Расчёт токов короткого замыкания в сети 6 кВ
Коротким замыканием называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или с землей, при котором токи в аппаратах и проводниках, примыкающих к месту соединения, резко возрастают, превышая, как правило, расчетные значения нормального режима. При расчете токов коротких замыканий в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ допускается: 1. Не учитывать сдвиг по фазе ЭДС различных синхронных машин и изменение их частоты вращения, если продолжительность КЗ не превышает 0,5 с; 2. Не учитывать межсистемные связи, выполненные с помощью электропередачи (вставки) постоянного тока; 3. Не учитывать поперечную емкость воздушных линий электропередачи напряжением 110 – 220 кВ, если их длина не превышает 200 км, и напряжением 330 – 500 кВ, если их длина не превышает 150 км; 4. Не учитывать насыщение магнитных систем электрических машин; 5. Не учитывать ток намагничивания трансформаторов и автотрансформаторов; 6. Не учитывать влияние активных сопротивлений различных элементов исходной расчетной схемы на амплитуду периодической составляющей тока КЗ, если активная составляющая результирующего эквивалентного сопротивления расчетной схемы относительно точки КЗ не превышает 30% от индуктивной составляющей результирующего эквивалентного сопротивления; 7. Приближенно учитывать затухание апериодической составляющей тока КЗ, если исходная расчетная схема содержит несколько независимых контуров; 8. Приближенно учитывать электроприемники, сосредоточенные в отдельных узлах исходной расчетной схемы; 9. Принимать численно равными активное сопротивление и сопротивление постоянному току любого элемента исходной расчетной схемы. При расчете начального действующего значения периодической составляющей тока трехфазного КЗ в электроустановках напряжением свыше 1 кВ в исходную расчетную схему должны быть введены все синхронные генераторы и компенсаторы, а также синхронные и асинхронные электродвигатели мощностью 100 кВт и более, если между электродвигателями и точкой КЗ отсутствуют токоограничивающие реакторы или силовые трансформаторы. При расчете начального действующего значения периодической составляющей тока КЗ аналитическим методом по принятой исходной расчетной схеме предварительно составляется эквивалентная схема замещения, в которой асинхронные машины представляются приведенными к базисной ступени напряжения сверхпереходными сопротивлениями и сверхпереходными ЭДС. Параметры схемы замещения определяются в именованных единицах относительно шин 6 кВ. Сопротивление системы при заданном токе отключения выключателя в начале ВЛ 110 кВ Iотк.ном = 3,25 кА:
(34)
Индуктивное сопротивление ВЛ 110 кВ приведённое к шинам 6 кВ. , (35)
Сопротивления обмоток трехобмоточного трансформатора рассчитываются по формулам: Активное
, (36)
где ΔРк – потери в трансформаторе, МВт; Sном.т – мощность трансформатора, МВА. Индуктивное:
, (37)
где ик.в – напряжение короткого замыкания обмотки ВН, %. Сверхпереходное индуктивное сопротивление асинхронного электродвигателя определяется по формуле /2, с.120, табл. 2.41/:
, (38)
где Sад.ном – номинальная мощность асинхронного электродвигателя, МВА. Сопротивление постоянному току обмотки статора асинхронного электродвигателя вычисляется по формуле /2, с.125, ф.2.168/:
, (39)
где sном – номинальное скольжение асинхронного электродвигателя, %. Сверхпереходная ЭДС асинхронных электродвигателей в момент, предшествующий КЗ, определяется по формуле:
, (40)
где Х’’АД – сверхпереходное индуктивное сопротивление электродвигателя, Ом; U(0) – напряжение (фазное) в расчетной точке КЗ к моменту возникновения КЗ, кВ. I(0) – ток в расчетной точке КЗ к моменту возникновения КЗ, кА.
Сопротивления кабельных линий проложенных кабелем ААВГ 3 (3х 185) с удельными параметрами r0 = 0,159 Ом/км и x0 = 0,073 Ом/км, кабельных линий проложенных кабелем ААШВ 3х150 r0 = 0,206 Ом/км и x0 = 0,074 Ом/км и кабелем ААШВ 3х70 r0 = 0,443 Ом/км и x0 = 0,08 Ом/км. Влияние комплексной нагрузки на ток КЗ не учитывается, т.к. ток в месте КЗ от той нагрузки составляет менее 5% тока в месте КЗ, определенного без учета нагрузки. Начальное действующее значение периодической составляющей тока в месте КЗ определяется по формуле: (41) Также начальное действующее значение периодической составляющей тока в месте КЗ определяется по формуле:
(42)
где U(0) – напряжение (линейное) в расчетной точке КЗ к моменту возникновения КЗ, кВ.
Рис. 2 Схема замещения для расчета токов КЗ в точке К1
Рис. 3. Схема замещения после преобразований
Наибольшее значение апериодической составляющей тока КЗ в общем случае принимается равным амплитуде периодической составляющей тока в начальный момент КЗ /6, с.45, ф.5.9/, т.е.
(43)
Апериодическая составляющая тока КЗ в произвольный момент времени определяется по формуле /6, с.45, ф.5.10/: , (44)
где Та.эк - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, о.е.; она определяется по формуле:
, (45)
где Хэк - результирующее эквивалентное сопротивление схемы замещения при учете в ней различных элементов расчетной схемы только индуктивными сопротивлениями, т.е. при исключении всех активных сопротивлений, Ом; Rэк - результирующее эквивалентное сопротивление схемы замещения при исключении из нее всех индуктивных сопротивлений, Ом. При расчете ударного тока КЗ с целью проверки проводников и электрических аппаратов по условиям КЗ допустимо считать, что амплитуда периодической составляющей тока КЗ в момент наступления ударного тока равна амплитуде этой составляющей в начальный момент КЗ. Ударный ток определяется по формуле:
, (46)
где Куд – ударный коэффициент. Т.к. отношение Xэк/Rэк > 5, ударный коэффициент допустимо определять по формуле /6, с.48, п.5.4.4./: (47) При определении ударного тока со стороны асинхронных двигателей необходимо учесть изменение периодической составляющей со временем. В приближенных расчетах для определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ от асинхронных электродвигателей в произвольный момент времени при радиальной схеме следует применять метод типовых кривых /6, с.50, п.5.5.3./. Электрическая удаленность точки КЗ от асинхронной машины характеризуется отношением действующего значения периодической составляющей тока электродвигателя в начальный момент КЗ к его номинальному току:
, (48)
где Iад.ном – номинальный ток асинхронного электродвигателя, кА. Используя типовые кривые для асинхронного электродвигателя, периодическая составляющая в произвольный момент времени определяется по формуле:
, (49)
где γt.ад – параметр, определяемый по типовой кривой по /6, с.55, рис. 5.9/.
Рис. 4. Схема замещения для расчета токов КЗ в точке К2 Рис. 5. Схема замещения после преобразований
Рис. 6. Схема замещения для расчета токов КЗ в точке К3
Рис. 7. Схемы замещения
Расчет действующего значения периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от группы асинхронных электродвигателей с учетом влияния удаленного от расчетной точки КЗ источника энергии, связанных с точкой КЗ общим для этого источника и электродвигателей сопротивлением (ветвь КЗ) проводится в следующей последовательности: вычисляется периодическая составляющая тока от эквивалентного электродвигателя в начальный момент КЗ: , (50)
где Е’’0.ад - начальное значение сверхпереходной ЭДС эквивалентного электродвигателя, кВ; Ес - ЭДС удаленного источника энергии (системы), кВ; Z1 – сопротивление со стороны системы, Ом; Z2 – сопротивление со стороны эквивалентного электродвигателя, Ом; Zк – общее сопротивление, Ом. определяется значение величины, характеризующей электрическую удаленность расчетной точки КЗ от эквивалентного электродвигателя; по найденному значению электрической удаленности на типовой диаграмме /6, с.58, рис. 5.13./ выбирается соответствующая типовая кривая и для заданного момента времени t определяется коэффициент; с использованием этого коэффициента определяется действующее значение периодической составляющей тока эквивалентного электродвигателя в момент времени t:
(51)
вычисляется искомое действующее значение периодической составляющей тока в месте КЗ в момент времени t:
(52)
Рис. 8. Схема замещения для расчета токов КЗ в точке К4 Рис. 9. Схемы замещения
Расчёты токов КЗ в приложении 6.1. Для ограничения токов КЗ необходимо произвести выбор токоограничивающих реакторов. Выбор параметров реакторов и технико-экономическое обоснование применения их для ограничения токов КЗ в распределительной сети производят при разработке схемы электроснабжения промышленного предприятия. Оптимальное значение расчетного тока КЗ следует определять с учетом экономического фактора (минимум затрат на электрооборудование и проводники) и обеспечения необходимого качества электроэнергии (ограничение отклонений и колебаний напряжения при резкопеременных толчковых нагрузках). Как правило, ток КЗ в сетях промышленных предприятий должен позволять применение КРУ серийного производства. Расчёты токов КЗ после выбора реактора в приложении 6.2. Проведём расчёты токов КЗ в вышеуказанных точках и их значения введём в таблицу 5. Таблица 5 – Значения токов КЗ в различных участках сети
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1847)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |