Методические указания к курсовому проектированию по курсу Проектирование систем электрификации идипломному проектированию по курсу

• Название: Методические указания к курсовому проектированию по курсу Проектирование систем электрификации идипломному проектированию по курсу
• Дата: 28.03.2022
• Размер: 3.43 Mb.
• Имя файла: Dok_PROKT_E-FIKATsII_soft_Word.doc
• Тип: Методические указания; #420913
• страница: 28 из 31

11.4 Расчет токов короткого замыкания распределительных сетей
Для расчетов токов КЗ составим схему замещения (рисунок 11.5).

Полная мощность S_Ссистемы MB А:

S_С= 3 Х_С^ I _{КЗ Ш} U_b ,

где Х_С^ = 0,5 относительное сопротивление системы;

I_{КЗ Ш}= 12 = I_= I_СП ток короткого замыкания заданный (допустимый) для шин распределительной подстанции кА;

U_b= 10,5 — базисное напряжение системы кВ;

S_С= 3 Х_С^ I _КЗ I _Ш U_b =3 0,5  1210,5 = 109. MBA

Номинальный ток системы напряжением 10,5 кВ:

I _НОМ =S_С / (3  U_b);

Подставляем значения:

I _НОМ =S_С / (3  U_b ) = 109 / ( 1,732 10,5 ) = 6. кА

А SС В ХС ХС . РУ 10 кВ ААШв (3150) ХК Л L= 0,14 КЗ 1 КЗ 1 T ХТ RТ W1XW1RW1 Э25 FQ1 XQF1RFQ1 КЗ 2 КЗ 2 Рисyнок 11.5  Расчетная схема (A) и схема замещения (B) к расчету токов короткого замыкания

Приводим все сопротивления к базисной мощности:

Сопротивление кабельной линии РП — ТП1. Активное сопротив­ление 1 км кабельной линии r₀ [Ом / км] определяем по формуле:

r₀ = 1000 / (  s);

где  — удельная проводимость проводов, принимаемая для алюминиевых проводов равной 32 м/(Ом • мм²);

s— сечение проводов одной фазы (150 мм²);

Выполняем вычисления:

r₀ = 1000 /   s= 1000 / (32  150) = 02. [Ом / км]

Активное сопротивление r_{К Л} кабельной линии [Ом] :

r_{К Л} = r₀  L  S_b / (U_НОМ )² ;

Производим вычисление активного сопротивления r_{К Л} кабельной линии:

r_{К Л} = r₀  L  S_b / (U_НОМ )² = 0,2 • 0,14 • 109 / 10² = 0,03. Ом

Реактивное сопротивление х_{К Л} кабельной линии [Ом] :

х_{К Л} = х₀  L  S_b / (U_НОМ )² ;

где х₀ = 0,074 — активное сопротивление 1 км кабельной линии, [Ом/км] .

Подставляем значения:

х_{К Л} = х₀  L  S_b / (U_НОМ )² = 0,074 • 0,14 • 109 / 10² =0,01 Ом;

Реактивное сопротивление трансформатора Х_Т^ в относительных единицах. При номинальной мощности трансформаторов S_НОМ  630 кВА:

Х_Т^ = U_KЗ* S_b / S_{Т НОМ} ;

где U_KЗ* = U_KЗ % /100 % = (5,5 / 100) = 0,055  напряжение короткого замыкания трансформатора в относительных единицах;

находим реактивное сопротивление трансформатора:

Х_Т^ = U_KЗ* S_b / S_{Т НОМ} = 0,055 109 / 630 = 0,01.

Величину переходного сопротивления контактов автоматаR_W1 и шина – кабель R_ПК не учи­тываем, так как они относительно малы.

1. Определяем ток короткого замыкания в точке КЗ 1.

Реактивное сопротивление системы и линии Х_ :

Х_ = Х_С + Х_{К Л} = 0,5 + 0,01 = 0,51. Ом

Активное сопротивление при расчете не учитывается, так как вы­полняется соотношение: r_{К Л} =r_  ( х_{К Л} / 3 ); 0,03 << 0,51 / 3.

Находим ток трехфазного короткого замыкания в точке КЗ 1:

I _{КЗ 1} = U_b / 3 Х_ = [10,5 / (1,73  0,51)] = П.8. кА

Определяем ударный ток короткого замыкания в точке линии КЗ 1:

I _{У 1} = I _{КЗ 1} [1 + 2(k _У 1)²] ; ( I _{УД 1} = I _{КЗ 1} k _У 2 );

где k _У  ударный коэффициент, принимаемый равным 1,8 для цепей, рассчи­тываемых без учета активных сопротивлений: цепи

I _{У 1} =I _{КЗ 1}[1 + 2(k _У 1)²] = 11,81 + 2(1,8 1)² = 17,8 ; кА

I _{УД 1}=I _{КЗ 1} k _У 2 = 11,8  1,8  1,4 = 29,7. кА

2. Ток короткого замыкания в точке КЗ 2. Суммарное сопро­тивление цепи:

Х_{ 2}= Х_{ 1} + Х _Т = 0,51 + 0,006 = 0,516. Ом

Активное сопротивление из – за его малости при расчете не учитывается. Ток короткого замыкания в точке КЗ 2:

I _{КЗ 1} = U_b /3 Х_ = [10,5 / (1,73  0,516)] = П.7. кА

Ударный ток короткого замыкания за трансформатором::

I _{У 1} =I _{КЗ 1}[1 + 2(k _У 1)²] = 11,7 1 + 2(1,8 1)² = 17,5 . кА

11.5 Выбор электрооборудования
Выбран­ные сечения кабельных линий должны защищаться плавкими предохранителями или автоматическими воздушными выключателями (автоматами). Электрооборудование должно : соответствовать условиям окружающей среды; иметь номинальные параметры, удовлетворяющие условиям работы в нормальном режиме и при коротких замыканиях; отвечать технико-экономическим требованиям .

Выключатели. Проверяем высоковольтные выключатели ВМП-10-630-20К. Расчетные параметры, номинальные данные выключателей, условия выбора и проверки выключателей даны в таблице 11.8.

Расчетный ток термической стойкости определяем по формуле:

I_Рt = I_ t_П /t_Нt ;

где t_Нt — время, к которому отнесен номинальный ток термической стойкости I_Нt выкл.чателей, принимаемое равным 10 [ с ];

t_П = ( t_{П П} + t_{П А} )  приведенное время короткого замыкания, [ с ], соответствующее полному току короткого замыкания;

t_{П П} , t_{П А}  приведенное время для периодической и апериодической слагаю­щих тока короткого замыкания соответственно.
Таблица 11.8 – Параметры высоковольтных выключателей ВМП-10-630-20К

Проверяемая величина	Расчетные параметры	Номинальные параметры	Расчетная формула Проверки
Номинальное напряжение кВ	UНОМ УСТ = 10	UНОМ = 10	UНОМ  UНОМ УСТ
Номинальный ток А	IМАХ Р = 576	IНОМ = 630	IНОМ  IМАХ Р
Номинальный ток откл кА	IР ОТКЛ = 12	IНОМ ОТКЛ = 20	IНОМ ОТКЛ  IР ОТКЛ
Ном. мощность. откл МВА	SР ОТКЛ = 208		
Допуст ударн ток кА	IУДАРН Д = 36,4	IНОМ ДИН = 64	IНОМ ДИН  IУДАРН Д
Допуст ударн ток КЗ кА	IУДАРН = 18,1	IУД ДОП = 18,1	IУД ДОП  IУДАРН
Ток терм стойкости кА	IРt tП = 4,2	ItНt = 20	ItНt  IРt tП

Учитывая время срабатывания защиты, принимаем действительное время t_Д отключения короткого замыкания, равным 1,5 с и по расчетным кривым при t_Д = 1,5 с и _СП = I_СП /I_ = 1 находим t_{П П}= 1,2.

где I_СП иI_  сверхпереходный и установившийся токи КЗ.

Величину t_{П А} определяем по формуле;

t_{П А} = (_СП )²  0,05 = 0,05. [ с ]

Следовательно, находим t_П :

t_П = ( t_{П П} + t_{П А} )= 1,2 + 0,05 = 1,25. [ с ]

Находим расчетный ток термической стойкости:

I_Рt = I_ t_П / t_Нt = 12 1,25 / 10 = 4,2. [ кА ]

Выключатель удовлетворяет требованиям сетевой нагрузки. К выключателю нагрузки выбираем привод ПЭ-11.

Аналогично проверяем остальные выключатели.

Трансформаторы тока. Выбор трансформаторов тока (ТТ) состоит в выборе типа, в соответствии с расчетной нагрузкой, проверки на термическую и динамическую стойкость. Тип ТТ опреде­ляется номинальным напряжением установки U_{bНОМ УСТ}, расчетным ра­бочим током присоединения I_{МАХ Р} ,требованиями в отношении точ­ности измерения и родом установки. Принимаем к установке шинные проходные ТТ с литой синтетической изоляцией типа ТПШЛ-10 с ис­полнением сердечника в классе 0,5Д (0,5 — для подключения измери­тельных приборов; Д — для релейной защиты) для внутренней установ­ки. Трансформаторы тока предназначены для присоединения реле тока, амперметра, ваттметра, счетчиков активной и реактивной энергии. Схема подключения токовых обмоток измерительных приборов к ТТ, соединенных по схеме неполной звезды, приведена на рисунке 11.6.

Расчетное полное сопротивление нагрузки Z₂ обмотки трансформатора тока:

Z₂ = Z_ПР +R_СПР + Z_К ;

где Z_ПР  сумма сопротивлений последовательно включенных обмоток измерительных при­боров;

R_СПР  сопротивление соединительных проводов;

Z_K  0,1 [ Ом ]  суммарное со­противление контактов.

. А В С А Р Рh РQ ТА1А ТА1С ТА2С К релейной защите ТА2А Рисунок 11.6  Фрагмент схемы подключения токовых обмоток измерительных приборов к трансформаторам тока

Пренебрегая сопротивлением обмотки счетчика реактивной элек­троэнергии, включенной в обратный провод, получаем распределение нагрузки между ТТ, приведенное в таблице 11.9.
Таблица 11.9  Распределение нагрузки между трансформаторами тока

Прибор	Нагрузка ТТ от измерительных приборов, Ом
	Фаза А	Фаза С
Амперметр Э140 Ваттметр Д585 Счетчик активной энергии ИТ Счетчик реактивной энергии ИТР Итого:	0,069 0,056 0,021 0,011 0,157	0,056 0,021 0,011 0,088