Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания в электроустановках напряжением свыше 1000 в

Содержание работы

Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания в электроустановках напряжением свыше 1000 в.

Цель   работы - изучение методики расчета токов трехфазных коротких замыканий при подпитке точки короткого замыкания мощными синхронными и асинхронными двигателями.

Программа работы.

1. Изучение правил составления схем замещения сетей и определение по ним токов короткого замыкания.

2. Расчёт квадратичного импульса тока короткого эамыкания.

Теоретические сведения и пример расчета.

Режим аварийного короткого замыкания по разным причинам достаточно часто возникает в электрических сетях. Все аппараты, линии, шины должны быть термически и динамически устойчивыми в течение заданного времени, определяемого временем срабатывания защиты и отключающей аппаратуры, к действию токов короткого замыкания. Для правильного .выбора аппаратуры и настройки релейной защиты проводится расчет токов короткого замыкания.

При расчёте токов трёхфазного короткого замыкания прини­маются следующие допущения:

1) магнитные системы считаются ненасыщенными;

2) токи намагничивания трансформаторов незначительны;

3) симметрия трёхфазной системы сохраняется;

4) ёмкостные проводимости пренебрежительно малы;

5) активные сопротивления существенно меньше индуктивных;

6) качаний синхронных машин до отключения повреждения не наблюдаются.   

рис.1 Система энергоснабжения.

 Расчёт начинают с составления cxeмы, в которую входят все элементы сети от источников питания до места короткого замыкания.              

На основании схемы СЭС и характеристик её элементов определяют параметры схемы эамещения, приведённые к одному (базисному) напряжению.

Для расчёта токов корот­кого замыкания необходимо вы­брать базисное напряжение. В качестве базовой ступени наряжения обычно принимается  ступень трансформации, на ко­торой рассчитывается ток ко­роткого замыкания. При необ­ходимости определения токов ко­роткого замыкания в несколь­ких точках с разными ступеня­ми напряжений в качестве ба­зовой ступени принимается энергосистема и её напряжение. Найденные токи коротких замыканий пересчитывают с учётом напряжения тех ступе­ней, где они возникают.

Пример  расчёта токов короткого замыкания.

1. Исходные данные к задаче.

На схеме СЭС, представленной на рис.1, секционные разъединители QS1 и QS2 разомкнуты.

Примем следующие параметры расчётной схемы:

напряжение системы: U_с=115кВ;

ток трёхфазного короткого замыкания системы  I_c⁽³⁾=16 кА;

мощность установившегося трёхфазного короткого замыкания S_c⁽³⁾ =3200 МВА;

удельное активное сопротивление линий ВЛl, ВЛ2 R₀₁=0,46 Ом/км;

удельное индуктивное сопротивление этих же линий Х₀₁=0,4 Ом/км;

длина линий ВЛ1, ВЛ2  L=10 км;

номинаоьная мощность трансформаторов Т1, Т2  S_н=16 МВА;

напряжение трансформаторов Т1, Т2 - высшее  U_в =115 кВ;среднее  U_с = 37 кВ;  низшее  U_н =6,3 кВ;

напряжения короткого замыкания Т1, Т2:  U_к(в-ср)= U_к(в-н)=10,5 %; U_к(с-н)== 6 %;

параметр соотношения индуктивных и активных сопротивле­ний a;

удельное активное сопротивление линий ВЛЗ, ВЛ4 R₀₂=0,21 Ом/км;

удельное индуктивное сопротивление этих же линий Х₀₂=0,4 Ом/км;

длина линий ВЛ3, ВЛ4  L=15 км;

номинаоьная мощность трансформаторов Т3, Т4  S_н=16 МВА;

напряжение трансформаторов Т3, Т4 - высшее  U_в =37 кВ;  низшее  U_н =6,3 кВ;

напряжения короткого замыкания Т3, Т4:  U_к=10%;

мощность короткого замыкания ТЗ, Т4  Р_к=100 кВт;

номинальная мощность синхронного двигателя М   S_н=2,34 MBA;

постоянная времени затухания апериодической составляющей тока статора  Т_ам= 0,052 с;

сверхпереходная постоянная времени Т_д”=0,411 с;

кратность пускового тока  k_п i = 5,8;

время срабатывания защиты и отключения  t_откл= 1,6 с.

Требуется рассчитать токи короткого замыкания в точках К1 и К2 и определить импульс квадратичного тока в точке К2.

Поскольку токи короткого замыкания нужно определить на двух разных ступенях напряжения, в качестве базовой принимаем систему и её напряжение U_с=U_б=115кВ.