9. Расчет токов короткого замыкания, выбор и проверка электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей

Расчет токов короткого замыкания (КЗ) в проектируемой системе электроснабжения должен выявить величины токов КЗ в точках расчетной схемы, где намечается установка соответствующих высоковольтных и низковольтных аппаратов и производится выбор токоведущих частей (шин и кабелей).

При проектировании системы электроснабжения токи КЗ рассчитывают от источника неограниченной мощности и по расчетным кривым [1].

За расчетную принимают схему длительного режима при условии, что включены все рабочие и резервные источники питания и с учетом подпитки места КЗ от высоковольтных двигателей двух секций при включенном секционном выключателе. Не следует рассматривать параллельный режим работы трансформаторов, если он создается в момент оперативных переключении. В расчетных схемах электроустановок напряжением выше 1000 В обычно принимают во внимание только индуктивные сопротивления электрических машин, силовых трансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий, токопроводов. Активные сопротивления кабельных линий и цеховых трансформаторов учитывают для удаленных точек КЗ, когда результирующее активное сопротивление составляет более 0,3 от суммарного индуктивного.

В схеме замещения результирующее сопротивление отдельных элементов цепи КЗ выражают в Омах, мегаомах и в относительных единицах, приведенных к базисному напряжению или базисной мощности. За базисные напряжения принимают 0,23; 0,4; 0,525; 0,69; 3,115; 6,3; 10,5; 37; 115; 230 кВ, за базисную мощность - мощность, равную 1. Например, можно принимать системы, генераторов станций, трансформаторов подстанций или число, удобное для расчета – кратное 10 (10, 100, 1000 МВ·А).

Все электрические аппараты, токоведущие части и изоляторы схемы электроснабжения выбирают по условию нормального режима и проверяют на устойчивость действия при КЗ. При этом определение токов КЗ необходимо для следующих целей:

а) проверки элементов системы электроснабжения на динамическую устойчивость (расчет ударного тока КЗ i_у и наибольшего значения тока КЗ за первый период I");

б) проверки элементов системы электроснабжения на термическую устойчивость (расчет действующего значения установившегося тока КЗ I_∞ и приведенного времени t_п, соответствующего полному току КЗ);

в) проверки выключателей по отключающей способности (расчет действующего значения периодической составляющей тока КЗ I_t для t=0,2 c - времени отключения выключателя).

Таким образом, результатом расчета токов КЗ является определение следующих величин: i_у, I", I_∞, t_п,I_0.2 .

Значение токов КЗ на шинах напряжением 6-10 кВ подстанций промышленного предприятия, как правило, должно быть ограничено величиной, позволяющей применять КРУ серийного промышленного производства. При этом оптимальное значение расчетного тока КЗ должно определяться с учётом двух факторов:

а) обеспечения возможности применения электрических аппаратов с более лёгкими параметрами и проводников возможно меньшего сечения;

б) ограничения отклонений и колебаний напряжения при резкопеременных толчковых нагрузках.

В необходимых случаях расчётную величину тока КЗ определяют на основании ТЭР по минимуму приведённых затрат на ограничение токов КЗ.

Расчет токов трехфазного к. з. для схемы с двухобмоточными трансформаторами на стороне 6-10 кВ.

Расчетная схема и схема замещения приведены на рис. . Мощность трёхфазного к.з. питающей системы при максимальном режиме S_к.с = 1000 МВ×А, S_б = 100 МВА; напряжение к.з. трансформатора u_кВН= 10,5%, u_к = 5,5% - для цеховых трансформаторов.

Индуктивные сопротивления элементов схемы:

Для пунктов 1 и 2 сопротивления считаются в относительных единицах.

1.Сопротивление системы:

,

2. Сопротивление кабельной линии:

,

где х₀ – удельное сопротивление воздушной линии, Ом/ км.

3. Сопротивление трансформатора мощностью 60 МВ× А

4. Сопротивление трансформатора мощностью 2,5 МВ× А

5. Сопротивление трансформатора мощностью 1,6 МВ× А

Расчетное значение тока к.з. для короткого замыкания в точке К₁:

1. Ток к.з. от питающей системы определяется из выражения:

,

2. Значение тока к.з. для короткого замыкания в точке К₂:

,

3. Значение тока к.з. для короткого замыкания в точке К₃:

,

4. Значение тока к.з. для короткого замыкания в точке К₄=К₅:

,

5. Значение тока к.з. для короткого замыкания в точке К₆:

,

6. Значение тока к.з. для короткого замыкания в точке К₇:

,

7. Значение тока к.з. для короткого замыкания в точке К₈:

,

8. Значение тока к.з. для короткого замыкания в точке К₉:

,

Аналогично рассчитываем токи к.з. на второй секции ГПП.

Рисунок 7 Схема замещения

Рисунок 8 Эквивалентная схема замещения

Список используемых источников

1. Блок В.М. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей ВУЗов / В.М. Блок . – М . : Высшая школа, 1990.-383 с.

2. Иванникова Н.Ю. Методические указания к курсовому проекту по курсу «Электроснабжение предприятий и электропривод» / Н.Ю. Иванникова. – Мурманск. : МГТУ, 2007. – 32 с.

3. Крючков И.П., Кувшинский Н.Н., Неклепаев Б.Н.

Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - М . : Энергия, 1978.-456 с., ил.

4. Мукосеев Ю.А. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник для вузов / Ю.А. Мукосеев. - М . : “Энергия”, 1973.-584 с. с ил.

5. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. В 2 т.- Т.1/ Под общ. ред. А.А.Федорова . - М . : Энергоатомиздат, 1986.-568 с.

6. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. - М . : Энергоатомиздат, 1987.- 368 с.

7. http://www.ruscable.ru/info/pue/2-4.html

Размещено на Allbest.ru