Порядок выполнения расчетов

 

Для расчета токов КЗ по схеме электроснабжения промышленного предприятия составляется схема замещения, в которой источники питания заменяются соответствующими ЭДС (энергосистема Е_с = 1, синхронные двигатели – Е = 1,1, асинхронные двигатели – Е = 0,9) со своими сверхпереходными сопротивлениями. Линии и связи заменяются соответствующими индуктивными или комплексными сопротивлениями [23].

Далее путем преобразований схему замещения приводят к виду, где каждый источник или группа источников с результирующей ЭДС должны быть связаны с расчетной точкой КЗ одним результирующим сопротивлением. Поскольку в системе электроснабжения промышленного предприятия рассчитываются токи для нескольких точек КЗ, то для каждой из них проводятся свои преобразования.

Сопротивления элементов, приведенные к базисным условиям, указывают на схеме замещения. Каждый элемент обозначают дробью: в числителе – Х с порядковым номером элемента, в знаменателе – численное значение относительного сопротивления (рисунок 3.5). При последовательных преобразованиях схемы замещения все элементы должны иметь сквозную нумерацию.

После преобразований, пользуясь методом типовых кривых, находят периодические и апериодические составляющие тока КЗ. Итоговые расчеты по всем точкам КЗ сводят в таблицу по форме 3.14.

 

Таблица 3.14

Расчетная точка	Напряжение Uср расчетной точки, кВ	Токи, кА			Мощность КЗ ступени δк.ст =  Uср Iпо ,  мВ∙А
		Iпо	Iп t	iy

 

 

Рисунок 3.5 – Пример схемы замещения для принципиальной электрической

схемы системы электроснабжения промышленного предприятия,

изображенной на рисунке 3.4

 

Для оценки теплового импульса воздействия тока КЗ на отдельные элементы с системы электроснабжения промышленного предприятия необходимо найти время отключения КЗ. С этой целью строят диаграмму селективности действия максимальной токовой защиты. Для применяемых реле и выключателей ступень времени может находиться в пределах 0,35…0,6 с. В курсовом проекте эту ступень времени можно принять равной 0,5 с.

На рисунке 3.6 приведен фрагмент схемы электроснабжения предприятия с указанием выдержек времени устройств максимальной токовой защиты, установленных на выключателях отдельных присоединений, линий связи и т.п.

 

 

Рисунок 3.6 – Фрагмент схемы электроснабжения с указанием выдержек

времени максимальной токовой защиты

Пример расчета токов короткого замыкания по выбранной схеме системы электроснабжения промышленного предприятия в точках (рисунок 3.7).

Рисунок 3.7 – Расчетная схема электроустановки

 

 и  – внешнего электроснабжения (110 кВ);

 – внутреннего электроснабжения (шины 10 кВ ГПП);

 – в электрической сети 0,38 кВ цеха.

Исходными данными для расчета являются: ; ; км.

1 За базисные величины принимаем мВ·А; и средненоминальные напряжения кВ; 10,5 кВ; 0,4(КВ). Тогда относительное напряжение источника на любой ступени напряжения будет:

Расчет ведем в относительных единицах (о.е.) при приближенном приведении параметров. Расчетная схема имеет три ступени напряжения: 110 кВ, 10 кВ и 0,38 кВ, следовательно, при таком приведении на этих ступенях принимаем средненоминальные значения: 115 кВ, 10, 5 кВ и 0,4 кВ. Произвольно прием в качестве базисной мощности  мощность одного из силовых трансформаторов, то есть мВ·А. Тогда на ступенях 115 кВ, 10, кВ и 0,4 кВ будут базисные токи соответственно:

кА;  кА;  кА.

2 Составим схему замещения электроустановки. Так как расчет ведем в о.е., то относительные сопротивления элементов на этой схеме будут соответствовать одновременно всем трем напряжениям. Абсолютные значения этих сопротивлений найдем через соответствующие базисные сопротивления по формулам:

; ; .

Схема замещения представлена на рисунке 3.8.

