срс. И постановка
 Скачать 1.62 Mb.
|
Расчет тока трехфазного короткого замыканияОсновной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение коротких замыканий в сети или в элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определить токи КЗ и по ним выбрать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ. Места расположения точек КЗ выбирают таким образом, чтобы при КЗ проверяемое электрооборудование, проводники находились в наиболее неблагоприятных условиях. Например, для выбора коммутационной аппаратуры необходимо выбирать место КЗ непосредственно на их выходных зажимах, выбор сечения кабельной линии производят по току КЗ в начале линии. Места расположения точек КЗ при расчётах релейной защиты определяют по ее назначению – в начале или конце защищаемого участка. Выделим что место короткого замыкания в зависимости от назначения выбирается из следующих основных соображений: Ток КЗ должен проходить по ветвям, для которых выбирается (проверяется) аппаратура или рассчитываются параметры релейной защиты; Для определения наибольшего значения тока КЗ при данном режиме место короткого замыкания выбирается у места установки защиты (в начале линии, до трансформатора и т.д., считая от источника питания). Для определения наименьшего значения тока КЗ место короткого замыкания выбирается в конце защищаемого участка или в конце следующего (резервируемого) участка для проверки резервирующего действия защиты; Для согласования чувствительности двух устройств релейной защиты место короткого замыкания выбирается в конце зоны действия того устройства, с которым ведётся согласование; Для определения коэффициентов распределения место короткого замыкания выбирается в конце участка, следующего за узлом, в котором «происходит подпитка или распределение токов КЗ». Исходя из вышесказанного произведём расчёт токов КЗ на шинах220, 35, 6 кВ и на отходящих фидерах в дальнейшем для расчёта релейной защиты в точках начала и конца защищаемого участка. Выбор вида КЗ в расчётах релейной защиты определяется её функциональным назначением и может быть трёх-, двух-, однофазным и двухфазным КЗ на землю. Для определения электродинамической стойкости аппаратов и жестких шин в качестве расчётного принимают трёхфазное КЗ; для определения термической стойкости аппаратов, проводников - трёхфазное или двухфазное КЗ в зависимости от тока. Проверку отключающей и включающей способностей аппаратов проводят по трёхфазному или по однофазному току КЗ на землю (в сетях с большими токами замыкания на землю) в зависимости от его значения. Трёхфазные КЗ являются симметричными, так как в этом случае все фазы находятся в одинаковых условиях. все остальные виды КЗ являются несимметричными, поскольку при каждом их них фазы находятся не в одинаковых условиях и значения токов и напряжений в той или иной мере искажаются. В нашем случае необходимым и достаточным условием является расчёт трёх точек короткого замыкания Рисунок 3.3   Система (3)К2 110 кВ Рисунок 3.3 – Расчет трехфазного короткого замыкания Сопротивление системы в относительных еденицах определяем по формуле: Исходные данные для расчета: Т1: трансформатор ТДТН-63000/220: Sном=63 МВ·А, Т2: трансформатор ТДТН-63000/220: Sном=63 МВ·А, Л1: одноцепная ВЛ с проводом АС-240/32: х0=0,435 Ом/км, L=177 км. Л2: одноцепная ВЛ с проводом АС-240/32: х0=0,435 Ом/км, L=177 км. Определим параметры схемы замещения при приближенном приведении в относительных единицах. Рассчитаем токи короткого замыкания в максимальном режиме. Токи в максимальном режиме (взято из документации по контрольным замерам): на шинах ОрганизацииIмах=137 A; на шинах ОрганизацииIмах=67 A. Перед тем как представить какие-либо величины в относительных единицах, надо выбрать базисныеединицы. Принимаем базисную мощность SБ = 1000 MBA, зa базисное напряжение принимаем среднее номинальное напряжение UБ = 230 кВ. Сопротивление системы в относительных еденицах, определяемпоформуле: Sб = 1000 МВА; Uб1 = 230 кВ; Uб2 = 121 кВ; Uб1 =38,5 кВ; Сопротивление системы: c6 X = 𝑆6 𝑆 = 1000 = 0,4 o, e (2.4)  2500где Sк.