Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование электроэнергетических систем. Учебное пособие.pdf
1.3. Определение параметров схемы замещения
активной составляющей сопротивления
11
′
′
′
′
Продолжение таблицы 1.3.
Пр и м е ч а н и е : Iн, кА – номинальный ток; Uн, кВ – номинальное
напряжение; Uб, кВ – базисное напряжение; Uср, кВ – среднее
номинальное напряжение; Sн, МВА – номинальная мощность; Sб,
МВА – базисная мощность; S
тери к.з. и двухобмоточного трансформатора; ∆Р
, МВА – мощность к.з.; ∆Рк, кВт – по-
к.з.
КВ–(Н1/Н2)
, кВт – потери
к.з. при параллельном соединении ветвей расщеплённой обмотки НН
трансформатора; r0, Ом/км – удельное активное сопротивление на
1 км длины линии;
ние синхронного двигателя или генератора;
r
, о. е. – сверхпереходное активное сопротивле-
d
X
, о.е. – сверхпереход-
н
ное индуктивное сопротивление асинхронного двигателя; l, км – длина
линии;
P′∆
, кВт – максимальное значение потерь к.з. трёхобмоточно-
к
го трансформатора; Тад, с – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з. от двигателей; r
тивление реактора.
, Ом – активное сопро-
LRH
Кроме указанной схемы замещения для расчёта значений апериодической составляющей тока к.з. к моменту времени τ и ударного тока
к.з. для случая, когда точка к.з. находится за общим для группы электродвигателей сопротивлением или за общим для электродвигателей и
системы сопротивлением – используется схема замещения, в которой
все элементы расчётной схемы представлены активными сопротивле-
12
ниями. Допускается совмещать схему замещения с активными сопротивлениями со схемой, указывая значения активных сопротивлений в
скобках (см. пример расчёта 2).
1.4. Потери короткого замыкания в трансформаторах
Максимальные ∆Рк имеют
место при следующих
загрузках обмоток
Мощность
обмоток %
Макс. ∆Рк, %
B C H 100 100 100 0,5rоб
100 B
n m
100–n
n
C
(n ≥ m)
100
n m
100
B
C
m
Мощность
обмоток, %,
от номинальной
rB rC rH
B C H
100
67 100
0,5rоб
0,5rоб 0,5r
100 67 0,75rоб 0,5r
H
100 67 67 0,5rоб 0,5rоб 0,75r
100 100 50 0,55rоб 0,82rоб 0,82r
100 50 50 0,5rоб rоб rоб
100 100 33 0,5rоб 0,5rоб 1,5r
об
об
об
об
об
(n ≤ m)
100–m
H
Таблица для определения активных
сопротивлений обмоток.
Выбор расчётного режима включает в себя определение места к.з.
и состояния расчётной схемы, при которых значения токов, проходящих через аппараты и проводники, подлежащие выбору и проверке по
условиям к.з., оказываются наибольшими из возможных.
Для определения места к.з. учитывают следующие положения:
− для выбора и проверки выключателей нереактированных ли-
ний 3…10 кВ, отходящих от сборных шин распределительных уст-
1.2. ВЫБОР РАСЧЁТНОГО РЕЖИМА
13
ройств, расчётным обычно является к.з. за выключателем пассивного
элемента (т.е. элемента, не генерирующего ток к.з.), считая от сборных
шин. Остальные выключатели по условиям короткого замыкания, как
правило, не выбираются и не проверяются (рис. 1.1 и 1.2), так как они
находятся в более лёгких, по сравнению с проверяемым, условиях;
− при отсутствии пассивных элементов среди отходящих нере-
актированных линий расчётным обычно является к.з. за выключателем
линии к наименьшему по мощности асинхронному, а при отсутствии
асинхронных – синхронному двигателю (рис. 1.3);
− для выбора и проверки выключателей реактированных линий,
независимо от того, с какой стороны от реактора (до реактора или
после него) они установлены, расчётным считается к.з. за реактором,
считая от сборных шин (рис. 1.4). В цепи реактора устанавливается
только один выключатель: либо до, либо после реактора, считая от
шин. При этом должны быть выполнены условия, указанные в параграфе 1-4-7 ПУЭ;
− секционные выключатели, включённые последовательно с ре-
актором, должны быть выбраны и проверены по условиям к.з. на участке между выключателем и реактором (рис. 1.4).
По режиму к.з. не проверяются:
1) проводники в цепях к индивидуальным электроприёмникам и
цеховым трансформаторам общей мощностью до 1000 кВА с высшим
напряжением до 20 кВ, если в электрической или технологической
частях предусмотрена необходимая степень резервирования, если повреждение проводника при к.з. не может вызвать разрыва, если возможна замена проводника без значительных затруднений;
14
Рис. 1.1. Для режима раздельной работы
Рис. 1.2. Для режима параллельной работы
Рис. 1.3. Для режима раздельной работы
Рис. 1.4
15
Рис. 1.5
2) проводники в цепях измерительных трансформаторах напря-
жений;
3) проводники к неответственным индивидуальным приёмникам
или распределительным пунктам небольшой мощности, если повреждение проводника не может вызвать взрыва;
4) аппараты и проводники, защищённые плавкими предохрани-
телями со вставками на Iн ≤ 60 А – (по динамической стойкости) и
независимо от номинального тока (по термической стойкости);
5) провода отходящих воздушных линий.
Проверка термической стойкости пучка, состоящего из двух и
более параллельно включенных кабелей, производится по току к.з.
непосредственно за пучком (рис. 1.5). В этом случае каждый кабель
пучка проверяется по току: I
, где n – число кабелей в пучке.
