Проверка клэп на термическую стойкость
Итак
допустимые токи составят
Схема с обозначенными точками КЗ представлена на рис 3.1., а схема замещения для К1 на рисунке 3.2. , для К2, К3 на рисунке 3.3.
Расчёт
сопротивлений элементов схемы замещения
для К1
(рис 3.2.).
Сопротивление системы:
Сопротивление ВЛЭП 220 кВ:
Сопротивление трансформатора ТРДН-40000/220:
Активное и реактивное сопротивление КЛЭП (W5):
Сопротивление трансформатора ТМ-2500/35:
Сопротивление асинхронного двигателя 4АЗМ-2000/6000УХЛ4:
Значения всех удельных сопротивлений взяты из [11]
Расчёт сопротивлений элементов схемы замещения для К2, К3 (рис 3.3.).
Сопротивление системы:
Сопротивление ВЛЭП 220 кВ:
Сопротивление трансформатора ТРДН-40000/220:
Активное и реактивное сопротивление ВЛЭП (W3):
Сопротивление трансформатора ТМ-4000/35:
Активное и реактивное сопротивление кабеля КЛЭП (W9):
Активное и реактивное сопротивление кабеля КЛЭП (W11):
Сопротивление синхронного двигателя СДН14-46-8У3:
Расчёт тока КЗ в точке К-1. Суммарное сопротивление со стороны системы до точки К1:
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ со стороны системы:
Полное сопротивление со стороны АД:
Начальное значение периодической составляющей от АД равно:
Определим необходимость учёта подпитки от АД:
Подпитка от АД учитывается.
Суммарное значение периодической составляющей тока в точке К1 составит:
Расчёт токов КЗ в точке К2. Суммарное реактивное сопротивление со стороны системы до точки К2:
Полное сопротивление со стороны системы:
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ со стороны системы равно:
Полное сопротивление со стороны СД:
Рис.3.1- Главная электрическая схема распределительной сети системы электроснабжения с точкам КЗ
Рис.3.2- Схема замещения для К1
Начальное значение периодической составляющей от СД равно:
Определим необходимость учёта подпитки от СД:
Подпитка от СД учитывается.
Суммарное значение периодической составляющей тока в точке К2 составит:
Рис.3.3- Схема замещения для К2 и К3
Таким образом, в данном случае, условие термической стойкости не выполняется. Поэтому увеличим сечение КЛЭП (W11) до 25 , так как:
Расчёт тока КЗ в точке К-3. Суммарное реактивное сопротивление со стороны системы до точки К3:
Суммарное активное сопротивление со стороны системы до точки К3:
Полное сопротивление со стороны системы:
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К3:
Таким образом, условие термической стойкости не выполняется. Поэтому увеличим сечение КЛЭП (W13) до 16 , так как:
Уточнённый расчёт кз
Схема с обозначенными точками КЗ изображена на рис. 4.1.
Расчёт
токов трехфазного КЗ за трансформаторами
с большим диапазоном регулирования
напряжения (РПН). Согласно
ГОСТ 12965-85:
Напряжения. Соответствующие крайним
ответвлениям:
[2] (табл. 3.1).
Определение
минимальных и максимальных сопротивлений
схемы замещения участка сети (от ЭС до
К-2) приведённые к
(рис. 4.2):
Сопротивление системы в её максимальном режиме:
Сопротивление системы в её минимальном режиме:
Сопротивление линии равно:
Максимальное и минимальное сопротивления силового трансформатора ТРДН-40000 с учётом РПН:
Рис.4.1- Главная электрическая схема распределительной сети системы электроснабжения с точкам КЗ
Схема
замещения трансформатора с расщеплёнными
обмотками имеет вид трёхлучевой звезды.
Сопротивление луча, обращённого к зажиму
высшего напряжения, составляет
а сопротивление двух других лучей
составляет
.
С учётом этого:
Рис. 4.2-Схема замещения прямой (обратной) последовательности участка сети от ЭС до точки К-2
Максимальное и минимальное сопротивление схемы замещения участка сети (от ЭС до точки К-2), приведённые к равны:
Определим максимальные и минимальные первичные токи, проходящие через защищаемый трансформатор при КЗ между тремя фазами на шинах 220 кВ:
Приведём токи к нерегулируемой стороне НН:
Результирующее сопротивление от ЭС до точки К-2 в максимальном режиме, приведённое к будет равно:
Результирующее сопротивление от ЭС до точки К-2 в минимальном режиме:
Рис. 4.3-Схема замещения прямой (обратной) последовательности участка сети от двигателя M1 до точки К-2
Определим сопротивление со стороны двигателя (рис. 4.3):
Активное
и реактивное сопротивление кабеля КЛЭП
(W5)
приведённое к
:
Сопротивление трансформатора ТМ-2500/35:
Сопротивление асинхронного двигателя 4АЗМ-2000/6000УХЛ4:
Полное сопротивление со стороны АД:
Начальное значение периодической составляющей от АД равно:
Определим необходимость учёта подпитки от АД:
Подпитка от АД учитывается.
Суммарное значение периодической составляющей тока в точке К2 составит:
Расчёт тока короткого замыкания в точке К-1. Максимальное и минимальное сопротивление схемы замещения участка сети (от ЭС до точки К-1), приведённые к равны:
Определим максимальные и минимальные токи:
Расчёт тока короткого замыкания в точке К-3. Определение минимальных и максимальных сопротивлений схемы замещения участка сети (от ЭС до К-3) приведённые к (рис. 4.4):
Рис. 4.4-Схема замещения прямой (обратной) последовательности участка сети от ЭС до точки К-3
Активное и реактивное сопротивление кабеля КЛЭП (W7):
Максимальное и минимальное реактивное сопротивление схемы замещения участка сети (от ЭС до точки К-3), приведённые к равны:
Полное минимальное м максимальное сопротивление:
Определим максимальные и минимальные токи:
Расчёт тока короткого замыкания в точке К-4. Определение минимальных и максимальных сопротивлений схемы замещения участка сети (от ЭС до К-4) приведённые к :
Максимальное и минимальное реактивное сопротивление схемы замещения участка сети (от ЭС до точки К-4), приведённые к равны:
Полное минимальное м максимальное сопротивление:
Определим максимальные и минимальные токи со стороны системы:
Полное сопротивление со стороны АД:
Начальное значение периодической составляющей от АД равно:
Определим необходимость учёта подпитки от АД:
Подпитка от АД учитывается.
Суммарное значение периодической составляющей тока в точке К4 составит:
Расчёт тока короткого замыкания в точке К-5. Определение минимальных и максимальных сопротивлений схемы замещения участка сети (от ЭС до К-5) приведённые к (рис. 4.5):
Рис. 4.5-Схема замещения прямой (обратной) последовательности участка сети от ЭС до точки К-5
Активное и реактивное сопротивление ВЛЭП (W3):
Максимальное и минимальное реактивное сопротивление схемы замещения участка сети (от ЭС до точки К-5), приведённые к равны:
Полное минимальное и максимальное сопротивление:
Определим максимальные и минимальные токи:
Расчёт тока короткого замыкания в точке К-7. Определение минимальных и максимальных сопротивлений схемы замещения участка сети (от ЭС до К-7):
Максимальное и минимальное реактивное сопротивление схемы замещения участка сети (от ЭС до точки К-7), приведённые к равны:
Приведём
сопротивления
и
к
через номинальный коэффициент
трансформации трансформатора Т5:
Полное минимальное и максимальное сопротивление со стороны системы:
Определим максимальные и минимальные токи со стороны системы:
Начальное значение периодической составляющей от АД равно:
Определим необходимость учёта подпитки от АД:
Подпитка от АД учитывается.
Суммарное значение периодической составляющей тока в точке К7 составит:
Расчёт тока короткого замыкания в точке К-8. Определение минимальных и максимальных сопротивлений схемы замещения участка сети (от ЭС до К-8):
Приведём
сопротивления
и
к
через номинальный коэффициент
трансформации трансформатора Т3:
Схема замещения изображена на рисунке 4.6.
Рис. 4.6-Схема замещения прямой (обратной) последовательности до точки К-8
Сопротивление трансформатора ТМ-4000/35:
Активное
и реактивное сопротивление кабеля КЛЭП
(W9)
приведённое к
:
Сопротивление синхронного двигателя СДН14-46-8У3:
Полное минимальное и максимальное сопротивление со стороны системы:
Определим максимальные и минимальные токи со стороны системы:
Полное сопротивление со стороны СД:
Начальное значение периодической составляющей от СД равно:
Определим необходимость учёта подпитки от СД:
Подпитка от СД учитывается.
Суммарное значение периодической составляющей тока в точке К8 составит:
Расчёт тока короткого замыкания в точке К-9. Определение минимальных и максимальных сопротивлений схемы замещения участка сети (от ЭС до К-9) приведённые к (рис. 4.7):
Рис. 4.7-Схема замещения прямой (обратной) последовательности участка сети от ЭС до точки К-9
Активное и реактивное сопротивление КЛЭП (W11):
Максимальное и минимальное реактивное сопротивление схемы замещения участка сети (от ЭС до точки К-9), приведённые к равны:
Полное минимальное и максимальное сопротивление:
Определим максимальные и минимальные токи:
Расчёт тока короткого замыкания в точке К-10. Определение минимальных и максимальных сопротивлений схемы замещения участка сети (от ЭС до К-10):
Схема замещения изображена на рисунке 4.8.
Рис. 4.8-Схема замещения прямой (обратной) последовательности до точки К-10
Полное минимальное и максимальное сопротивление со стороны системы:
Определим максимальные и минимальные токи со стороны системы:
Начальное значение периодической составляющей от СД равно:
Определим необходимость учёта подпитки от СД:
Подпитка от СД учитывается.
Суммарное значение периодической составляющей тока в точке К10 составит:
Расчёт тока короткого замыкания в точке К-11. Определение минимальных и максимальных сопротивлений схемы замещения участка сети (от ЭС до К-11) приведённые к (рис. 4.9):
Рис. 4.9-Схема замещения прямой (обратной) последовательности участка сети от ЭС до точки К-11
Активное и реактивное сопротивление КЛЭП (W13):
Максимальное и минимальное реактивное сопротивление схемы замещения участка сети (от ЭС до точки К-11), приведённые к равны:
Полное минимальное и максимальное сопротивление:
Определим максимальные и минимальные токи:
Расчёт токов короткого замыкания за цеховыми трансформаторами (в точке К-6). Определим полное сопротивление трансформатора Т7, приведённое к стороне ВН:
Определим активное сопротивление трансформатора Т7:
Определим индуктивное сопротивление трансформатора Т7:
Максимальное значение тока при трёхфазном КЗ за трансформатором Т7, отнесённое к стороне ВН:
Максимальное значение тока трёхфазного КЗ в точке К-6, отнесённое к стороне НН:
Приведём
сопротивление
,
,
и
к НН:
Определим суммарное активное сопротивление цепи КЗ, приведённое к стороне НН:
где
активное
сопротивление шинопровода типа
ШМА68П-4000от трансформатора до секции
шин 0,69 кВ, протяжённостью 10 м удельное
сопротивление приведено в [2 табл. П2.3];
активное
сопротивление токовых катушек и контактов
автоматического выключателя QF1
[2 табл. П2.4];
активное
сопротивление контактов коммутационных
аппаратов цепи КЗ;
активное
сопротивление дуги в разделке кабеля,
отходящего от секции шин 0,69 кВ [2
табл.П2.2].
Суммарное индуктивное сопротивление цепи КЗ, приведённое к стороне НН:
где
индуктивное
сопротивление шинопровода типа
ШМА68П-4000 от трансформатора до секции
шин 0,69 кВ, протяжённостью 10 м удельное
сопротивление приведено в [2 табл. П2.3];
индуктивное
сопротивление токовых катушек и контактов
автоматического выключателя QF1
[2 табл. П2.4].
Минимальное значение тока трёхфазного КЗ вблизи секции шин 0,69 кВ с учётом активного сопротивления дуги:
Минимальное значение тока трёхфазного КЗ в точке К-6, отнесённое к стороне ВН:
Расчёт токов короткого замыкания в точке К-12. Определим полное сопротивление трансформатора Т9, приведённое к стороне ВН:
Определим активное сопротивление трансформатора Т9:
Определим индуктивное сопротивление трансформатора Т9:
Максимальное значение тока при трёхфазном КЗ за трансформатором Т9, отнесённое к стороне ВН:
Максимальное значение тока трёхфазного КЗ в точке К-12, отнесённое к стороне НН:
Приведём
сопротивление
,
,
,
и
к НН:
Определим суммарное активное сопротивление цепи КЗ, приведённое к стороне НН:
Суммарное индуктивное сопротивление цепи КЗ, приведённое к стороне НН:
Минимальное значение тока трёхфазного КЗ вблизи секции шин 0,69 кВ с учётом активного сопротивления дуги:
Минимальное значение тока трёхфазного КЗ в точке К-12, отнесённое к стороне ВН:
Расчёт токов короткого замыкания в точке К-13. Определим полное сопротивление трансформатора Т11, приведённое к стороне ВН:
Определим активное сопротивление трансформатора Т9:
Определим индуктивное сопротивление трансформатора Т11:
Максимальное значение тока при трёхфазном КЗ за трансформатором Т11, отнесённое к стороне ВН:
Максимальное значение тока трёхфазного КЗ в точке К-13, отнесённое к стороне НН:
Приведём
сопротивление
,
,
и
к НН:
Определим суммарное активное сопротивление цепи КЗ, приведённое к стороне НН:
Суммарное индуктивное сопротивление цепи КЗ, приведённое к стороне НН:
Минимальное значение тока трёхфазного КЗ вблизи секции шин 0,69 кВ с учётом активного сопротивления дуги:
Минимальное значение тока трёхфазного КЗ в точке К-13, отнесённое к стороне ВН:
Для трансформаторов со схемой соединения обмоток «треугольник-звезда» значение тока в месте однофазного КЗ за трансформатором считается практически равным току трёхфазного КЗ в этой же точке.
Расчётные значения токов КЗ во всех точках схемы сведены в таблицу 4.1.
Таблица 4.1- Расчётные значения токов КЗ
Ток КЗ |
К-1 |
К-2 |
К-3 |
К-4 |
К-5 |
К-6 |
К-7 |
К-8 |
К-9 |
К-10 |
К-11 |
К-12 |
К-13 |
|
1,385 |
2,259 |
2,124 |
2,25 |
1,706 |
25,92 |
3,326 |
3,657 |
2,833 |
3,485 |
1,881 |
1,278 |
1,261 |
|
1,086 |
2,031 |
1,898 |
2,024 |
1,561 |
23,336 |
3,263 |
3,552 |
2,756 |
3,393 |
1,857 |
1,186 |
1,168 |
|
0,941 |
1,759 |
1,644 |
1,753 |
1,352 |
- |
2,826 |
3,076 |
2,387 |
2,938 |
1,608 |
- |
- |