з. – мощность короткого замыкания на шинах системы, МВА; Сопротивление питающих линий 6  X𝑚𝑎𝑥 = X0·177·𝑆6 = 0.435·177·1000 = 1.4 (2.5) 6 ·( −1) 230 ·(2−1) где х0 – удельное реактивное сопротивление провода, Ом; l – длина провода, км; что соответствует послеаварийному режиму работы линии. Xmax Xm н = = 1,4  = 0, о,е (2.6) 6 2 2 что соответствует нормальному режиму работы линии. Сопротивление трансформаторов:  X t = ·𝑆6 = 11·1000 = , 1о,е (2.7) 6 𝑆нom·100 100·63 где Uк – напряжение короткого замыкания обмоток трансформатора, %; Sном – номинальная мощность трансформатора, МВА; Рассчитаем напряжение короткого замыкания обмоток трансформатора: Uкв=0,5(Uв-с+Uв-н–Uс-н)=0,5(11+35,7–21,9)=13,3 (2.8) где Uв-с ;Uв-н ;Uс-н – напряжение короткого замыкания соответствующих обмоток. Uкс = 0,5(Uв-с+Uс-н–Uв-н) = 0,5(11+21,9-35,7) = -2,3%; → 0% (2.9) Uкн = 0,5(Uв-н+Uс-н–Uв-с) = 0,5(35,7+21,9-11) = 24,2%; (2.10) 6 = X c 𝑈c·𝑆 t6 100·𝑆нom 0∙1000  100·63 = 0 o, e (2.11)  Xн = 𝑈н·𝑆6 = 24,2·1000 = , 41 o, e (2.12) t6 100·𝑆нom 100·63 Определим результирующее сопротивление в точках короткого замыкания К1: e 6 Xmax = Xc6 X 6max = 0,4 1,4 =1,855 о,е e 6 Xm н Xc6 X 6m н = 0,4 0, = 1,1 Определим результирующее сопротивление в точках короткого замыкания К2: e 6 Xmax Xc6 X 6max X t6 Xt6c = 0,4 1,4 , 1 0 = ,0 1 o, e e 6 Xm н Xc6 X 6 m н Xt6 Xt6c  = 0,4 0, ( , 0) = , 4 o, eОпределим результирующее сопротивление в точках короткого замыкания К3: e 6 e 6 Xmax Xc6 X 6max X t6 Xt6c = 0,4 1,4 , , 41 = , o, e Xm н Xc6 X 6m н Xt6 Xt6c = 0,4 0, , , 41 = , 40 o, e Определяют начальное значение периодической составляющей тока КЗ, затем ударный ток и при необходимости периодическую и апериодическую составляющие тока КЗ для заданного момента времени τ. Рассчитываем базисные токи: 𝐼6 = 6  √3𝑈6= 1000  397,9= , 1 𝐼61 = , 1 𝐼62 = 4,7 𝐼63 = 1 ,01 Определяем ток трехфазного короткого замыкания для всех расчетных точек короткого замыкания в начальный момент времени: 𝐼(з) =Ec·6 o X eз 6 где Ес – ЭДС системы, о.е.; 𝐼(з)max = 1 · , 1 = , 𝐼(з)m н = 1 · , 1 = 1,3 4  o 1 1,1 7 o 1 𝐼(з)max = Ec · 𝐼6 1, o 2 X eз 62 𝐼(з)max = 1 · 4,77 = 1, 0 o 2 ,94 𝐼(з)m н = 1 · 4,77 = 0,943 o 2 ,0 1 𝐼(з)max = Ec · 𝐼6 o 3 X eз 63 𝐼(з)max = 1 · 1 ,01 = 1,7 7  o 3 , 40 𝐼(з)m н = 1 · 7, = 1, 19 o 3 9, Выбор и проверка оборудования на термическую и динамическую стойкость к токам короткого замыкания проводятся по max значениям токов короткого замыкания. Минимальные значения используются проверке чувствительности РЗиА. Проведем расчет результирующих активных сопротивлений: Сопротивление системы: 6 = 0 Сопротивление линии: X 6 =0··𝑆6 = 0,0 747·177·1000 = 0,3  6 𝑈2 2302 где r0 – удельное активное сопротивление провода, Ом; l – длина провода, км; Определяем общее активное сопротивление трансформатора:  𝑟 = 𝑟t 6 = 0,326 = 0,163 t 6 2 2 t 6 𝑟c = 0,163 t 6 𝑟н = 0,163 Определяем результирующие сопротивления К1: eз 6 𝑟max = 𝑟c 6 + 𝑟л 6max = 0 + 0,326 = 0,326 𝑟mин = 𝑟 + 𝑟 mин = 0 + 0,326 = 0,163 o, e eз 6 c 6 л 6 2 Определяем результирующие сопротивления К2: eз 6 𝑟max = 𝑟c 6 + 𝑟л 6 max 𝑟t 6 + 𝑟t 6c  + 2 = 0 + 0,326 +0,163 + 0,163 = 0,489  2eз 6 𝑟mин = 𝑟c 6 + 𝑟л 6 mин 𝑟t 6 + 𝑟t 6c + 2 = 0 + 0,163 +0,163 + 0,163 = 0,326 2КЗ: Определяем результирующие сопротивления К3: eз 6 𝑟max = 𝑟c 6 + 𝑟л 6max + 𝑟t 6 + 𝑟t 6н = 0,326 + 0,163 + 0,163 = 0 ,652 eз 6 𝑟max = 𝑟c 6 + 𝑟л 6mин + 𝑟t 6 + 𝑟t 6н = 0,163 + 0,163 + 0,163 = 0 ,489 Определяем эквивалентные постоянные времени для каждой точки где ω= 2πf.  T = X eз 6a ( · 𝑟 eз 6) Tmax = 1,855 = 1,811 a н 3,14 · 0,326 Tmин = 1,127 = 2,202 a н 3,14 · 0,163 Tmax = 5,061 = 9,076 a cн 3,14 · 0,489 Tmин = 2,948 = 2,879 a cн 3,14 · 0,326 Tmax = 9,268 = 4,525 a нн 3,14 · 0,652 Tmин = 8,540 = 5,559 a нн 3,14 · 0,489 Определяем ударные коэффициенты: −0,01 K = 1 + e max Ta = 1,9 −0,01 K н mин = 1 + e 1, 11 = 1,9 −0,01 K н = 1 + e 2,202 = 1,9 max −0,01 K cн mин = 1 + e 1 , 1 = 1,9 −0,01 K cн = 1 + e , 1 = 1,9 max −0,01 K нн mин = 1 + e , = 1,9 −0,01 K cн = 1 + e , = 1,9 Определяем ударные ток : imax = √2 · 𝐼(3)max o · K max  imax = √2 · 2,228 · 1,9 = 5,927 кA imax = √2 · 1,620 · 1,9=4,309 кА imax = √2 · 1,75 · 1,9 = 4,67 кA н cн нн Результаты расчетов сводим в таблицу 0.3. Таблица 0.3 – Расчет токов КЗ
| ||||||||||||||||||||