к/п
При определении состояния расчётной схемы, обеспечивающего
протекание через аппараты и проводники, подлежащие выбору и проверке по условиям к.з. наибольшего тока, рекомендуется принимать во
внимание следующее:
− если в схеме электроснабжения предусмотрена раздельная
работа питающих источников на сборные шины 3…10 кВ, разделённые нормально отключенным секционным выключателем, то расчётным состоянием исходной схемы обычно является режим, когда один
из трансформаторов отключен, а секционный выключатель включен
16
(рис. 1.1). При этом все электродвигатели должны находиться в работающем состоянии;
− в схеме электроснабжения, в которой предусмотрена парал-
лельная работа питающих источников, рабочим состоянием обычно
является нормальный режим исходной схемы. При этом следует
отдельно рассмотреть необходимость учёта всех или части электродвигателей (рис. 1.2).
При расчётах термической стойкости следует руководствоваться
так же п. 1.4.8 ПЭУ, определяющим способ вычисления расчётного
времени.
1.3. РАСЧЕТЫ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
1.3.1. Расчёты токов коротких замыканий в радиальной схеме
Для выполнения расчётов токов к.з. в радиальной схеме, в которой каждый двигатель связан с точкой к.з. индивидуальным внешним
сопротивлением, схема замещения с индивидуальными сопротивлениями приводится к простейшему виду (рис. 1.6).
На окончательно преобразованной схеме замещения должны быть
показаны:
− ветвь источника электроснабжения (системы) с Э.Д.С.
и внешним результирующим сопротивлением
− ветви всех электродвигателей с соответствующими Э.Д.С. и
сопротивлениями.
Допускается объединять группу одинаковых двигателей, одинаково соединённых с точкой к.з., в один эквивалентный с соответствующим пересчётом сопротивлений ветви по формуле:
*
X
м
*
где
X
– сопротивление (о.е.) одного электродвигателя;
м
тивление (о.е.) от зажимов электродвигателя до точки к. з.; n – количество одинаковых двигателей.
Начальное значение периодической составляющей тока к.з. от источника электроснабжения (системы) составляет:
I
пос
*
E
= 1
c
*
X
;
c
*
*
XX
+
вн
м
=
Σ
*
E
c
I
б
*
X
,
n
1
I
==
, кА. (1.3)
б
*
X
cc
*
X
вн
(1.2)
– сопро-
17
Радиальная схема
Схема с общим для группы
двигателей сопротивлением
18
Схема с общим для группы двигателей и
системы сопротивлением
Рис. 1.6
E
Начальное значение периодической составляющей тока к.з. от
группы из n одинаковых асинхронных двигателей рассчитывается по
формуле:
n
I+=
поо
Σ
*
м
или, если до выполнения расчёта группа двигателей была объединена
в один эквивалентный:
I =
поо
Σ
В случае, когда внешним сопротивлением в ветви электродвигателя можно пренебречь (например, при соединении точки к.з. с двигателем только кабелем), допускается начальное значение периодической составляющей тока к.з. от группы из n одинаковых асинхронных
двигателей вычислять по выражению:
где I
– номинальное значение краткости пускового тока; Iн – номи-
пуск
Σ
нальный ток одного асинхронного двигателя; п – количество одинаковых асинхронных двигателей.
Начальное значение периодической составляющей тока к.з. от
группы из n одинаковых синхронных двигателей рассчитывается по
формуле:
I
=
поом
Σ
*
м
где
*
′′
– сверхпереходная Э.Д.С. синхронного двигателя (о.е);
G
сопротивление синхронного двигателя (о.е);
формуле (1.2).
Если до выполнения расчёта группа двигателей была объединена
в один эквивалентный с сопротивлением
формуле (1.4), то:
I
=
поом
Σ
I
, кА (1.4)
б
*
XX
вн
1
, кА. (1.5)
I
б
*
X
м
2
*
IInI =
, кА, (1.6)
н
пускпоо
*
′′
En
I
, кА, (1.7)
б
*
XX
+
вн
*
X
–
м
G
*
X
– то же, что и в
вн
*
X
, определённым по
м Σ
G
*
′′
E
I
, кА. (1.8)
б
*
X
м
G
Σ
19
В случае, когда внешним сопротивлением в ветви электродвигателя можно пренебречь (например, при соединении точки к.з. с двигателем только кабелем), допускается начальное значение периодической составляющей тока к.з. от группы из n одинаковых синхронных
двигателей вычислять по выражению:
где
I
поом
*
′′
X
– сверхпереходное сопротивление электродвигателя (о.е.); Iн –
d
*
′′
E
I
=
Σ
, кА, (1.9)
н
*
′′
X
d
номинальный ток электродвигателя, кА.
Значение периодической составляющей тока к.з. от источника
электроснабжения (системы) к моменту времени τ размыкания силовых контактов выключателя принимается равным начальному значению периодической составляющей:
I
= I
nτc
, кА. (1.10)
пос
Значение периодической составляющей тока к.з. к моменту времени τ от асинхронных двигателей в общем случае подсчитывается по
формуле:
δ−
T
ам
eII
=
помм
n
τ
, кА, (1.11)
где Там – расчётная постоянная времени, составляющая для большинства асинхронных двигателей (0,04…0,06) c.
I
Для момента времени τ = 0,15 c, если отношение
значение I
– можно принимать равным нулю.
nτм
+GII
пом
3
≤
помпос
При этом погрешность расчётов не превысит 6%.
Значение периодической составляющей тока к.з. к моменту времени τ от синхронных двигателей рассчитывается по формуле:
I
= γI
nτмG
, кА, (1.12)
помG
где γ – коэффициент, определяемый в зависимости от типа двигателя
и времени τ по кривым рис. П2.1.
При τ = 0,15 c можно пользоваться значениями γ, приведёнными в
табл. 1.5.
20
,