

- расчет токов КЗ в именованных единицах (Ом);

- определение токов КЗ по типовым расчетным кривым.

Расчет токов КЗ производится для выбора высоковольтных и низковольтных аппаратов, шин, кабелей и другого электрооборудования системы электроснабжения промышленного предприятия. При этом считается достаточным рассмотреть ток трехфазного КЗ в характерных точках системы электроснабжения предприятия и определить периодическую составляющую этого тока для наиболее тяжелого режима работы сети. Учет апериодической составляющей может производиться приближенно и допускается, что она имеет максимальное значение в рассматриваемой точке электрической сети (11, 15, 23, 28).

Для практических расчетов токов КЗ при выборе и проверке электрооборудования системы электроснабжения промышленного предприятия необходимо учитывать следующие положения:

1. В электроустановках напряжением выше 1000 В нужно учитывать индуктивные сопротивления всех элементов системы электроснабжения.

2. В электроустановках напряжением ниже 1000 В нужно учитывать как индуктивные, так и активные сопротивления всех элементов системы, в также сопротивления переходных контактов и пр.

3. Допускается не учитывать сдвиг по фазе ЭДС различных источников питания токов КЗ и действительные значения коэффициентов трансформации трансформаторов.

4. Величина токов КЗ в системы электроснабжения предприятия определяется энергосистемой, синхронными компенсаторами, синхронными и асинхронными электродвигателями. Влияние асинхронных двигателей на токи КЗ можно не учитывать при их мощности до 100 кВт в единице, если двигатели отделены от места КЗ двумя и более ступенями трансформации.

С учетом того, что мощность КЗ энергосистемы в месте присоединения питающей промышленное предприятие линии, как правило в десятки раз превышает мощность, потребляемую данным предприятием, в курсовом проекте с целью упрощения расчетов допускается принимать периодическую составляющую тока КЗ от энергосистемы неизменной во времени:

.

К особенностям расчета токов КЗ в электрических сетях напряжением ниже 1000 В необходимо отнести учет активных сопротивлений всех участков сети, включая не только сопротивления проводов и шин, а также всех переходных болтовых соединений и сопротивление дуги в самой точке К3[6, 7].

 

Выбор расчетной схемы

 

Для расчета токов КЗ составляется исходная расчетная электрическая схема, на которой показываются источники питания точек КЗ (энергосистема, синхронные компенсаторы, синхронные и асинхронные двигатели и т.д.), расчетные точки КЗ и связи между ними (воздушные и кабельные линии, трансформаторы, реакторы и пр.).

При выборе расчетной схемы для определения токов КЗ должны рассматриваться вероятные режимы, при которых воздействие токов КЗ на систему электроснабжения является наиболее тяжелым. Таким характерным режимом системы электроснабжения промышленного предприятия является состояние схемы электроснабжения, при котором один из трансформаторов главной понизительной подстанции (ГПП) отключен для проведения профилактических мероприятий или аварийного ремонта и включены секционные выключатели в распределительном устройстве напряжением 6 или 10 кВ ГПП, то есть все электроприемники питаются от одного трансформатора (послеаварийный режим). В этом случае все синхронные и асинхронные двигатели будут влиять на величину тока КЗ.

На рисунке 3.4 приведена схема электроснабжения промышленного предприятия, для которой производится расчет токов КЗ. Наиболее тяжелым режимом является питание предприятия через один трансформатор ГПП (например, Т1), вводные выключатели Q6 и Q8 второго трансформатора Т2 ГПП отключены и включены секционные выключатели Q9 и Q10. Секционные выключатели высоковольтных распределительных пунктов (РП), как правило, остаются отключенными.

Для выбора электрооборудования системы электроснабжения промышленного предприятия производится расчет токов КЗ в следующих точках:

К₁ и К₂ – в схеме внешнего электроснабжения;

К₃ – в РУ напряжением 6 или 10 кВ ГПП;

К₄ – в электрической сети напряжением 0,38 или 0,66 кВ ремонтно-механического, электроремонтного или другого цеха, для которого был подробно проведен расчет электрических нагрузок.

По токам КЗ, определенным в точках К₁ и К₂, производится выбор электрооборудования, устанавливаемого соответственно на подстанции энергосистемы и стороне высшего напряжения ГПП предприятия.

 

 

 

Рисунок 3.4 – Пример принципиальной электрической схемы системы электроснабжения промышленного предприятия

 

В курсовом проекте с целью сокращения расчетов при определении токов КЗ в точках К₁ и К₂ подпитку от высоковольтных синхронных и асинхронных двигателей, установленных на стороне низшего напряжения ГПП, можно не учитывать. Однако следует отметить, что крупные синхронные двигатели могут обуславливать значительный ток КЗ в точке К₂ (при учете сопротивления силового трансформатора ГПП).

В подпитке точки К₃ участвуют все синхронные и асинхронные двигатели, подключенные ко всем 4-м секциям (рис 3.4.). Двигатели, соединенные с 1-й и 2-й секциями сборных шин (с.ш.) ГПП, подпитывают эти точки через свои кабели, реакторы, согласующие трансформаторы 10/6 кВ, а двигатели, соединенные с 3-й и 4-й секциями с.ш. ГПП, подпитывают эти точки через свои кабели, реакторы, согласующие трансформаторы 10/6 кВ и дополнительно через вторичные обмотки трансформатора Т1.

С целью уменьшения объема расчетов допускается расчет токов КЗ проводить только для точки К₃ и по найденному значению тока КЗ в данной точке производить выбор всего электрооборудования схемы внутреннего электроснабжения напряжением 6, 10 кВ.

При определении тока КЗ в точке К₄ в качестве источника рассматривается только энергосистема, а подпитка от электродвигателей напряжением 6, 10 кВ не учитывается по тем же соображениям, что и для точки К₂. По току КЗ точки К₄ производится выбор только вводных и секционных автоматических выключателей, устанавливаемых на стороне низшего напряжения этой ТП.

Выбор электрооборудования низковольтных распределительных пунктов (РПН) напряжением 0,38 или 0,66 кВ по токам КЗ в курсовом проекте не проводится, оно выбирается только по токам нагрузки в нормальном и утяжеленном режимах.

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: