Расчет токов короткого замыкания Определение расчетных условий кз
Для сокращения объёма вычислений обычно используется тот факт, что в электроустановках существуют группы цепей, которые в отношении режима к.з. находятся примерно в одинаковых условиях. Это обстоятельство позволяет разбить всю схему электроустановки на зоны, в которых устанавливаются те или иные общие расчётные условия, [2].
Токи КЗ рассчитываются на каждом напряжении.
Расчетное время для определения токов КЗ , с
,
(2.3)
где
– собственное время отключения
выключателя, с;
– время действия релейной
защиты,
.
Время
отключения КЗ, требуемое для оценки
термической стойкости аппаратов
,с
,
(2.3)
где
– полное время отключения выключателя,
с.
Предварительно намечается установка воздушных выключателей на РУ ВН, РУ СН и в цепи генераторов.
Параметры выключателей:
10кВ
– МГУ
и
,
,
.
110
кВ – ВВБМ
и
,
,
.
220
кВ – ВМТ
и
,
,
.
Расчет параметров схемы замещения
Расчет
выполняется в относительных единицах
по упрощённому методу. Базисная мощность
принимается
базисное
напряжение
ступени – средненоминальное напряжение,
[2].
Рассчитываются
базисные токи для каждой ступени
напряжения
,
кА
,
(2.3)
,
,
,
.
ЭДС
системы
,
о.е.
,
(2.4)
.
Сопротивление
системы
,
о.е.
,
(2.5)
.
Сопротивление
линий
,
о.е.
,
(2.6)
.
ЭДС
генератора
,
о.е.
,
(2.7)
.
Сопротивление
генератора
,
о.е.
,
(2.8)
.
Сопротивление
трансформатора
,
о.е.
, (2.9)
.
Сопротивление
трансформатора
,
о.е.
Сопротивление
автотрансформаторов связи
,
о.е.
,
(2.10)
,
(2.11)
.
(2.12)
,
,
.
Сопротивление
ТСН
,
о.е., по формуле (2.9)
.
Сопротивление
ПРТСН 2
,
о.е.
.
Сопротивление
ПРТСН 1
,
о.е.
.
По схемам (рисунок 1.12, 1.13) составляется схема замещения, изображённая на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 - Cхема замещения для расчетов токов КЗ
Расчет токов кз, определение ударных токов, периодических и апериодических составляющих токов кз. Расчет тепловых импульсов
Расчёт выполняется вручную и по программе «TKZ-3» для точки К6 (рисунок 2.1), сравнение результатов – в таблице 2.1.
Первый этап преобразования схемы замещения.
Эквивалентируются
ветви с
,
,
(рисунок 2.2),
, (2.13)
,
(2.14)
,
(2.15)
Рисунок 2.2 – Первый этап преобразования схемы замещения
Второй этап преобразования схемы замещения.
Эквивалентируются
ветви с
и
,
(рисунок 2.3).
,
(2.16)
,
(2.17)
,
(2.18)
Рисунок 2.3 – Второй этап преобразования схемы замещения
Периодическая
составляющая тока к.з. в начальный момент
в системе
,
о.е.
,
(2.19)
о.е.
Периодическая
составляющая тока к.з. в начальный момент
в генераторе 2
,
о.е.
,
(2.20)
о.е.
Для определения удалённости генераторов Г1, Г3, Г4 от точки к.з. необходимо найти периодическую составляющую тока к.з. в генераторах в начальный момент времени.
По схеме (рисунок 2.2)
,
(2.21)
,
(2.22)
Номинальный
ток генератора Г1, Г2, Г3
,
кА
,
(2.23)
Удалённость генератора Г2 от точки к.з.
Считаем, что источники находящиеся за двумя трансформациями и более удаленными. Проверим это утверждение для генераторов 3 и 4.
Удалённость генератора Г3 от точки к.з.
Удалённость генератора Г4 от точки к.з.
Суммарное
значение периодической составляющей
в начальный момент в точке К3
,о.е.
,
(2.24)
о.е.
Выполняется пересчет в именованные единицы для ступени 10 кВ.
.
(2.25)
,
,
.
Ударный
ток КЗ
,
кА
,
(2.26)
где
– ударный коэффициент,
,
,
[2].
,
,
.
Периодическая
составляющая тока к.з. для момента
,
кА в точке К3, считаем, что напряжение и
ток системы неизменны, значит периодическая
составляющая тока не затухающая
,
(2.27)
.
Периодическая
составляющая тока к.з. от генератора Г2
в момент времени τ
,
кА
,
(2.28)
где
- кратность
периодической составляющей тока к.з. в
начальный момент к номинальному, [2],
для
и
.
.
Периодическая
составляющая тока к.з. для момента
,
кА в точке К6, по формуле (2.27)
.
Апериодическая
составляющая тока
,
кА
,
(2.29)
где
– постоянная времени затухания
апериодической составляющей, с [2],
,
.
,
,
Апериодическая
составляющая тока к.з. для момента
,
кА в точке К6
,
(2.30)
Для ориентировочных расчетов можно воспользоваться уравнением (2.31). При этом вычисленное значение импульса квадратичного тока КЗ будет несколько завышено, так как в действительности ток затухает. Расчет ведется для наиболее тяжелого случая КЗ, т.е. при КЗ между генератором и выключателем
Тепловой
импульс
,
,
(2.31)
где
-
начальное значение периодической
составляющей тока КЗ, суммарное от всех
источников.,
;
-
полное время отключения выключателя,
с., для генераторов 60 МВт и выше, учитывая
их особую ответственность, принимают
время
,
т. Е. по времени действия резервной
защиты.
Тепловой
импульс от внешних источников,
Аналогично ведется расчёт для остальных точек по программе “TKZ”. Результат расчета в таблице 2.2.