Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Электроснабжение. Расчет токов короткого замыкания. Методические указания к практическим и курсовой работам

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 53 4 5 > Следующая >>>

Элемент электроустановки

Исходный параметр

Именованные единицы, Ом

Относительные единицы, о.е.

Генератор (G)

d*ном

;

номG

, МВА

номG

ном*dб

хх

номG

ном*dб*

хх

, %;

номG

, МВА

номG

бd

100

%х

х

номG

бd

б*

100

%х

х

Энергосистема (С)

Sк, МВА

х 

б*

х 

отк.ном

, кА

срном.отк

UI3

х 

срном.отк

б*

UI3

х 

*номС

;

номС

, МВА

номС

номС*б

xх 

номС

номС*б*

xх 

Трансформатор (Т)

хт%= uк%;

номТ

, МВА

номТ

100

х 

номТ

б*

100

х 

Реактор (RL)

номLR

, Ом

ср

номLRб

xх 

ср

номLRб*

xх 

Линия электропередач (W)

худ, Ом/км; l, км

ср

удб

lxх 

ср

удб*

lxх 

напряжению (к среднему напряжению одной электрической ступени). Такое приведение необходимо, если между источником и точкой КЗ имеется одна или несколько ступеней трансформации. За базовое напряжение принимают среднее напряжение той ступени, на которой имеет место КЗ.

Таблица 4

Расчетные формулы для определения приведенных значений

сопротивлений

рез

3. Рассчитываются значения сопротивлений всех элементов схемы за-

мещения в относительных или именованных единицах и указываются на схеме замещения; обозначаются расчетные токи КЗ.

Расчет токов КЗ для выбора и проверки электрических аппаратов удобнее и проще вести с использованием системы относительных единиц, расчеты в области релейной защиты чаще ведут с использованием именованных единиц.

При расчете сопротивлений схемы замещения в именованных единицах, все сопротивления приводятся к одному базовому напряжению (в расчетной схеме существует несколько различных ступеней напряжения). В процессе расчетов необходимо пересчитать сопротивления схемы замещения и токов КЗ с одной ступени напряжения (Uср1) на другую (Uср2) с использованием коэффициентов трансформации между этими степенями:

Для сопротивлений, Ом:

Uср2

= Х

Uср1(Uср2

ср1

)2.

Для токов, кА:

Uб1=U

где Х

; Х

ср1

Uср1

Uср2

, I

= I

Uср2

, I

– соответственно сопротивления и ток, приведенные к

Uср1

– соответственно сопротивления и ток, приведенные к U

Uср2

Uср1(Uср1

ср2

Если расчеты выполняются в относительных единицах, то необходимо предварительно привести все сопротивления элементов схемы замещения к одним и тем же базовым условиям.

Каждому сопротивлению схемы присваивается определенный номер, который сохраняется за ним до конца расчета.

Для расчета значений периодической составляющей тока КЗ составляется схема замещения для одной фазы, так как все три фазы цепи находятся в одинаковых условиях.

4. Относительно расчетной точки КЗ преобразуют схему замещения до

тех пор, чтобы каждый источник питания или группа источников, характеризующихся определенным значением эквивалентной результирующей эдс

были связаны с точкой КЗ одним результирующим сопротивлением х

рез

Производимое преобразование

Схема

Формулы сопротивлений элементов преобразованной схемы

Формулы распределения токов в схеме до ее преобразования

до преобразования

после преобразования

Последовательное соединение

экв=х1+х2

+…

+х

I1= I2=…=I

Параллельное соединение

экв

=1/(1/х1+

+1/х2+..+1/ха)

Iа=I(х

экв

/ха )

Преобразование треугольника в эквивалентную звезду

NMLNML

LNML

xxx

х

NMLNML

NMLN

xxx

х

NMLNML

NMML

xxx

х

LLMM

xIxI

х

NNLL

xIxI

х

MMNN

xIxI

х

Преобразование звезды в эквивалентный треугольник

XML=XL +XM +XL XM /X

XLN=XL +XN +XL XN /X

XNM=XM +XN +XM XN /X

IL =ILN –I

IM =IML –I

IN =IMN –I

Преобразование многолучевой звезды в многоугольник с диоганалями

XLM=XLXM(1/XL+ +1/XM+1/XN+1/XP); XMN=XMXN(1/XL+ +1/XM+1/XN+1/XP); XNP=XNXP(1/XL+ +1/XM+1/XN+1/XP); XPL=XPXL(1/XL+ +1/XM+1/XN+1/XP); XMP=XMXP(1/XL+ +1/XM+1/XN+1/XP); XLN=XLXN(1/XL+ +1/XM+1/XN+1/XP).

IL=ILM+ILN-IPL IM=IMP+IMN-ILM IN=ILN+INP-IMN IL=IPL+IMP-IPN

После составления схемы замещения и определения сопротивления всех элементов схема упрощается до тех пор, пока между источником и точкой КЗ останется одно сопротивление, свертывание схемы выполняется в направлении от источника питания к месту КЗ. Формулы для преобразования схемы приведены в табл. 5.

Таблица 5

Основные формулы для преобразования схем и определения

токораспределения

Производ имое преобраз ование

Схема

Формулы сопротивлений элементов преобразованной схемы

Формулы распределения токов в схеме до ее преобразования

до преобразования

после преобразования

Замена нескольких источников эквивалентным





аа

экв

Еу

где у

экв

– см. парал-

лельное соединение элементов. При двух ветвях: Е

экв

=(Е1х2+Е2х1)/х1+х

Iа=(Eа-Uк)/Х

)б(рез*

// *

0п

IЕ





I 

кз б

Окончание табл. 5

5. Определяют начальное значение периодической составляющей тока

КЗ, ударный ток (при необходимости периодическую и апериодическую составляющие тока КЗ для заданного момента времени).

После завершения преобразований схемы замещения производится расчет токов трехфазного КЗ в указанной точке. Для выбора и проверки электрических аппаратов и проводников на электродинамическую и термическую стойкость в режиме КЗ, а также для проверки отключающей способности выключателей необходимо рассчитать:

– начальное действующее значение периодической составляющей то- ка КЗ (для момента начала КЗ t=0):

а) в относительных единицах (о.е.):

, кА,

где

напряжение ступени КЗ, кВ; х КЗ, о.е.

б) в именованных единицах:

– базовый ток, кА; Sб – базовая мощность; Uб=U

– результирующее сопротивление до точки

*рез(б)

– среднее

)б(рез

0п

х3

UЕ





КЗ срб

UU 

ср

о,п

)x()r(









, кА,

где

, кВ; х

– результирующее сопротивление до точки

рез(б)

КЗ, Ом.

В установках до 1 кВ на ток КЗ оказывают влияние сопротивления коротких проводников небольшого сечения, трансформаторы тока, токовые катушки автоматов, сопротивления контактных соединений, поэтому можно пренебречь сопротивлениями внешних связей и считать, что шины высшего напряжения трансформатора, питающего сеть низшего напряжения, являются шинами неизменного напряжения. Параметры схем замещения для установок ниже 1 кВ удобно представлять в именованных единицах. За среднее напряжение принимают значения из следующего ряда: 690, 525, 400, 230, 127 В. Начальное значение тока КЗ

где ri и xi определяют с использованием соответствующих справочных данных для каждого i-го элемента (трансформатора и т.д.) сети.

Пример 1 Исходные данные: Т1 и Т2 – ТДН-40000/110, 40 МВ∙А, uк=10,5%; ТЗ – ТД-125000/110, 125МВ∙А, uк=10,5%; Т4 и Т5 – ТДТН-40000/110, 40 МВ∙А, u 100-2, 118 МВ∙А, х"

=10,5%; G1 и G2 – ТВФ-60-2, 75МВ∙А, х"

Кв-н

=0,183; LR – РБДГ 10–2500–0,25, I

d*(ном)

=0,146; G3 – ТВФ-

d*(ном)

=2,5 кА, хр=0,25

ном

Ом

Рис. 6. Пример расчетной схемы для определения токов КЗ

Задание. Составить схему замещения для расчета трехфазного КЗ и определить начальные значения периодической составляющей тока короткого замыкания I

в цепях электростанции, расчетная схема которой представлена на

п,0

рис. 6.

Решение. Выполним расчет в двух вариантах: вариант А – в относительных единицах; вариант Б – в именованных единицах (только для точки К1).

А. Расчет в относительных единицах

Схема замещения для расчета трехфазных КЗ представлена на рис. 7. Каждому сопротивлению в схеме присваивается свой порядковый номер, который сохраняется за данным сопротивлением в течение всего расчета. В схеме сопротивление имеет дробное обозначение, где числитель – номер сопротивления, знаменатель – численное значение сопротивления.

*1 *2 d*ном

ном

S 1000

x x x 0,146 1,95.

S 75

     

1000

x 0,183 1,55.

118

  

Рис. 7. Общая схема замещения

Нагрузку, расположенную вблизи генераторов G1 и G2, учитываем уменьшением эдс генераторов до = 1. Влиянием относительно малой

нагрузки собственных нужд (с. н.) и удаленных от мест КЗ нагрузок пренебрегаем.

Определим сопротивления схемы (рис. 7) при базовой мощности S6=1000 МВ∙А.

Сопротивления генераторов G1 и G2:

В дальнейшем для упрощения обозначений индекс «*» опускаем, подразумевая, что все полученные значения сопротивлений даются в относительных единицах и приведены к базовым условиям.

Таким образом: .

Для генераторов G1 и G2 эдс, как это было отмечено выше, принимаем равными единице.

Сопротивление генератора G3

* 0 d 0 (0) (0) d (0)

E (I x cos ) (U I x sin )

(1 0,183 0,85) (1 1 0,183 0,53) 1,1,

  

         

       

4 р

ср

S 1000

x x 0,25 2,27.

U 10,5

    

k б

ном

u % S 10,5 1000

x x 2,625.

100 S 100 40

     

10,5 1000

x 0,84.

100 125

  

уд

ср

S 0,4 50 1000

x 0,76.

2 U 2 115



    

9 уд

ср

S 1000

x x l 0,4 32 0,97.

U 115

     

1000

x 0,4 23 0,7.

115

   

Определим эдс генератора G3:

где

Значения параметров в относительных единицах взяты в предположении, что генератор G3 до КЗ имел номинальную загрузку.

Сопротивление реактора

Сопротивление трансформаторов T1 и T2

Сопротивление трансформатора Т3

Сопротивления линий электропередачи:

W1 (двухцепной):

где худ – удельное сопротивление линий 110 кВ, принято равным 0,4 Ом/км; W2:

W3:

Короткое замыкание в точке К1 (шины 110 кВ станции). Ветви генераторов G1 и G2 симметричны относительно точки короткого замыкания (КЗ)

К1. Поэтому сопротивление реактора х4 можно исключить из схемы замещения,

11 3 7

x x x 1,55 0,84 2,39.    

12 1 5 2 6

x (x x ) x )

1,95 2,625

(

9x 2,2 .   





 

13 9 10 8

0,97 0,7 0,76

x (x x ) x 0,52.

0,97 0,7 0,76



   



п,0 б

I I,





так как оно включено между узлами одинакового потенциала и не влияет на ток. С учетом этого схема замещения для КЗ в точке К1 будет иметь вид, показанный на рис. 8, а

Рис. 8. Схемы замещения для точки КЗ К1

Упростим схему.

Результирующее сопротивление цепи генератора G3

Результирующее сопротивление цепи однотипных генераторов G1 и G2 суммарной мощностью 150 МВА (рис. 8, б):

Результирующее сопротивление ветви энергосистемы (шин неизменного напряжения):

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ:

где – результирующее сопротивление ветви схемы; Iб – базовый ток

ср К1

S 1000

I 5,03

3U 3 115

  



п,0

I 5,03 2,2

2,29

  

п,0

1,1

I 5,03 2,31

2,39

  

п,0

I 5,03 9,67

0,25

  

п,0K1

I 2,2 2,31 9,67 14,18    

кА.

Значения токов по ветвям: генераторов G1 и G2:

кА;

генератора G3:

кА;

энергосистемы:

кА.

Суммарный ток КЗ в точке К1:

кА.

Короткое замыкание в точке К2 (на выводах генератора G2). Используя частично результаты преобразований предыдущего расчета, схему замещения для данной точки КЗ можно представить в виде, показанном на рис. 9, а.

Генератор G3 находится на значительной электрической удаленности от места КЗ, поэтому для упрощения расчетов его целесообразно включить в состав ветви системы, соответственно скорректировав ее сопротивление (рис. 9, б):

Рис. 9. Схемы замещения для точки КЗ К2

<<< < Предыдущая 1 23 / 53 4 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]