Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электроснабжение. Расчет токов короткого замыкания. Методические указания к практическим и курсовой работам
.pdf
14 13 11
0,52 2,39
x x x 0,427.
0,52 2,39
*
п,0 б
*
E
II
x
б
б
ср К2
S 1000
I 55 кА
3U 3 10,5
п,0
1,0
I 55 28,2
1,95
56
15
456
x x 2,625 2,625
x 0,916;
x x x 2,27 2,625 2,625
46
16
456
x x 2,27 2,625
x 0,792;
x x x 7,52
45
17
456
x x 2,27 2,625
x 0,792.
x x x 7,52
18 14 15
x x x 0,427 0,916 1,343;
19 1 17
x x x 1,95 0,792 2,742.
Таким образом, к точке КЗ ток будет поступать от трех источников, причем генератор G2 включен в точке КЗ непосредственно.
Ток КЗ от генератора G2
,
Здесь – базовое значение тока при среднем напряжении в точке КЗ
,
где U
=10,5 кВ.
срК2
Таким образом, ток трехфазного КЗ от генератора G2
кА.
Ток короткого замыкания в точке К2 от энергосистемы, генераторов G1 и
G3 легче всего определить, объединив эти источники в единую эквивалентную
ветвь. Промежуточный шаг на этом пути уже сделан – ветви С и G3 объединены и представлены общим сопротивлением х14.
Преобразуем треугольник сопротивлений х4, х5, х6 в эквивалентную звезду х15, х16, х17 (табл. 5):
Схема замещения на рис. 9, б преобразуется к виду на рис. 9, в, где
31
20 16 18 19
1,343 2,742
0,792 1,693.
1,343 2,742
x x x x
*
п,0 б
*
E1
I I 55 32,49
x 1,693
п,0K 2
I 28,2 32,49 60,69
21 7 12 13
0,52 2,29
x x x x 0,84 1,26.
0,52 2,29
Конечная схема замещения для расчета токов КЗ в точке К2 будет иметь
вид, представленный на рис. 9, г. Сопротивление эквивалентной ветви
Суммарный ток эквивалентного источника
кА.
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке K2
(суммарное значение):
кА.
Короткое замыкание в точке КЗ. Генераторы G1 и G2 находятся на значительной электрической удаленности от точки КЗ, поэтому для упрощения
расчетов их целесообразно включить в состав ветви энергосистемы, соответственно скорректировав ее сопротивление. Итоговая схема замещения представлена на рис. 10.
Рис. 10. Схема замещения для точки короткого замыкания К3
Здесь
(см. схемы на рис. 7 и 8, а, б).
32
*
п,0 б
3
1,1
I I 55 39,03
x 1,55
E
п,0 б
21
11
I I 55 43,65
x 1,26
п,0К3
I 39,03 43,65 82,68
Токи по ветвям схемы при КЗ в точке КЗ при UСр=10,5 кВ и Iб = 55 кА: генератора G3:
энергосистемы:
Суммарный ток при трехфазном КЗ в точке КЗ
Б. Расчет в именованных единицах
Схема замещения для трехфазного КЗ в точке К1, приведенная на рис. 11,
кА;
кА.
кА.
а, аналогична схеме на рис. 8, а. Однако все сопротивления схемы выражены в
омах и приведены к напряжению ступени КЗ Uб =115 кВ.
Рис.11. Схема замещения для точки кототкого замыкания К1
Начнем нумерацию сопротивлений с первого номера и определим значения сопротивлений схемы замещения, приводя их к Uб = U
раторов G1 и G2:
33
= 115 кВ: гене-
ср,К1
22
б
12
d* ном
ном
U 115
x x x 0,146 25,75
S 75
2
3
115
x 0,183 20,51
118
22
K б
56
ном
U % U 10,5 115
x x 34,71 Ом;
100 S 100 40
2
7
10,5 115
x 11,11 Ом;
100 125
уд
8
xl
0,4 50
x 10
22
9 уд
x x l 0,4 32 12,8
10
x 0,4 23 9,2 Ом.
11 3 7
x x x 20,51 11,11 31,62
12 1 5 2 6
25,75 34,71
x (x x ) (x x ) 30,23
2
13 8 9 10
10 12,8 9,2
x x (x x ) 6,87
10 12,8 9,2
Ом;
генератора G3:
Ом;
трансформаторов Т1 и Т2:
трансформатора Т3:
Линий электропередачи:
W1:
W2:
W3:
Занесем полученные данные в схему замещения. Преобразуем схему к
виду, показанному на рис. 11 б:
Ом;
Ом;
Ом;
Ом;
Начальное значение периодической составляющей тока в месте КЗ может
быть найдено из выражения, кА:
Ом.
34
* б
п,0
EUкВ
I.
3xОм
п,0
1,0 115
I 2,2
3 30,23
п,0
1,0 115
I 2,31
3 31,62
п,0
1,0 115
I 9,67
3 6,87
п,0К1
I 2,2 2,31 9,67 14,18
х3
U
I
к,ср
о,п
ном
)ном(*
о,п
I
х
1
I
Значения тока по ветвям:
генераторов G1 и G2:
кА;
генератора G3:
кА;
энергосистемы:
кА.
Суммарный ток КЗ в точке К1:
кА.
Результаты расчета по отдельным ветвям и в месте КЗ дают такие же значения токов КЗ, как и в случае расчета в относительных единицах. Расчет в
именованных единицах более нагляден, расчет в относительных единицах более удобен при исследовании сложных схем с несколькими ступенями напряжения.
Определение предельных токов КЗ: часто возникает задача определения
тока КЗ за трансформатором или реактором при отсутствии данных о мощностях и сопротивлениях питающих источников. В данном случае достаточно
определить максимально возможное значение тока КЗ, предполагая, что трансформатор или реактор подключен к шинам неизменного напряжения.
, если сопротивление задано в омах, и
ление задано в относительных единицах. Здесь U
точке КЗ; I
– номинальный ток реактора или трансформатора, за которым
ном
происходит КЗ.
35
, если сопротив-
– среднее напряжение в
ср.к
2
ном
1000
I 916
3 6,3
п,0
100
I 916 6550
14
- Периодическая составляющая тока КЗ (Iпτ) в момент времени t=τ, где
τ=(0,01+t
) – момент времени, соответствующий началу расхождения дуго-
с.в.отк.
гасительных контактов коммутационного аппарата, с; t
мя отключения выключателя, с.
- Апериодическая составляющая тока КЗ (iaτ) в момент времени t=τ:
a,0
е
-τ/Та
,
iaτ = i
при условии максимального значения
iaτ = I
п,м
е
-τ/Та
Для ускорения расчетов значения е
=
-τ/Та
определяют по кривым рис. 12 при
-τ/Та
I
е
п,0
известных величинах τ и Та.
с.в.отк.
.
– собственное вре-
Рис. 12. Кривые определения затухания апериодической составляющей тока КЗ
При определении значений периодической составляющей тока КЗ для
моментов времени до 0,5 с используют метод типовых кривых [5, с. 151].
Пример 2: Задание. Определить предельный ток (периодическую составляющую) при КЗ за трансформатором 10 МВ∙А, хТ% = u
=14%, U
к вн
cр,к
=6,3
кВ (рис. 13, а).
Решение. Номинальный ток трансформатора при Uср,к = 6,3 кВ
А.
Предельный ток КЗ (периодическая составляющая):
А.
Задание. Определить предельный ток КЗ (периодическую составляющую)
за линейным реактором РБ10-630-0,25 (рис. 13, б).
36
п,0
6,3
I 14,57
3 0,25
уопу
kIi
,
2
При U
Решение. Номинальный ток реактора I
= 6,3 кВ
ср.к
Рис. 13. К примеру 2
- Ударный ток КЗ (iуд)
=630 А, сопротивление 0,25 Ом.
ном
кА.
Ударный ток обычно имеет место через 0,01 с после начала КЗ:
,
где kу=(1+е
-0,01/Та
).
По значению Та определяется значение kу, используя график на рис. 14.
Рис.14. График определения ударных токов
Если КЗ произошло на выводах генератора, то для его ветви постоянная
Та может быть взята из табл. 3.7 [5].
Если КЗ произошло на некотором удалении от генераторов, то для каждой ветви результирующей схемы замещения постоянная времени
Та=х
37
рез
/ωr
рез
.
Элемент или часть энергосистемы
Та, с
kу
Турбогенератор мощностью, МВт:
12-60
100-1000
0,16-0,25
0,4-0,54
1,94-1,955
1,975-1,98
Блок, состоящий из турбогенератора мощностью 60
МВт и трансформатора, при номинальном напряжении генератора, кВ:
6,3
10
0,15
0,15
1,95
1,935
Блок, состоящий из турбогенератора и повышающего трансформатора, при мощности генератора, МВт:
100-200
300
500
800
0,26
0,32
0,35
0,3
1,965
1,97
1,973
1,967
Система, связанная со сборными шинами, где рассматривается КЗ, воздушными линиями напряжением, кВ:
35
110-150
220-330
500-750
0,02
0,02-0,03
0,03-0,04
0,06-0,08
1,608
1,608-1,717
1,717-1,78
1,85-1,895
Система, связанная со сборными шинами, где рассматривается КЗ, через трансформаторы единичной
мощностью, МВА:
80 и выше
32-80
5,6-32
0,06-0,15
0,05-0,1
0,02-0,05
1,85-1,935
1,82-1,904
1,6-1,82
Ветви, защищаемые реактором с номинальным током, А:
1000 и выше
630 и ниже
0,23
0,1
1,956
1,904
Распределительные сети напряжением 6-10 кВ
0,01
1,369
Для упрощения расчетов Та можно взять из табл. 6, для характерных точек электросетей.
Значения постоянной времени затухания апериодической составля-
Таблица 6
ющей тока КЗ Т
и ударного коэффициента kу для характерных ветвей,
а
примыкающих к точке КЗ
38
yyп,0
i 2 k I 2 1,935 2,2 6,04
y
k 1,935
y
i 2 1,969 2,31 6,44
y
k 1,969
y
i 2 1,608 9,67 22,08
y
k 1,608.
y,К1
i 6,04 6,44 22,08 34,56
yyп,0
i 2 k I 2 1,965 28,2 78,96
y
i 2 1,9 32,49 87,3
y,К2
i 78,69 87,3 165,99
Пример 3: Задание. Для условий примера 1 определить ударные токи
трехфазного КЗ для точек Kl, К2, КЗ (см. рис. 6).
Решение. Ударный ток при КЗ в точке К1. Из таблицы 6 установим значения ударных коэффициентов по ветвям схемы и определим ударные токи:
генераторов G1 и G2:
кА,
где
;
генератора G3:
где
;
энергосистемы:
где
Суммарный ударный ток трехфазного КЗ для точки К1:
Ударный ток при КЗ в точке К2. Определим ударные коэффициенты для
ветвей схемы замещения из табл. 3.7 [5] и табл. 6:
кА,
кА,
кА.
генератора G2 (ТВФ-60-2): ку = 1,965.
генераторов Gl, G3 и энергосистемы через секционный реактор и понижающий трансформатор мощностью менее 80 МВ∙А, в среднем ky = 1,9.
Соответствующие токи по ветвям:
генератора G2:
кА;
генераторов Gl, G3 и энергосистемы:
кА.
Суммарный ударный ток для точки К2:
кА.
39
yyп,0
i 2 k I 2 1,98 39,03 109,74
y
i 2 1,9 43,65 117,77
y
i 109,74 117,77 227,51
ном
ном
ср,к ном
P 60
I 4,129
3U cos 3 10,5 0,8
Ударный ток при КЗ в точке КЗ. Короткое замыкание на выводах генера-
тора ТВФ-100-2. Ударный коэффициент для цепи генератора ку = 1,98
[5, табл. 3.7]. Ударный коэффициент для энергосистемы определим с учетом
того, что ток к месту КЗ поступает через блочный трансформатор 125 МВ∙А. По
табл. 6 для соответствующего случая имеем ку = 1,9.
Ударные токи по ветвям схемы замещения:
генератора:
кА,
энергосистемы:
кА.
Суммарный ударный ток
кА.
Пример 4 Задание. Определить расчетные токи КЗ для выбора выключателей в схеме ТЭЦ, приведенной на рис. 6. Исходные данные взяты из примеров 1 и 3.
Решение. Расчетные токи для выключателей типа МГГ, устанавливаемых
в цепи генератора G2 (G1).
Расчетное время τ = 0,12 + 0,01 = 0,13 с (t
выключателя типа МГГ рав-
c,в
но 0,12 с).
Определим два значения периодической составляющей тока КЗ и два значения апериодической составляющей тока для момента времени t = τ = 0,13 с,
поскольку через выключатель может протекать ток КЗ от генератора G2 или от
эквивалентного объединенного источника Gl + G3 + энергосистема.
Периодическая составляющая тока от генератора G2 может быть определена по типовым кривым [5, рис. 3.26]. Для этого предварительно определяется
номинальный ток генератора:
Отношение начального значения периодической составляющей тока КЗ
от генератора G2 при КЗ в точке К2 (см. пример 1) к номинальному току:
кА.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]