4.4. Расчёт параметров токов короткого замыкания для последующих точек кз

Расчет токов КЗ для остальных точек выполним на ЭВМ с помощью программы GTCURR [20, 26].

Результаты расчётов сверхпереходного и ударного токов для каждой точки представим в виде снимков окна программы.

Рис. 4.4.1. Результаты расчётов токов короткого замыкания для точки K-1

Как видим из таблицы и из рисунка выше, результаты ручного и компьютерного расчетов токов КЗ для точки K-1 получаются достаточно близкими. Полного совпадения результатов нет в силу особенностей работы программы (учёт активного сопротивления элементов и т. д.).

Для выбора электрооборудования необходимо знать токи короткого замыкания не только в начальный момент времени и через 0,01 с после возникновения КЗ (ударный ток), но и по прошествии некоторого времени (к моменту отключения 0,045 с). Также необходимо определить интеграл Джоуля.

Несмотря на то, что токи КЗ для точки K-1 были рассчитаны вручную, воспользуемся данными, полученными при помощи программы GTCURR.

При расчётах в программе базисная мощность принимается равной 1000 МВА. Поэтому:

.

Приведём сверхпереходной ток генератора G1 к базисному:

.

Оцениваем электрическую удаленность генератора от точки КЗ:

.

По кривым из [23] стр. 113 для генераторов с тиристорной системой самовозбуждения для момента времени 0,045 с при найденной удалённости КЗ находим значение . Тогда ток от генератора G1 к моменту отключения:

.

Апериодическая составляющая тока КЗ от генератора G1 к моменту отключения:

.

Для системы согласно [2] обычно принимается . Поэтому .

Постоянная времени затухания апериодической составляющей для системы по [23], стр. 110 равна 0,04 с. Тогда:

.

Остальные источники (генераторы G2-G8) можно считать электрически удалёнными от точки КЗ, что хорошо подтверждается ручными расчётами в предыдущем пункте. Поэтому для тока через автотрансформатор принимаем:

.

Рассчитаем эквивалентную постоянную времени для удалённых источников, зная величины сверхпереходного и ударного токов:

,

тогда:

.

Тогда апериодическая составляющая тока КЗ к моменту отключения, текущая через автотрансформатор АT1 (или АT2), приближённо равна:

.

Теперь определим интеграл Джоуля от каждой ветви, примыкающей к точке КЗ.

Для зоны РУ 110-220 кВ согласно [23], стр. 153 время отключения примем равным .

Тогда интеграл Джоуля от системы:

.

Для генераторов G1, согласно проведённым ранее расчётам, короткое замыкание является близким, поэтому интеграл Джоуля определяется по формуле:

.

В формуле выше - относительный импульс квадратичного тока от генератора, определяемый по [29], стр. 40.

Для остальных источников КЗ является удалённым, поэтому:

.

Рис. 4.4.2. Результаты расчётов токов короткого замыкания для точки K-2

Для точки K-2 все расчёты аналогичны приведённым ранее, поэтому комментарии давать не будем. Короткое замыкание будем считать удалённым относительно всех генераторов. Таким образом, токи к моменту отключения будут найдены приближённо с некоторым запасом. Время отключения с учётом предполагаемых к установке выключатебей будет также составлять 0,045 с (подробнее о выборе выключателей см. далее).

;

;

;

.

;

;

;

.

Рис. 4.4.3 Результаты расчётов токов короткого замыкания для точки K-3

При расчёте тока от генератора G1 при КЗ в точке K-3 рассчитаем базисный ток и приведём сверхпереходной ток от генератора к базисному:

;

.

Оцениваем электрическую удаленность генератора от точки КЗ:

.

Собственное время отключения предполагаемых к установке генераторных выключателей составляет 0,04 с, поэтому .

По кривым из [23], стр. 113 для генераторов с тиристорной системой самовозбуждения для момента времени 0,05 с при найденной удалённости КЗ находим значение . Тогда ток от генератора G1 к моменту отключения:

.

Апериодическая составляющая тока КЗ от генератора G1 к моменту отключения:

.

Интеграл Джоуля от генератора даже при КЗ на выводах генератора можно определять по той же формуле, что была приведена ранее. Согласно [5], стр. 137 и [23], стр. 140 значение интеграла Джоуля при этом будет несколько завышено, но проводники и аппараты, выбираемые в данном присоединении по условиям длительного режима и электродинамической стойкости, имеют значительные запасы по термической стойкости. Кроме того, методика определения интеграла Джоуля для периодической и апериодической составляющих тока КЗ даёт значение теплового импульса только в месте короткого замыкания, которое может быть использовано только для выбора токопроводов. При выборе генераторного выключателя и разъединителя необходимо знать тепловой импульс от генератора и суммарный тепловой импульс от всех остальных источников и производить проверку аппаратов по наибольшему из этих значений.

Для генераторов мощностью более 60 МВт время отключения согласно [23], стр. 153 принимается равным 4 с, по времени действия резервной защиты. Относительный импульс квадратичного тока от генератора по [29], стр. 40 равен . Тогда:

.

Остальные источники, питающие точку КЗ, можно считать источниками бесконечной мощности, поэтому:

;

;

;

Рис.4.4.4. Результаты расчётов токов короткого замыкания для точки K-4

При расчёте тока от генератора G5 при КЗ в точке K-4 рассчитаем базисный ток и приведём сверхпереходной ток от генератора к базисному:

;

.

Оцениваем электрическую удаленность генератора от точки КЗ:

.

Собственное время отключения предполагаемых к установке генераторных выключателей на напряжение 10,5 кВ также составляет 0,04 с, поэтому .

По кривым из [23] стр. 113 для генераторов с тиристорной системой самовозбуждения для момента времени 0,05 с при найденной удалённости КЗ находим значение . Тогда ток от генератора G5 к моменту отключения:

.

Апериодическая составляющая тока КЗ от генератора G5 к моменту отключения:

.

Интеграл Джоуля от генератора равен:

.

Остальные источники, питающие точку КЗ, можно считать источниками бесконечной мощности (удалёнными источниками), поэтому:

;

;

;

.

;

;

;

.