2.7. Расчёт токов короткого замыкания (кз)

2.7.1. Расчёт токов трёхфазного кз на стороне 10(6) кВ цеховой тп

Исходные данные для расчёта:

схема электрических сетей внешнего и внутреннего электроснабжения предприятия;

тип и параметры силовых трансформаторов ГПП;

марка и сечение выбранных проводов ВЛ 110 кВ;

марка и сечение кабеля питающей линии цеховой ТП;

длины ВЛ 110 кВ и кабельной линии 10(6) кВ.

Содержание расчёта

1. Составление расчетной схемы.

2. Составление схемы замещения.

3. Определение относительных базисных сопротивлений элементов схемы замещения.

4. Определение результирующего сопротивления до точки КЗ.

5. Вычисление токов трехфазных КЗ.

Методика расчёта

1. Составляются расчётная схема и схема замещения (рис. 2.7, 2.8)

Рис. 2.7. Расчётная схема Рис. 2.8. Схема замещения

2. Принимаются базисные условия:

базисная мощность S_б = 100 МВА (принимается число кратное десяти);

базисное напряжение U_б = U_ср, кВ. За базисное напряжение принимается среднее номинальное напряжение ступени КЗ. При этом используются следующие значения средних напряжений: 6,3; 10,5; 37; 115; 230 кВ и т. д.;

базисный ток, кА, который определяется по формуле

I_б = .

3.Определяются относительные базисные сопротивления элементов схемы замещения, отн. ед.:

системы

X_٭ с = 0;

трансформатора

Х_٭ т = ;

линий:

а) активное сопротивление

R_{٭ w} = ;

б) реактивное сопротивление

Х_{٭ w} = x₀ ,

где x₀ – индуктивное сопротивление 1 км линии, Ом/км (x₀ = 0,08 – для кабельной линии; x₀ = 0,4 – для воздушной линии);

r₀ – активное сопротивление 1 км линии, Ом/км; находится по справочным таблицам или определяется по формуле

r₀ = ,

здесь – удельная проводимость, м/(Ом^.мм²) (для алюминия = 32, для меди = 53); S – сечение провода или жилы кабеля одной фазы линии, ;

L – длина линии, км.

4. Определяется результирующее сопротивление до точки КЗ, отн. ед.:

индуктивное сопротивление

Х_٭ рез = X_٭ с + X_٭ т + X_{٭ w1} + X_{٭ w2};

активное сопротивление

R_٭рез = R_٭w2.

Если R_٭рез  Х_٭ рез, то считают R_٭рез = 0;

полное сопротивление

Z_٭рез =

5. Определяются токи и мощность КЗ:

действующее значение периодической составляющей тока КЗ, установившийся ток КЗ, кА

;

ударный ток КЗ, кА

,

где К_у – ударный коэффициент, который определяется по графику [13, рис. 7.4] в зависимости от соотношения . Если R_٭рез , то К_у = 1,8;

мощность короткого замыкания, МВ^.А

S_к = .

Пример. Определить токи КЗ в точке К расчётной схемы (рис. 2.7) при следующих исходных данных: S_с = ; Х_٭с = 0; S_ном.т = 10 МВ^.А; uк = 10,5 %; U_ср.1 = 115 кВ; U_ср.2 = 6,3 кВ; L1 = 3,6 км; L2 = 0,8 км.

Р е ш е н и е

Принимаем базисные величины:

базисную мощность S_б = 100 МВ^.А;

базисное напряжение U_б = U_ср.2 = 6,3 кВ.

Определяем базисный ток, кА

I_б = =

Определяем относительные базисные сопротивления элементов схемы замещения:

системы C

= 0;

трансформатора Т1

воздушной линии W1

;

кабельной линии W2 (кабель марки ААБ-395-10)

;

R_٭w2 = 0,33 ^. 0,8^. = 0,66,

где удельное активное сопротивление r_0, Ом/км, определено по формуле

r₀ = = = 0,33.

Определяем результирующие сопротивления до точки КЗ, отн. ед.:

реактивное

Х_٭ рез = X_٭ с + X_٭ т1 + X_{٭ w1} + X_{٭ w2} = 0 + 1,05 +0,01 + 0,16 = 1,22;

активное

= 0,66;

полное

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ и установившийся ток КЗ, кА, равны

Iп = I = = = 6,6.

Ударный ток, кА

iу = Ку = 1,19^.1,41^..6,6 = 11,1,

где К_у = 1,19 – ударный коэффициент, определённый для соотношения X _٭рез / R_٭рез =

1,22 / 0,66 = 1,8 по графику [13, рис. 7.4].

Мощность короткого замыкания, МВ^.А

S_к = =

6. Результаты расчёта токов КЗ сводятся в табл. 2.10.

Таблица 2.10