Расчёт токов короткого замыкания.

В электроустановках могут возникать различные виды коротких замыканий, которые сопровождаются резким увеличением тока в цепи, соединяющей источник питания с местом повреждения и снижением напряжения. Электрооборудование, которое установлено в системах электроснабжения, должно быть устойчиво к токам короткого замыкания.

Для правильного выбора и проверки необходимо выполнить расчёт, при котором нужно определить возможные наибольшие значения токов короткого замыкания. Источником питания всегда можно считать систему бесконечной мощности Sс=∞ так как мощность любого конкретного потребителя электроэнергии неизмеримо меньше мощности питающей электросистемы. Расчёт токов короткого замыкания можно произвести в относительных единицах, при котором сопротивление всех элементов схемы, связывающих точку к.з. с источником питания, приводят к базисным условиям. Необходимо при этом задаться базисной мощность S_б и базисным напряжением U_б. За S_б обычно принимают величину, удобную для расчёта. Чаще всего S_б=100 мВА.. За U_б принимается напряжение той ступени, где произошло к.з., причём при расчёте используют среднее номинальное напряжения по шкале U_{ср. н}=0, 4; 6, 3; 10, 5; 37; 115; 230 кВ.

Для расчёта задаётся схема, в которой указываются только те элементы, сопротивление которых учитываются при расчёте токов к.з.

В нашем расчёте возьмём схему, в которой питание ТП осуществляется от ГПП завода по КЛ. В свою очередь ГПП завода связана с питающей энергосистемы Sc=∞ по ВЛ.

 

 

U₁=115 кВ. U2=10, 5 кВ. l=1, 8 км. U₃=0, 4 кВ

l=41 км. S_нтр=16 мВА Х₀=0, 08 Ом/км S_нт2=1000 кВА

Х₀=0, 4 Ом/км U_кз=10, 5% S=25 мм² U_кз=5, 5%

∆ Р_кз=10, 8 кВт.

 

Расчёт необходимо выполнить в 3х указанных точках к.з. При расчёте тока к.з в цепях U> 1000 В учитывается в основном только индуктивные сопротивления всех элементов, активными можно пренебречь вследствие их малости. Необходимо учесть активное сопротивление у кабелей так как при малых сечениях оно может быть даже больше индуктивного.

Для выбираемого электрооборудования желательно принять такой режим работы схем, при котором величины токов к.з. будут наименьшими. В реальных схемах электроснабжения для ограничения величин токов к.з. принимается раздельная работа трансформаторов на п/ст и питающих линий, то есть в нормальном режиме работы секционные аппараты на шинах п/ст отключены. Поэтому схема замещения составляется только для одной цепи, и рассчитывается в относительных единицах сопротивление всех элементов.

 

 

 

- Определяем в относительных единицах сопротивление ВЛ:

 

- Определяем в относительных единицах сопротивление трансформатора от ГПП:

Для КЛ, сечение которой S=25 мм² рассчитывается в относительных единицах активное и индуктивное сопротивление:

 

 

γ =32 – проводимость для алюминия.

 

- Определяем в относительных единицах активное и индуктивное сопротивление трансформатора ТП:

 

 

 

Производим расчет тока к.з в точке к – 1.

 

=0, 124 =0, 65

- Определяем результирующее сопротивление для точки к – 1:

 

 

 

- Определяем базисный ток:

 

- Определяем действующее значение периодической составляющей тока к.з.

 

- Определяем амплитудное значение тока к.з. – ударный ток:

 

 

k_у =1, 8 – ударный коэффициент, в случае когда не учитывается активное сопротивление.

 

Производим расчёт тока к.з. в точке к – 2.

 

=0, 13

=2, 04

- Определяем результирующее индуктивное сопротивление:

 

- Определяем результирующее активное сопротивление:

 

- Определяем полное результирующее сопротивление:

 

Для точки из к – 2 I_б=5, 5 кА

 

- Определяем периодический ток к.з. в точке к – 2:

 

- Для определения k_у находим отношение:

По кривой определяем k_у=1, 03.

 

- Определяем ударный ток к.з.:

 

 

Производим расчёт токов к.з. в точке к – 3.

 

=5, 39

= 1, 08

- Определяем результирующее индуктивное и активное сопротивление:

 

 

- Определяем полное результирующее сопротивление:

 

- Определяем базисный ток:

 

- Определяем периодический ток к.з.:

 

- Определяем ударный ток:

k_у=1, 3

 

На основании выполненных расчётов для точек к –1 и к – 2 необходимо определить t_пр – приведённое время к.з., которое необходимо для проверки ЭО на термическую устойчивость.

- Определяем t_пр для точки к.з. к – 1:

t_пр=t_пра+t_прп

Для определения обеих составляющих t_пр необходимо знать:

 

А) Коэффициент затухания

Так как источником в схеме является система бесконечной мощности S_с=∞, то I^//=I∞ =I_п, следовательно, в нашем примере расчёта β ^//=1.

 

Б) Действительное время протекания тока k_у tg=t_защ+t_выкл

t_защ – время работы релейной защиты.

t_выкл – время отключения цепи выключателем.

Приняв t_защ=0, 1 сек, t_выкл=0, 09 сек tg=0, 1+0, 09=0, 19

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: