курсовая эсип. Содержание введение 6 1Выбор двух структурных схем грэс 8 2 Выбор основного оборудования 10

• Название: Содержание введение 6 1Выбор двух структурных схем грэс 8 2 Выбор основного оборудования 10
• Анкор: курсовая эсип
• Дата: 23.03.2022
• Размер: 1.58 Mb.
• Имя файла: 5_PZ_GRES4000_1.docx
• Тип: Реферат; #411862
• страница: 6 из 9

7 Расчет токов короткого замыкания

Токи короткого замыкания рассчитываются для выбора и проверки электрических аппаратов и проводников на электродинамическую и термическую стойкость в режиме КЗ, проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики и для проверки оборудования на возможность выдержать ток короткого замыкания, для выбора сечения токоведущих частей.

При расчете токов короткого замыкания не учитываем:

– активную составляющую сопротивлений, считая, что сопротивление всех элементов чисто индуктивное;

– не учитываем некоторую не симметрию, считая трех фазную систему идеально симметричной;

– насыщение сердечников трансформаторов.

При расчете токов короткого замыкания должны рассчитывать токи:

I_по – периодическая составляющая в момент короткого замыкания – определяется для проверки оборудования на термическую устойчивость;

i_y – наибольшее значение полного тока (появляется в цепи через 0,01 секунду после момента короткого замыкания) определяется для проверки оборудования на динамическую устойчивость;

I_п, i_а – соответственно периодическая и апериодическая составляющие в момент разведения контактов выключателя. Эти токи необходимо считать для расчета сети на отключающую способность.

Расчетная схема приведена на рисунке 7.1.



Рисунок 7.1 – Расчетная схема ГРЭС
Расчёт сопротивлений ведем в относительных единицах, для этого задаём S_Б = 1000 МВА[1, стр.103].

Определяем сопротивление энергосистемы:
(7.1)





Сопротивление линий электропередачи:
(7.2)
где Х_уд – сопротивление одного километра линии [1,стр.98, табл.3.1], U_ср – ближайшее большее напряжение линии по ряду средних напряжений.
По формуле (7.2):




Определяем сопротивление трансформатора ТЦ-1000000/220:

, (7.3)


Определяем сопротивление трансформатора ТДЦ-400000/220. По формуле (7.3):

Определяем сопротивление трансформатора ТДЦ-400000/110. По формуле (7.3):

Определяем сопротивление трансформатора ТДЦ-250000/110. По формуле (7.3):


Определяем сопротивление генератора ТВВ-800-2УЗ:




(7.3)


где X”_d – сверхпроводное сопротивление генератора по продольной оси [1, стр.93], S_нг– полная мощность генератора:

Определяем сопротивление генератора ТГВ-300-2УЗ.

По формуле (7.4):

Определяем сопротивление генератора ТГВ-200-2УЗ.

По формуле (7.4):

Определяем сопротивление автотрансформатора:
(7.5)

(7.6)


При расчете автотрансформатора или трехобмоточного трансформатора на ГРЭС обмотка среднего напряжения обращается в 0.

По формуле (7.5):





Определяем сопротивление резервного трансформатора ТРДНС-25000/35:








Рисунок 7.2 – Расчетная схема замещения ГРЭС
7.1 Расчет токов КЗ для точки К1
Для точки К1 будет 5 генерирующих ветвей:

1. 
   Система1;
   
2. 
   Система2;
   
3. 
   G1;
   
4. 
   G2,G3;
   
5. 
   G4
   
6. 
   G5.
   

В дальнейших преобразованиях не учитываем сопротивление Х₁₇, так как оно равно 0, и сопротивления Х₁₈, Х₁₉ так как ток по ним в точку короткого замыкания не течёт.

Составим схему замещения для К1, рисунок 7.3.


Рисунок 7.3 – Схема замещения для точки К1.
Упростим схему:













Рисунок 7.4 Схема замещения для точки К1.
Далее применяем метод коэффициентов участия, чтобы перекинуть сопротивления Х₂₁, Х₂₂, Х₂₃ в точку короткого замыкания К1 через сопротивление Х₁₅ и Х₁₆.

Определяем Х_экв , суммируя те сопротивления, которые нужно перекинуть:

Находим X_рез, складывая Х_экв с тем сопротивлением, через которое переносим:


Определяем коэффициенты участия для каждого сопротивления:
(7.8)

По формуле (7.8):





Сумма коэффициентов участия должна равняться 1, что в нашем случае выполняется:

С_С2+ С_G4+ С_G5 1 (7.9)

0,6+0,26+0,14=1









Рисунок 7.5 – Лучевая схема замещения для точки К1
Определяем ток в каждой генерирующей ветви, а затем определяем результирующие токи.

Определим – I_по периодическую составляющую в момент короткого замыкания по формуле:
(7.10)
где Е" – сверх переходная относительная ЭДС, I_б – базисный ток [1, стр.109]:
(7.11)

.
По формуле (7.10) определяем начальный периодический ток:















Определяем i_у – наибольшее значение полного тока:
(7.12)

где k_у – ударный коэффициент, зависящий от постоянного времени затухания апериодической составляющей тока КЗ [1, стр.109]:
С1:

С2:

G1:

G3,4:

G4:

G5:
















Определяем апериодическую составляющую тока короткого замыкания в момент размыкания контактов:
(7.13)
где Т_А – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания:
τ =0.01+t_{с.в.откл}, (7.14)
где t_{с.в.откл} – собственное время отключения выключателя, с [1, стр.112], t_{с.в.откл}=0.055 [6].

По формуле (7.14):
τ =0,01+0,055 0,07,

С1:

С2:

G1:

G2,3:

G4,5:

С1:

С1:

G1:

G3,4:

G4,5:
По формуле (7.13):












Определяем сумму:



Определяем периодическую составляющую тока короткого замыкания в момент разведения контактов:
(7.15)




так как системы являются источниками бесконечной мощности.

Для остальных ветвей определим, каким источником мощности они являются. Для этого определяем номинальный ток генерирующих ветвей:

(7.16)


Определяем соотношение . Если то данная ветвь является источником бесконечной мощности, следовательно

Если то данная генерирующая ветвь является источником конечной мощности, следовательно, по кривым [1, стр.113, рисунок 3.8].

Для времени t = 0,07 сек и по кривой, соответствующей найденному , находят другое отношение: , следовательно, [1, стр.113].





















Определяем сумму:




Для точки К2 будет 6 генерирующих ветвей:

1. 
   Система1;
   
2. 
   Система2;
   
3. 
   G1;
   
4. 
   G2,3;
   
5. 
   G4;
   
6. 
   G5;
   

Для точки К2 примем преобразование точки К1, и получим схему на рисунке 7.6.



Рисунок 7.6 – Схема замещения для точки К2
Для дальнейших преобразований применим метод коэффициентов участия:

















Рисунок 7.7 – Лучевая схема замещения для точки К2

Базисный ток на стороне 110 кВ:


















Определяем i_у по формуле (7.12):

С1:

С2:

G1:

G2,3:

G4,5:

















Определяем апериодическую составляющую тока короткого замыкания в момент размыкания контактов по формуле (7.13):
С1:

С2:

G1:

G2,3:

G4:

G5:

С1:

С1:

G1:

G2,3:

G4:

G5:
















Определяем периодическую составляющую тока короткого замыкания в момент разведения контактов по формуле (7.15).



так как системы являются источниками бесконечной мощности.

Для остальных ветвей определим каким источником мощности они являются. Для этого определяем номинальный ток генерирующих ветвей по формуле (7.16):















Определяем сумму:



Преобразуем схему для точки К3. Для точки К3 будет 2 генерирующие ветви:

1. 
   G1;
   
2. 
   G2,G3,G4,G5, С1,C2 = С.
   

При расчёте точки К3 учтём преобразования точки К1 и схема замещения будет иметь следующий вид:



Рисунок 7.8 – Схема замещения для точки К3
Упростим схему:






Рисунок 7.9 – Двухлучевая схема для К2
Базисный ток для ступени напряжения 24 кВ:

Периодическая составляющая тока:





Определяем i_у по формуле (7.13):







Определяем апериодическую составляющую тока короткого замыкания в момент размыкания контактов:









Определяем периодическую составляющую тока короткого замыкания в момент разведения контактов по формуле (7.15):

так как системы являются источниками бесконечной мощности.

Для остальных ветвей определим каким источником мощности они являются. Для этого определяем номинальный ток генерирующих ветвей по формуле (7.16):





Преобразуем схему для точки К4. Для точки К4 будет 2 генерирующие ветви:

1. 
   G4;
   
2. 
   G1,G2,G3,G5, С1,C2 = С.
   

При расчёте точки К4 учтём преобразования точки К2 и схема замещения будет иметь вид как на рисунке 7.12.



Рисунок 7.12 – Схема замещения для точки К4






Рисунок 7.14 – Лучевая схема замещения для точки К4

Базисный ток:








Ударный ток:







Определяем апериодическую составляющую тока короткого замыкания в момент размыкания контактов по формуле (7.13):







Определяем периодическую составляющую тока короткого замыкания в момент разведения контактов по формуле (7.15):
,
так как системы являются источниками бесконечной мощности.

Для остальных ветвей определим каким источником мощности они являются. Для этого определяем номинальный ток генерирующих ветвей по формуле (7.16):





Преобразуем схему для точки К6 расположенной на шинах собственных нужд.

Для точки К5 будет 2 генерирующие ветви:

– все генераторы и система;

– электродвигатели, подключенные к секции шин 6кВ, где произошло короткое замыкание.

Пользуемся преобразованиями предыдущей схемы.

Электродвигатели, подключенные к неповрежденной секции собственных нужд в расчете не учитываются.

Воспользуемся расчетами для точки К3:




.

Определим периодическую составляющую в момент короткого замыкания:
.
Определяем ударный ток:
;

.

Определяем апериодическую составляющую тока короткого замыкания в момент размыкания контактов:







Со стороны двигателя:

Составляем общую таблицу токов короткого замыкания, таблица 7.1.

Таблица 7.1 – Результаты расчетов токов КЗ

Наименование точки КЗ	Источник	Значение Iк.з.,кА
		Iпо	iy	ia	Iп
К1 РУВН 220кВ	Система1 Система2 Генератор G1 Генераторы G2,3 Генераторы G4 Генератор G5	6,12 2,14 7,86 6,75 0,93 0,57	16,01 5,75 21,90 18,81 2,50 1,53	2,69 1,90 8,80 4,73 0,16 0,40	6,12 2,14 5,39 5,74 0,93 0,57
	Сумма	24,37	66,5	18,68	20,89
К2 РУСН 110кВ	Система1 Система2 Генератор G1 Генераторы G2,3 Генераторы G4 Генератор G5	2,59 12,37 3,30 2,93 5,02 4,21	7,14 33,24 9,10 7,87 13,49 11,31	2,30 1,70 2,93 0,46 5,42 4,55	2,59 12,37 3,3 2,93 4,27 3,70
	Сумма	30,42	82,15	17,36	29,16
К3 на выводах генератора ТВВ-800-2УЗ	Система G1	98,19 110,50	263,85 308,63	69,01 135,80	98,19 93,93
	Сумма	208,69	572,48	204,81	192,12
К4 на выводах генератора ТГВ-300-2УЗ	Система G4	64,16 59,31	172,40 165,66	45,41 71,80	64,16 44,8
	Сумма	82,94	338,06	117,21	108,96
К5 на выводах генератора ТГВ-200-2УЗ	Система Двигатель	10,51 6,09	28,24 17	7,39 7,37	10,51 5,18
	Сумма	16,6	45,24	14,76	15,69
К6 в системе собственных нужд 6,3 кВ)	Система Двигатель	14,71 8,33	39,53 19,55	10,34 1,27	14,71 3,07
	Сумма	23,04	59,08	11,61	17,78