Примеры расчетов

Пример 18.1

Сравнить режимы параллельной и раздельной работ трансформаторов ГПП (рис. 18.7 а) по значениям начального и ударного токов трехфазного КЗ на шинах низшего напряжения в точке К.

Решение

Принимаем за базисные следующие условия:

S_б =S_к =2000 МВ·А, U_б =10,5 кВ. Тогда I_б =2000/( ·10,5)=110 кА.

Сопротивления схем замещения (рис. 18.7 б, в) в о.е.:

х₁= S_б /S_к=2000/2000=1;

х₂=х₃=х₄=U_kS_б/(100S_mp.ном)=11·200/(100·125)=1,76.

Токи КЗ:

при параллельной работе трансформаторов (рис. 18.7 б)

кА;

кА;

при раздельной работе трансформаторов (рис. 18.7 в)

Переход с разделительной на параллельную работу трансформаторов ГПП вызывает повышение токов КЗ на шинах низшего напряжения на

Пример 18.2

Рассчитать сопротивление реактора напряжением 10 кВ (рис. 18.8 а) для ограничения мощности КЗ на шинах до 200 МВ·А.

Решение

Принимаем за базисные условия: S_б=3000 МВ·А, U_б=10,5 кВ. Тогда I_б=3000/( ·10,5)=165 кА.

Сопротивление схемы замещения (рис. 18.8 б) в ОЕ:

связи с системой x₁ = S_б/S_к = 3000/3000=1;

трансформатора х₂ = U_кS_б/(100S_тр.ном) = 7,8.

При номинальных параметрах сети в месте включения реактора (U_ном = 10 кВ; I_ном =40/( ·10) =2,31 кА) его сопротивление должно быть

x_p %=[ S_б/S_к2 – (x₁ – x₂)] I_номU_б100/( I_бU)=

=[3000/200-(1+7,8)]·2,31·10,5·100/(165·10)=9,11, или

x_p=9,11·10/(100 ·2,31)=0,227 Ом.

Этим данным соответствует РБА 10-3000-12 с параметрами U_ном =10 кВ; I_ном =3000 А; x_p%==12 (x_p=0,23 Ом).

Фактическая мощность КЗ за реактором с сопротивлением, приведенным к базисным условиям,

х_*р.б= x_p%· I_б ·U_с /(100 I_номU_б )=12·165·10/(100·3·10,5)=6,29 составляет

S_к= S_б/х_*рез.б=3000/(1+7,8+6,29) =199 МВ·А.

Рис. 18.7. К примеру 18.1

Рис. 18.8. К примеру 18.2

Рис. 18.9. К примеру 18.3

Пример 18.3

При реконструкции подстанции глубокого ввода (рис. 18.9 а) предполагается снизить мощность КЗ на шинах напряжением 10 кВ. Установить степень снижения мощности КЗ для вариантов ее ограничения, показанных на рис. 18.9 б и в. Мощность КЗ на стороне высшего напряжения равна 3000 МВ·А.

Решение

Принимаем за базисные следующие условия: S_б =3000 МВ·А, U_б=10,5 кВ. Тогда I_б=3000/( ·10,5) =165,15 кА.

Используя результаты вычислений, полученные в предыдущем примере, находим:

для исходного варианта (рис. 18.9 а)

S_ка =S_б/ х_*рез.б =3000/(1+7,8) =341 МВ·А;

для варианта, показанного на рис. 18.9 б,

S_кб =3000/(1+7,8+6,29) =199 МВ·А.

Сопротивление обмоток трансформатора для варианта, соответствующего рис. 14.9 в, при отсутствии данных U_кн1-н2 %, следующие:

х_в =0,125 U_{к в-н} S_б/(100S_тр.ном) =0,125·10,4·3000/(100·40) =0,975;

х_н1 =х_н2 = 1,75U_{к в-н}S_б/(100S_тр.ном) = 1,75·10,4·3000/(100·40) =13,65.

Мощность КЗ на одной из секций шин напряжением 10 кВ

S_кв =3000/(1+0,975+13,65) =192 МВ·А.

Ограничение мощности КЗ в обоих вариантах реконструкции подстанции глубокого ввода практически одинаковое, поскольку при использовании реактора она уменьшается на 41,6 %, а при установке трансформатора с расщепленной обмоткой – на 43,7 %.

Cписок использованной литературы

1. Правила устройств электроустановок. – 6 изд. – М.: Атомиздат, 1985, 1999.

2. ГОСТ 27514-87. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ. – М.: Издательство стандартов, 1989.

3. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. – М.: Энергия, 1977.

4. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. – М.: Энергия, 1970.

5. Ульянов С.А. Сборник задач по электромагнитным переходным процессам. – М.: Энергия, 1968.

6. Силюк С.М., Свита Л.М. Электромагнитные переходные процессы: Учебное пособие для ВУЗов. – Мн.: Технопринт, 2000.

7. Рекомендации по расчету сопротивлений цепи фаза-нуль. Приложение 1 к руководящему материалу А05-32/85. – М., 1988.

8. Семчинов А.М. Токопроводы промышленных предприятий. – Л.: Энергоиздат, 1982.

9. Руководящие указания по расчету коротких замыканий и проверке аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания. – Изд. МЭИ, 1980.

10. Голубев М.Л. Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях 0,4-35 кВ. – М.: Энергия, 1980.

11. Бойченко А.И., Дзекцер Н.Н. Контактные соединения токоведущих шин. – Л.: Энергия, 1978.

12. Карпов Ф.Ф., Козлов В.Н. Справочник по расчету проводов и кабелей. – 3-е изд. – М.: Энергия, 1969.

13. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110-750 кВ. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 11. – М.: Энергия, 1979.

14. Евминов Л.И. Короткие и простые замыкания в распределительных сетях. – Гомель: ГГТУ им. П. О. Сухого, 2002.