Диплом СЭ 2021 год СМТ (Земснаряд) / Дипломные проект / Земснаряд / Электрочасть в ПДФ (1) / RDB 66.42-026-003РР Расчет токов кз и проверка шин
.pdf
Подп. и дата |
|
|
|
|
|
|
|
дубл. |
|
|
|
|
|
|
|
Инв. № |
|
|
|
|
|
|
|
Взам. Инв. № |
|
|
|
|
|
|
|
и дата |
|
|
|
|
Земснаряд 1000 |
|
|
Подп. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RDB 66.42-026-003РР |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
Изм. Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лит. |
Лист |
Листов |
подл. |
Разраб. |
Цапок |
|
6.11.2015 |
|||
Пров. |
Комлев |
|
6.11.2015 |
Расчет токов короткого |
1 |
9 |
|
. № |
|
Шагова |
|
12.11.2015 |
замыкания и проверка шин |
|
|
Инв |
Н.контр. |
|
|
|
|
|
|
Тетерин |
|
12.11.2015 |
|
|
|
||
|
Утв. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формат А4 |
|
Введение
Расчет токов короткого замыкания выполнен по методике, изложенной в ОСТ5Р.6181-81 «Судовые электроэнергетические системы. Методы расчета переходных процессов». Удовлетворяет требованиям п. 6.4 ч.IV, Правил классификации и постройки судов внутреннего плавания (ПСВП), изд. 2008г.
Подп. и дата |
|
|
|
|
|
|
дубл. |
|
|
|
|
|
|
Инв. № |
|
|
|
|
|
|
Взам. Инв. № |
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата |
|
|
|
|
|
|
№ подл. |
|
|
|
|
RDB 66.42-026-003РР |
Лист |
. |
|
|
|
|
|
|
Инв |
Изм Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
|
2 |
|
|
|
Формат А4
1.Расчет токов К.З. аналитическим методом
Наиболее тяжелым по условию К.З. режимом работы является режим, в
котором работает наибольший потребитель мощности. Таким потребителем является насос станции гидралики фрезы мощностью 200кВт.
Расчетная схема приведена на рисунке 1.
Схема замещения для расчета тока К.З. в точке К приведена на рисунке 2.
G1 |
GЭ |
MЭ |
|
|
|
|
r |
rsд |
|
G |
|
|
X |
Xsд |
|
d |
|
K
|
|
|
|
|
M1 |
|
|
|
|
|
|
K |
|
Подп. и дата |
|
|
Рисунок 1 |
Рисунок 2 |
|
|
|
Расчет выполнен по методике ОСТ 5Р.6181-81. Необходимые |
|
||||
дубл. |
расчетные данные для асинхронного двигателя и эквивалентного генератора |
|
||||
приведены в таблице 1. Сопротивления эквивалентного генератора в |
|
|||||
|
|
|||||
.№ |
базисных о.е., равны соответствующим сопротивлениям генератора в его |
|
||||
Инв |
|
|||||
номинальных о.е. Сопротивления кабелей не учитываем, ввиду их |
|
|||||
. № |
|
|||||
незначительности. |
|
|
|
|||
Взам. Инв |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата |
|
|
|
|
|
|
№ подл. |
|
|
|
|
RDB 66.42-026-003РР |
Лист |
. |
|
|
|
|
|
|
Инв |
Изм Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
|
3 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Формат А4 |
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Наименование |
|
|
|
Обозначение |
Численное |
||
|
|
|
|
|
значение |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Для генератора G1 |
|
|
|
|
|
|||
|
1. Тип |
|
|
|
|
|
1FC2 454-6SB45 |
- |
|
|
2. Полная номинальная мощность (при 40 |
о |
С), кВА |
SNG |
650 |
||||
|
|
||||||||
|
3. Номинальный ток, А |
|
|
|
ING |
939 |
|||
|
4. Номинальное напряжение, В |
|
|
UN |
400,0 |
||||
|
5. Номинальная частота, Гц |
|
|
f |
50,0 |
||||
|
6. Активное сопротивление обмотки статора, о.е. |
rG |
0,018 |
||||||
|
7. Сверхпереходное индуктивное сопротивление по |
" |
0,152 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
продольной оси, о.е. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
8. Индуктивное сопротивление по продольной |
′ |
0,198 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
оси, о.е. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
9. Синхронное индуктивное сопротивление по |
|
2,15 |
||||||
|
продольной оси, о.е. |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
идата |
10. Сверхпереходная постоянная времени по |
Т" |
0,02 |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
Подп. |
продольной оси, с |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||||
11. Постоянная времени обмотки возбуждения при |
|
|
|||||||
|
Т |
1,61 |
|||||||
|
разомкнутой обмотке статора, с |
|
|
||||||
дубл. |
|
|
|
|
|||||
12. Установившееся значение тока К.З. на зажимах |
|
|
|||||||
. № |
∞ |
4 |
|||||||
генератора, о.е. |
|
|
|
|
|||||
Инв |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Инв. № |
Для эквивалентного асинхронного двигателя |
|
|
||||||
13. Номинальная мощность, кВт |
|
|
Рэд |
200 |
|||||
Взам. |
14. Номинальный ток, А |
|
|
|
эд |
376 |
|||
|
15. Активное сопротивление обмотки статора, о.е. |
|
0,04 |
||||||
идата |
д |
|
|||||||
16. Переходное индуктивное сопротивление обмотки |
′ |
|
|||||||
Подп. |
статора, о.е. |
|
|
|
|
|
0,186 |
||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
17. Индуктивное сопротивление обмотки статора, о.е |
д |
2,61 |
||||||
№ подл. |
|
|
|
RDB 66.42-026-003РР |
Лист |
||||
. |
|
|
|
|
|||||
Инв |
Изм Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Формат А4 |
|
Продолжение таблицы 1
|
Наименование |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозначение |
|
Численное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
значение |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18. |
Коэффициент магнитной связи обмоток статора и |
|
|
|
|
0,929 |
|||||||
ротора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
19. |
Постоянная времени обмотки ротора, с |
|
|
|
|
Т |
|
0,232 |
|||||
20. |
Переходная постоянная времени обмотки ротора, с |
|
|
Т′ |
|
0,0165 |
|||||||
|
Сопротивления генераторной цепи. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Xd |
0,018 |
2 |
0,152 |
2 |
0,15 |
(1) |
|||||
|
Zp |
rG |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
2 |
Xd |
2 |
|
0,018 |
2 |
0,198 |
2 |
0,199 |
|
||
|
|
|
Zp |
rG |
|
|
|
|
(2) |
||||||
|
|
|
Zp |
rG |
2 Xd |
2 |
|
0,0182 |
2,152 |
|
2,15 |
|
(3) |
||
|
Сверхпереходная и переходная ЭДС генератора. |
|
|
|
|
||||||||||
и дата |
|
E0 U0 I0 Xd sin 0 |
1 1 0,152 0,6 1,0912 |
(4) |
|||||||||||
|
E0 |
U0 I0 Xd sin 0 1 1 0,198 0,6 1,119 |
|
||||||||||||
Подп. |
|
(5) |
|||||||||||||
|
Начальные значения сверхпереходного и переходного токов эквивалентного |
||||||||||||||
дубл. |
генератора в случае К.З. в точке К. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
|
|
I" |
" |
|
1,0912 7,275 |
|
|
|
|
||||
. |
|
|
|
E0 |
|
|
|
(6) |
|||||||
Инв |
|
|
|
0 |
Z" |
|
|
0,15 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.Инв. № |
|
|
|
I' |
E0' |
|
1,119 5,623 |
|
|
|
(7) |
||||
Взам |
|
|
|
0 |
Z' |
|
|
0,199 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Установившийся ток К.З. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
идата |
|
|
|
|
I |
xd |
I |
2,15 4 4 |
(8) |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
Подп. |
|
|
|
|
|
|
|
Zр |
|
2,15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ подл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
RDB 66.42-026-003РР |
Лист |
|||||
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Инв |
Изм Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формат А4 |
Постоянные времени
|
|
|
|
|
xd |
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Xd |
rG |
|
|
|
|
|||||||
T |
|
Td |
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
r |
2 |
|
0,02 c |
(9) |
|||
|
|
|
|
x |
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
d |
|
|
d |
|
G |
|
|
|
|
|
|
|
|
Xd |
2 |
|
|
|
T T |
Xd |
rG |
|
0,148 c |
|
||
|
|
|
|
||||
f |
|
X2d r 2 |
|
|
(10) |
||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
G |
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
Xd |
0,027 c |
(11) |
|
2 f rG |
||||
|
|
|||
|
|
|
Действующие значения периодической составляющей тока К.З. генератора для моментов t = 0,01 и 1,0 с.
|
|
e |
|
t |
|
I e |
|
t |
|
I |
|
|
|
||||||||||
|
T |
|
T |
(12) |
|||||||
It I0 |
I0 |
|
|
I0 |
|
|
|
||||
I0,01 6,53о.е.
I0,01 6,53o.e Iб 6,53 939 6161,8А |
(13) |
|
|
|
|
|
|
|
|
I1 4о.е. |
|
|
|
|
|||||
и дата |
|
|
|
I1 4o.e Iб |
4 939 3756А |
(14) |
||||||||||
Ударный ток генератора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Подп. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
I |
|
e |
0, 0 1 |
|
2 I |
|
15347A |
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
(15) |
||||||
|
|
|
|
уд.г |
|
0,01 |
|
0 |
|
|
|
|
|
б |
|
|
дубл. |
Ударный ток эквивалентного двигателя |
|
|
|
|
|||||||||||
.№ |
|
|
|
|
|
Iуд.д |
7,8 Iэд |
2932,8A |
(16) |
|||||||
Инв |
|
|
|
|
|
|||||||||||
. Инв. № |
Суммарный ударный ток |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Iуд Iуд.г Iуд.д |
18280A 18,28кА |
(17) |
|||||||||||
Взам |
Номинальная предельная отключающая способность автоматического |
|||||||||||||||
|
||||||||||||||||
и дата |
выключателя Tmax T6 N1000, принятого к установке в ГРЩ для защиты |
|||||||||||||||
генератора, составляет 36кА. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Подп. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ подл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RDB 66.42-026-003РР |
Лист |
||||
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Инв |
Изм Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формат А4 |
2. Проверка шин ГРЩ на электродинамическую устойчивость
Соответствие электродинамической устойчивости шин определяется условием:
σрасч ≤ σдоп
где: σрасч – расчетной механическое напряжение при изгибе, кгс/см2;
σдоп – допустимое для данного материала шин напряжение при изгибе, для меди σдоп=1400кгс/см2.
σ |
|
= 1,06 ∙ К |
∙ I2 |
∙ |
l2 |
∙ 10−2 |
(18) |
|
a ∙ h ∙ b2 |
||||||
|
расч |
ф |
уд |
|
|
|
где - Кф - коэффициент формы шин = 0,89;
- Iуд – суммарный ударный ток при КЗ (определен в формуле (17)
раздела1) = 18,28кА;
|
- l - длина между опорами = 70см; |
|
|
|
|
|||||
|
- а - расстояние между осями крайней и средней шин – 10см; |
|
||||||||
|
- шины, предполагаемые к установке – 4см х 1см (h x b) установка на |
|
||||||||
идата |
ребро. |
|
|
|
|
|
∙ 10−2 = 386,2кгс/см2 |
|
||
|
σрасч = 1,06 ∙ 0,89 ∙ 18,282 ∙ |
|
702 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подп. |
|
|
|
|
|
10 ∙ 4 ∙ 12 |
|
|
|
|
Таким образом условие σрасч ≤ σдоп выполняется |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
386,2 < 1400 |
|
|
|
||
дубл. |
3. |
Проверка шин ГРЩ на термическую устойчивость |
|
|||||||
.№ |
Проверку ведем на самый тяжелый случай КЗ в точке К (рис.1) |
|
||||||||
Инв |
|
|||||||||
Расчетный коэффициент: |
|
|
|
|
|
|
||||
Инв. № |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
β = I0′′ |
= 7,275 |
= 1,819 |
(19) |
|
|||
. |
|
|
|
I |
4 |
|
|
|
|
|
Взам |
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и дата |
I"0 7,275 - начальное значение сверхпереходного тока КЗ в точке К, |
|
||||||||
определен в формуле (6) раздела 1 |
|
|
|
|
|
|||||
Подп. |
|
|
|
|
|
|||||
I 4 - установившийся ток КЗ, определен в формуле (8) раздела 1. |
|
|||||||||
|
|
|||||||||
№ подл. |
|
|
|
|
|
RDB 66.42-026-003РР |
Лист |
|||
. |
|
|
|
|
|
|
||||
Инв |
Изм Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формат А4 |
|
Согласно каталогу уставка времени отключения составляет t=0,25с для выбранного автоматического выключателя. Определяем периодическую составляющую фиктивного времени, также по каталогу:
tфп = 0,4с
Постоянная времени затухания Tα 0,027 c , определена в формуле
(11) раздела 1.
Коэффициент затухания:
|
|
|
−2t |
−2∙0,25 |
|
|
|
е Tа |
= е 0,027 = е−18,5 ≈ 0 (20) |
|
Составляющая фиктивного времени, обусловленная апериодической |
|||
слагающей тока КЗ: |
|
|||
|
|
|
|
−2t |
t |
фа |
= Т ∙ β2 |
∙ (1 − е Tа ) = 0,027 ∙ 1,8192 ∙ (1 − 0) = 0,089 (21) |
|
|
а |
|
|
|
|
Полное фиктивное время: |
|
|
|
||||
дата |
|
|
tф = tфп + tфа = 0,4 + 0,089 = 0,489 |
(22) |
|
|
||
Подп. и |
|
|
|
|
||||
Исходя из этого, определяем необходимое минимальное сечение шин |
|
|||||||
|
|
|||||||
дубл. |
|
gmin = 6,3 ∙ I ∙ |
√tф = 6,3 ∙ 4 ∙ √0,489 = 17,64мм2 |
(23) |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Принятое сечение |
шин |
2 |
устойчивости |
вполне |
|||
|
||||||||
. |
(40х10)мм по термической |
|||||||
Инв |
|
|
|
|
|
|
|
|
Взам. Инв. № |
достаточно. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
№ подл. |
|
|
|
|
RDB 66.42-026-003РР |
Лист |
||
. |
|
|
|
|
|
|||
Инв |
Изм Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Формат А4 |
Список использованных источников
1Российский Речной Регистр, Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания, 2008г.
2ОСТ5Р.6181-81 Судовые электроэнергетические системы. Методы расчета переходных процессов.
Подп. и дата |
|
|
|
|
|
|
дубл. |
|
|
|
|
|
|
Инв. № |
|
|
|
|
|
|
Взам. Инв. № |
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата |
|
|
|
|
|
|
№ подл. |
|
|
|
|
RDB 66.42-026-003РР |
Лист |
. |
|
|
|
|
|
|
Инв |
Изм Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
|
9 |
|
|
|
Формат А4