Рисунок 3.8 – Схема замещения электроустановки для момента времени t=0

3 Находим сопротивления схемы замещения в о.е.

3.1 Система С:

3.2 Одноцепная ВЛ W1:

3.3 Трансформатор Т1:

3.4 Сопротивления каждого из кабелей

 будет: , где  [1].

3.5 Сопротивления каждого из трех синхронных двигателей М1…М3 напряжением 10 кВ:

,

где  - переходное сопротивление синхронного двигателя [1].

3.6 Сопротивление трансформатора Т3:

3.7 ЭДС и сопротивление нагрузки. Примем мощность нагрузки, равную мощности трансформатора Т3, т.е. , тогда ; [1].

3.8 Находим ЭДС синхронных двигателей. Считаем, что все они работают в перевозбужденном режиме, поэтому принимаем ЭДС [1].

4 Расчет токов к.з.

4.1 При расчетах токов к.з. в точках К1 и К2 подпитку места к.з. от синхронных двигателей 10 кВ как и подпитку со стороны нагрузки 0,4 кВ, допустимо не учитывать из-за значительной удаленности их от точек К1 и К2. Тогда для начального момента времени t=0 сверхпереходные и ударные точки будут:

- для точки К1 суммарное сопротивление , тогда ток к.з. (начальное значение периодичной составляющей):

;

ударный ток к.з. в т. К1:

,

где  – ударный коэффициент (на шинах энергосистемы) [1].

Расчет токов к.з. для точки К2 производим аналогично. Суммарное сопротивление относительно т. К2 будет:

;

ударный ток к.з. в т. К1:

,

где [1].

4.2 При расчете тока к.з. в точке К3 (рисунок 3.7) необходимо учесть подпитку этой точки со стороны двигателей М1…М3 10 кВ, тогда как подпитку со стороны нагрузки 0,4 кВ не будем учитывать из-за ее значительной удаленности. По найденному значению тока к.з. уточняем выбор всего электрооборудования для схемы внутреннего электроснабжения напряжением 10 кВ.

Поскольку сопротивления кабельных линий, питающих двигатели М1…М3 10 кВ, одинаковы, мощности двигателей одинаковы и они работают с одинаковой нагрузкой, то эквивалентная ЭДС двигателей совместно с кабельными линиями W4¼W6 эквивалентное сопротивление всего это участка будут:

 

Тогда периодическая составляющая тока к.з. в точке К3 определяется как сумма двух токов (от системы С и со стороны двигателей М1…М3 10 кВ) и найдется по закону Ома (рисунок 3.8):

Видим, что подпитка точки К3 невелика и составляет около 3%, следовательно, ее можно не учитывать в расчетах.

,

где  [1].

4.3 При расчете тока к.з. в точке К4 на стороне 0,4 кВ (рисунок 3.7) учитываем подпитку этой точки со стороны нагрузки  (поскольку к.з. произошло непосредственно на ее шинах) и энергосистему С (рисунок 3.7). Однако подпитка со стороны двигателей М1…М3 10кВ (рисунок 3.7) не учитывается из-за их удаленности от точки К4. Поэтому периодическая составляющая тока к.з. в точке К4 находится как сумма двух токов (от системы С и от нагрузки ) и найдется по закону Ома (рисунок 3.8).

Ударный ток к.з. в точке К4

,

где  [1].

Результаты расчетов по всем точкам к.з. сводим в таблицу 3.14а

 

Таблица 3.14а – Результаты расчетов токов к.з.

 

Расчетная точка	Напряжения , кА	Токи к.з., кА		Мощность к.з. на ступени , МВ·А
К1	115	15,46	39,24	3076
К2	115	13,56	34,42	26,98
К3	10,5	8,57	21,75	155,7
К4	0,4	16,88	49,3	18,6

 

По рассчитанным токам к.з. (таблица 3.14а) для подстанции выбирается электрооборудование (выключатели, разъединители, трансформаторы тока, комплектные распредустройства). По току к.з. точки К4производится выбор только вводных и секционных автоматических выключателей, устанавливаемых на стороне низшего напряжения этой ТП.

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: