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
п,0,г
ном
I
28,2
6,83.
I 4,129
п,t,г
п,0,г
I
0,7.
I
п,t,г п,0,г
I 0,7I 0,7 28,2 19,74
a
t
T
a,t п,0,г
i 2 I e 2 28,2 0,6 24,03
п,т п,0
I I 32,49
0,13
0,095
a,t
i 2 32,49 e 2 32,49 0,25 11,69
По данному отношению и времени t = τ = 0,13 с определим с помощью
кривых [5, рис. 3.26] отношение:
Таким образом, периодическая составляющая тока от генератора G2 к
моменту τ
Апериодическая составляющая тока КЗ от генератора G2 к моменту времени t = τ = 0,13 с определится из выражения
кА.
кА,
где значение может быть найдено по кривым (рис. 12) для t = τ =
0,13 с и при Та = 0,245 с [5, табл. 3.7]
Периодическая составляющая тока КЗ от энергосистемы и присоединенных к ней генераторов G1 и G3 в примере 1 рассчитывалась как поступающая в
место КЗ от шин неизменного напряжения через эквивалентное результирующее сопротивление x
. Поэтому она может быть принята неизменной во вре-
20
мени:
кА.
Апериодическая составляющая тока КЗ от эквивалентного источника:
кА,
где Та = 0,095 с соответствует (рис. 14) ку = 1,9, принятому для эквивалентного источника в примере 3.
Расчетные токи для выключателей 110 кВ ТЭЦ. Выключатели распреде-
лительных устройств напряжением 35 кВ и выше выбираются обычно однотипными для всех цепей данного РУ и проверяются по наиболее тяжелым условиям КЗ. Таким образом, в рассматриваемом случае необходимо для данного
типа выключателя определить суммарные расчетные токи КЗ.
41
п,τ п,0
I I 9,67
п,0,г
ном
I 2,2 кА;
2 60
I 0,754 кА;
3 115 0,8
п,0,г
`
ном
I
2,2
2,92.
I 0,754
п,t,г
I 0,91 2,2 2 кА
п,0,г
ном
I 2,31 кА;
100
I 0,59 кА;
3 115 0,85
п,0,г
`
ном
I
2,31
3,91.
I 0,59
п,t,г
I 0,87 2,31 2 кА.
п,τ
I 9,67 2 2 13,67 кА.
a
t
0,07
T
0,02
a,τ п,0
i 2 I e 2 9,67 e 0,69 кА;
Для выключателя У-110 расчетное время τ = 0,06 + 0,01 = 0,07 с, так как
t
= 0,06 с.
c,в
Периодическая составляющая тока определится суммированием периодических составляющих токов по ветвям энергосистемы, генераторов G1 и G2
и генератора G3 при КЗ в точке К1 (исходные данные по примеру 1) для расчетного времени τ = 0,07 с:
энергосистемы:
кА – ток неизменный во времени
генераторов G1 и G2:
По кривым [5, рис. 3.26] имеем I
п,t,r/Iп,0,r
=0,91, а следовательно:
.
генератора G3:
По кривым [5, рис. 3.26] имеем I
п,t,r/Iп,0,r
=0,87, а следовательно:
Суммарное значение периодической составляющей тока КЗ для момента
времени t = τ = 0,07 с:
Апериодическая составляющая тока по ветвям КЗ:
энергосистемы:
42
0,07
0,15
a,τ
i 2 2,2 e 1,94 кА;
0,07
0,26
a,τ
i 2 2,31 e 2,49 кА.
a,τ
i 0,69 1,94 2,49 5,12 кА.
распф
2)3(уд7
max
kk
a
l
i103F
распф
2)2(уд7
max
kk
a
l
i102F
генераторов G1 и G2:
генератора G3:
Постоянная времени Ta взята во всех случаях из табл. 6.
Суммарное значение апериодической составляющей тока КЗ для момента
времени t = = 0,07 с:
Электродинамическое действие токов короткого замыкания
При прохождении токов по проводникам между ними возникают электродинамические (механические) усилия. В параллельных проводниках одинаково направленные токи вызывают их притяжение, противоположно направленные – отталкивание. При нормальных режимах силы взаимодействия незначительны, однако в результате КЗ они возрастают до опасных значений, приводящих к деформации и разрушению электрических аппаратов.
Максимальные механические усилия возникают при ударном значении
тока КЗ.
Максимальная сила, действующая в трехфазной системе проводников на
расчетную фазу, Н:
- при трехфазном КЗ:
.
- при двухфазном КЗ:
где k
– коэффициент, зависящий от взаимного расположения провод-
расп
ников [2, табл.1; 3, табл.7.3]; в учебном проектировании при расположении шин
в одной плоскости или по вершинам равностороннего треугольника принимается k
k
расп
=1,0; при расположении по вершинам прямоугольного треугольника
расп
=0,95.
,
43
*
доп
*
кон
*
кон
)Тt(IВ
экв.аоткл
2
0пк
тер
2
терк
tIВ
Ткстанд
С/Вg
Для предотвращения механических воздействий, возникающих при КЗ,
все элементы токоведущих частей конструкций должны обладать электродинамической стойкостью.
Термическое действие токов короткого замыкания
При протекании токов КЗ температура проводников возрастает, достигая
опасных значений. Проводник или аппарат считается термически стойким, если
при КЗ температура его нагрева не превышает допустимых величин
[2, табл. 6; 3, табл. 8.1].
Условие термической стойкости, оС:
,
где
– конечное значение температуры проводника в режиме КЗ.
Термическая стойкость аппаратов в режиме КЗ, кА2∙с:
,
где Iп0 – действующее значение периодической составляющей тока КЗ в
момент t=0 от эквивалентного источника, кА; Т
– эквивалентная постоянная
а.экв
времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, принимают
наибольшее из значений Та тех источников, которые подпитывают место КЗ;
t
– расчетная продолжительность КЗ, складывается из указанных в каталож-
откл
ных данных выключателей времени действия основной релейной защиты данной цепи (t
чателя (t
отк.в
) с учетом действия АПВ и полного времени отключения выклю-
р.з.
), с.
Если известны каталожные данные значений гарантированного среднеквадратичного тока термической стойкости (I
, кА) и допустимого времени
тер
его протекания (t
стойкости, кА2∙с:
Условие проверки на термическую стойкость проводник, имеющий стандартное сечение g
, с) для электрических аппаратов, то условие термической
тер
.
, мм2:
станд
,
44
Тк
С/В
2 2 2
k п,0 отк a
B I t T 28,2 4 0,245 3375 кА с,
2 2 2
k п,0 отк a
B I t T 32,49 4 0,185 4418 кА с,
2 2 2
k п,0 отк a
B I t T 60,69 4 0,185 15414 кА с.
22
k
B 14,18 0,18 0,14 64,34 кА с.
где
– минимальное сечение проводника, которое при заданном
токе КЗ обусловливает нагрев проводника до кратковременно допустимой температуры; Ст – функция, значения которой приведены в таблицах [2, табл. 7–9;
3, табл. 8.2–8.4].
Пример 5 Задание. Определить расчетные значения импульсов квадратичного тока КЗ в цепях ТЭЦ по данным примера 1.
Решение. Импульс квадратичного тока КЗ для оценки термической стойкости оборудования и токоведущих частей в цепи генератора G2 (GI).
Из примера 1 известно значение Iп0= 28,2 кА – начальное значение периодической составляющей тока КЗ от генератора G2 и I
= 32,49 кА – начальное
п0
значение периодической составляющей тока от генераторов GI, G3 и энергосистемы при КЗ в точке К2.
Время отключения КЗ t
= 4 с (генератор 60 МВт).
отк
Импульс квадратичного тока КЗ со стороны генератора G2
где Ta = 0,245 с [1, табл. 3.7].
Импульс квадратичного тока КЗ от внешних источников
где Ta = 0,185 с.
Суммарный импульс квадратичного тока КЗ на шинах 10 кВ ТЭЦ ориентировочно можно определить следующим образом.
Из примера 1 известно суммарное начальное значение периодической составляющей тока при КЗ в точке К2 I
= 60,69 кА. Полное время КЗ при-
п,0,К2
мем 4 с.
Импульс квадратичного тока КЗ
Импульс квадратичного тока КЗ на шинах 110 кВ ТЭЦ (точка К1 на рис.
6). По данным примера 1 имеем I
t
= 0,1 + 0,08 = 0,18 с (выключатель У-110 с t
отк.В
мени Tа = 0,14 с. Отсюда
= 14,18 кА. Время отключения t
п,0,К1
= 0,08 с). Постоянную вре-
отк.В
45
= t
отк
р.з
+
Библиографический список
1. Рожкова, Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций: учеб. для студ. сред. проф. образования / Л.Д. Рожкова, Л.К. Карнеева,
Т.В. Чиркова. – 4-е изд., стер. – Москва: Академия, 2007. – 448 с.
2. ГОСТ 50254-92. Короткие замыкания в электроустановках. Методы
расчета электродинамического и термического действия токов короткого замыкания. - Введ. 1994-01-01 – Москва: Изд-во стандартов, 1993. – 57 с.
3. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору
электрооборудования. РД 153-34.0-20.527-98. – Москва: Изд-во НЦ ЭНАС,
2001. – 151 с.
4. Нормы технологического проектирования подстанций с высшим
напряжением 35-750 кВ. – 3-е изд., перераб. и доп. – Москва: ВГПИ и НИИ
Энергосетьпроект, 1991. – 15с.
5. Рожкова, Л.Д. Электрооборудование станций и подстанций: учеб. для
техникумов / Л.Д. Рожкова, В.М. Козулин. - 3-е изд., перераб. и доп. Москва:
Энергоатомиздат, 1987. – 648 с.
6. Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР. – 6-е изд.,
перераб. и доп. – Москва: Энергоатомиздат, 1985. – 640 с.
7. Электрическая часть станций и подстанций (справочные материалы)/
под ред. Б.Н. Неклепаева. – Москва: Энергия, 1978. – 336 с.
8. Беляева, Е.В. Как рассчитать ток короткого замыкания / Е.В. Беляева. –
Москва: Энергоиздат, 1983. – 136 с.
9. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения /
С.А. Бажанов и [др.]; под ред. И.А. Баумштейна и М.В. Хомякова. – 2-е изд.,
перераб. и доп. – Москва: Энергоиздат, 1981. – 656 с.
46
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ:
РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Методические указания к практическим и курсовой работам
Составитель Синюкова Татьяна Викторовна
Редактор М.Ю. Болгова
Подписано в печать 19.12.2014. Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.
Ризография. Объем 3,5 п.л. Тираж 50 экз. Заказ №
Издательство Липецкого государственного технического университета.
Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ.
398600, Липецк, ул. Московская, 30.
47
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]