Определение интеграла Джоуля

Количество выделившегося тепла в проводнике определяется импульсом квадратичного тока

(2.6)

Для электрически удаленного КЗ импульс квадратического тока определяют по выражению

(2.7)

где t_отк = t_з +t_в, t_з – время действия основной релейной защиты, t_в – полное время отключения выключателя; Т_а – постоянная времени цепи КЗ.

В двухлучевой схеме вида " генератор-система" для расчета импульса от периодической составляющей тока КЗ используют кривые относительных импульсов – токовых Q_* и квадратичных токовых В_* (рис. 2.2). Относительный импульс - это отношение импульса от затухающего периодического тока КЗ генератора к импульсу от незатухающего тока. При использовании относительных импульсов выражение для расчета В_n получит вид:

 

 

(2.8)

Импульс от апериодической составляющей тока в месте КЗ вычисляют следующим образом:

(2.9)

Значения постоянных времени затухания апериодической составляющей КЗ для элементов электрической системы приведены в таблице 2.3.

Термический импульс короткого замыкания

В_КЗ = В_п + В_а. (2.10)

При КЗ вблизи группы электродвигателей она заменяется эквивалентным двигателем. Для двухлучевой схемы вида " двигатель – система" также тепловые импульсы определяются раздельно от периодической и апериодической составляющих тока.

(2.11)

где I_пос, I_под – соответственно сверхпереходной ток КЗ от системы и эквивалентного двигателя;

Т_пд – постоянная времени затухания периодической составляющей эквивалентного двигателя (0, 07 с).

Импульс квадратичных составляющих от апериодических составляющих токов системы и эквивалентного двигателя

В_ка » (I_пос+ I_под) Т_{а сх}, (2.12)

где Т_{а сх} – расчетная постоянная времени изменения апериодического тока для схемы.

(2.13)

Постоянная времени системы Т_ас определяется по таблице 2.2, а постоянная времени апериодической оставляющей эквивалентного двигателя можно принимать Т_ад = 0, 04 с.

 

Таблица 2.3

Электрическая система, элемент системы	Та, с	kу
Турбогенераторы мощностью, МВт: 12 – 60 100-1000	0, 16 – 0, 25 0, 4 – 0, 54	1, 940 – 1, 955 1, 975 – 1, 980
Блок турбогенератор (60 МВт) – трансформатор при номинальном напряжении генератора, кВ: 6, 3 10, 5	0, 20 0, 15	1, 95 1, 935
Блок турбогенератор – повышающий трансформатор при мощности генератора, МВт: 100 – 200	0, 26 0, 32 0, 35 0, 30	1, 965 1, 977 1, 983 1, 967
Система, связанная с шинами, где рассматривается КЗ, воздушными линиями напряжением, кВ: 110 – 150 220 – 330 500 - 750	0, 02 0, 02 – 0, 03 0, 03 – 0, 04 0, 06 – 0, 08	1, 61 1, 61 – 1, 72 1, 72 – 1, 78 1, 85 – 1, 89
Система, связанная со сборными шинами 6 – 10 кВ через трансформаторы единичной мощностью, МВ× А: 80 и выше 32 – 80 32 и ниже	0, 06 – 0, 15 0, 05 – 0, 1 0, 045 – 0, 07	1, 85 – 1, 935 1, 82 – 1, 90 1, 80 – 1, 85
Ветви, защищенные реактором с номинальным током, А: 1000 и выше 630 и ниже РУ 6 – 10 кВ	0, 23 0, 10 0, 01	1, 956 1, 90 1, 37

 

Следует отметить, что во многих случаях токоведущие части имеют значительные запасы по термической стойкости. Поэтому допускается выполнять расчет термического импульса по выражению , дающему несколько завышенный результат, и, в случае необходимости, можно уточнить значение импульса по формулам для схемы " двухлучевая звезда".

 

Пример 2.1:

Определить минимальное термически стойкое сечение для шин РУ-10 кВ подстанции с трансформаторами ТДТН-40000 кВ× А, U_кВН=22%. К секции шин подключены высоковольтные электродвигатели S_S=12 МВ× А. Ток КЗ в распредустройстве 220 кВ I_по=4, 8 кВ. Пусковой ток эквивалентного электродвигателя I_*п=5, 6. Время отключения КЗ t_отк=t_рз + t_ов=1+1, 1=1, 1 с.

Решение:

Определим токи КЗ в РУ-6 кВ

S_б=100 мВ; U_б=6, 3 кА; I_б6=9, 18 кА;

Сопротивление системы

 

Сопротивление трансформатора

Ток короткого замыкания от системы в РУ-6 кВ

Начальное значение тока КЗ от эквивалентного электродвигателя

Определим термический импульс короткого замыкания в РУ-6 кВ.

В_ка=(15, 25+6, 17)² Т_асх = 21, 42²× 0, 069 = 31, 66 кА²× с;

В_к = 302 кА²× с = 302× 10⁶ А²× с.

Минимальное термически стойкое сечение алюминиевых шин

При определении В_к без учета затухания тока электродвигателей

В_к = 21, 52² × 1, 1 = 504 кА²× с;

Таким образом, расчет по упрощенному выражению завышает сечение почти на 30 %, но при этом для расчетной схемы оно значительно меньше выбранного сечения шины по условиям длительного режима.

 

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться: