- •270116 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий».
- •Содержание
- •1 Общая часть
- •1.1 Характеристика потребителей электрической энергии
- •1.2 Выбор напряжения и схемы электроснабжения
- •2 Расчётная часть
- •2.1 Расчет электрических нагрузок
- •2.2 Компенсация реактивной мощности
- •2.3 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для подстанции
- •2.4 Расчет токов короткого замыкания
- •Порядок расчета токов короткого замыкания (Iкз) в относительных единицах.
- •3 Порядок расчёта токов короткого замыкания по расчётным кривым.
- •2.5. Выбор электрооборудования подстанции
- •2.6 Выбор питающих линий
3 Порядок расчёта токов короткого замыкания по расчётным кривым.
Применяется в тех случаях, если точка короткого замыкания находится рядом с источником питания (генератором) на электростанции.
3.1 Находится относительное суммарное сопротивление X*К∑ расчётной точки как в пункте 1.2.
Определяется периодическая слагающая тока короткого замыкания по расчётным кривым рис 6.6[2]. Расчётные кривые представляют собой зависимость кратности периодической слагающей тока короткого замыкания Kt от расчётного сопротивления Х*р (для времени, принимаемого от начала возникновения короткого замыкания) до точки короткого замыкания для времени от начала возникновения короткого замыкания. Расчетное сопротивление Х*р представляет собой сопротивление схемы замещения, отнесённое к суммарной номинальной мощности источника питания:
, (72)
где SномΣ – суммарная номинальная мощность источника питания
Если при расчете принимается Sб =SномΣ ,
то Х*р= Х*б.
Периодическая слагающая тока короткого замыкания по расчетным кривым.
, (73)
где IΣном- суммарный ток источника питания, А
Uном- напряжение ступени, для которой рассматривается короткое замыкание, кВ
Мощность короткого замыкания пропорциональна току короткого замыкания МВА, следовательно
. (74)
Ударный ток определяется по формуле (59), кА.
4 Расчёт токов короткого замыкания в электроустановках до 1000 кВ.
В этом случае расчёт токов короткого замыкания выполняется в именованных единицах и кроме индуктивных сопротивлений учитываются активные сопротивления элементов. Согласно ПУЭ следует исходить из условий, что напряжение на стороне высшего напряжения трансформатора неизменно и Sc = ¥, следовательно Хс = 0.
4.1. Составляется расчётная схема и намечаются расчётные точки. Обычно расчётная точка берётся на шинах РУ.
4.2. По расчётной схеме составляется схема замещения, в которой указываются сопротивления всех элементов и намечаются точки для расчёта токов короткого замыкания. Генераторы, трансформаторы большой мощности, воздушные линии, реакторы обычно представляются в схеме замещения их индуктивными сопротивлениями, так как активные сопротивления во много раз меньше индуктивных. Кабельные линии 6-10 кВ, трансформаторы мощностью 1600 кВА и меньше в схеме замещения представляются индуктивными и активными сопротивлениями.
4.3. Задаётся базисное напряжение Uб в расчётный точка по табл.2:
Базисный ток на ступени напряжения точки короткого замыкания (КЗ) определяется по формуле, кА:
. (75)
4.4 Определяется реактивные и активные сопротивления, Ом:
- для энергосистемы по формуле, Ом:
, (76)
где Sс – мощность системы МВА (принимается 100МВА, 1000 МВА);
Хс- сопротивление соответствующее мощности системы, справочные данные, Ом .
- для воздушной линии, Ом
, (77)
где Хо- удельное индуктивное сопротивление ВЛ, для напряжения выше 1000В, принимается 0,4 Ом/км;
ℓ- длина линии, км.
- для двухобмоточного трансформаторов, Ом:
, (78)
где uк - напряжение к.з., справочные данные трансформатора, %;
Sн.т- мощность трансформатора, МВА.
-для трёхобмоточного трансформатора и автотрансформатора, трёхобноточного трансформатора с расщеплённой обмоткой НН сопротивления рассчитываются по формулам (64-68)
Определения активного и реактивного сопротивления двухобмоточного трансформатора, Ом:
, (79)
где Рк- потери короткого замыкания в трансформаторе, справочные данные, кВт;
. (80)
При мощности трансформатора Sном.тр. > 630 кВ А в схеме необходимо учитывать реактор, который устанавливается для ограничения токов короткого замыкания по формуле, Ом:
, (81)
где Хном.р - номинальное сопротивление реактора, справочные данные, Ом;
Uном - номинальное напряжение реактора, кВ;
Iном -номинальный ток реактора, кА.
- для кабельной линии
а) индуктивное сопротивление КЛ, Ом:
, (82)
где Хо- удельное сопротивление кабельной линии, выбирается по справочной литературе, Ом/км;
ℓ- длина кабельной линии, км.
б) активное сопротивление КЛ, Ом:
, (83)
где Rо – активное сопротивление одного километра линии, Ом/км, определяется по справочной литературе.
Активное сопротивление кабеля на напряжение 6-10кВ учитывается, если X/R≥3
4.5 После определения всех сопротивлений до точки короткого замыкания их необходимо сложить и получить полное сопротивление схемы Zк, Ом:
. (84)
4.6 Ток короткого замыкания в точке определяется по формуле, кА:
. (85)
4.7 Ударный ток в точке К рассчитывается по формуле, кА:
, (86)
где Ку- ударный коэффициент, определяется по [5] .
4.8 Мощность короткого замыкания рассчитывается по формуле, МВА:
. (87)
Методика расчета тока короткого замыкания в сетях до 1000В отличается от методики расчета короткого замыкания в сетях выше 1000 В следующими особенностями :
- необходим учёт не только индуктивных сопротивлений, но также и активных сопротивлений всех элементов цепи, включая переходные сопротивления коммутационных аппаратов, которые можно определить по справочной литературе [1], [5]
- малое влияние сопротивления элементов сети выше 1000В на величину токов короткого замыкания, которое в расчетах не учитывается, а питающая сеть выше 1000В до ввода в трансформатор заменяется как источник неограниченной мощности с постоянным напряжением.