Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Нижегородский Государственный Технический Университет им. Р.Е. Алексеева

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Диплом окончательный / 7. Расчёт токов к.згот

.doc

Скачиваний:

139

Добавлен:

28.03.2015

Размер:

357.89 Кб

Скачать

☆

7 Расчёт токов короткого замыкания

Коротким замыканием (КЗ) называется соединение токоведущих частей разных фаз или потенциалов между собой или на корпус оборудования, соединенный с землей, в сетях электроснабжения или в электроприёмниках, сопровождающееся резким увеличением тока. КЗ может быть по разным причинам: ухудшение сопротивления изоляции во влажной или химически активной среде, при недопустимом перегреве изоляции, механические воздействия, ошибочные воздействия персонала при обслуживании, ремонте и т.д.

Ток КЗ производит электродинамическое действие на аппараты и проводники, так как их детали могут деформироваться под действием механических сил, возникающих при больших токах.

Термическое действие тока КЗ заключается в нагреве аппаратов и проводников выше допустимой температуры. Поэтому их необходимо проверять на термическую и динамическую устойчивость токам КЗ.

Расчёт токов КЗ позволяет нам не только правильно выбрать оборудование, но и правильно настроить релейную защиту, позволяющую своевременно отключить возникший аварийный режим.

Для выбора аппаратов и проводников и проверки их по условиям КЗ рассчитываются:

I_п0 — наибольшее начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ;

i_уд — ударный ток КЗ.

При выполнении расчетов допускается не учитывать:

 сдвиг по фазе ЭДС и изменение частоты вращения роторов синхронных машин;

 ток намагничивания систем генераторов, трансформаторов и электродвигателей;

 насыщение магнитных систем генераторов, трансформаторов и электродвигателей;

 емкостную проводимость ВЛ и КЛ;

 различие значений сверхпереходных сопротивлений по продольной и поперечной осям синхронных машин;

 возможную несимметрию трехфазной системы;

 влияние недвигательной нагрузки на токи КЗ;

 подпитку места КЗ со стороны электродвигателей напряжением до 1000 В при расчете токов КЗ в сети выше 1000 В.

Кроме того, в сетях напряжением выше 1000 В не учитываются активные сопротивления элементов, если выполняется условие: .

Расчёт будем вести в относительных единицах.

Схема замещения представляет собой расчетную схему, в которой все электрические и трансформаторные связи представлены электрическими сопротивлениями. При расчетах токов трехфазных КЗ генерирующий источник (энергосистема) вводится в схему замещения как ЭДС, а пассивные элементы, по которым проходит ток КЗ, индуктивными сопротивлениями.

В целях упрощения расчетов вместо действительных напряжений на отдельных ступенях трансформации принимаются средние номинальные напряжения (в нашем случае U_ср.ном= 10,5 и 115 кВ). Так как выбор сечений ЛЭП и кабельных линий пока не производился, то их индуктивное сопротивление принимается по данным [2]:

1) кабельные линии 6-10 кВ  0,08 Ом/км;

2) воздушные линии 35-110 кВ  0,425 Ом/км;

Расчётная схема и схема замещения представлены на рисунках 7.1 и 7.2.

Рисунок 7.1 Расчётная схема

Рисунок 7.2 Схема замещения

Исходные данные:

 мощность короткого замыкания S_к= 2400 МВА;

 длина ЛЭП l = 11 км.

Выбираем базисные условия.

Базисную мощность

МВА

За базисное напряжение принимаем среднее номинальное напряжение той ступени, на которой предполагается КЗ

кВ;кВ.

Рассчитываем для каждой точки КЗ свой базисный ток по выражению (7.1):

(7.1)

кА,

Рассчитаем параметры элементов схемы замещения. Формулы для их расчета и результаты представим в виде таблицы 7.1.

Таблица 7.1-Параметры элементов схемы замещения

Наименование	Исходные данные	Формула для расчёта	Параметр схемы замещения
Энергосистема	S_к= 2400 МВА		; Е_эс=1
Трансформатор ТРДН-25000/110	S_{ном тр}=25 МВА Uквн=10,5 % Uквн1=20 %	где	где
ЛЭП	х₀=0,425 Ом/км l=11 км U_ср.ном1=115 кВ
КЛ от ГПП до РП	х₀=0,08 Ом/км l=0,2 км U_ср.ном2=10,5 кВ
Двигатель СДК2-16-29-14КТ4	x”_d= 0,18 P_ном= 320 кВт КПД=0,93 cos=0,85 n = 4 шт.		Е_М1=0,9
КЛ от ГПП до ТП11	х₀=0,08 Ом/км l=0,07 км U_ср.ном2=10,5 кВ

7.1 Расчет тока короткого замыкания в точке К1

В данной точке короткого замыкания можно не учитывать подпитку места короткого замыкания от электродвигателей, т.к. они значительно удалены от точки короткого замыкания (находятся за трансформатором). Расчетная схема замещения для точки К1 приведена на рисунке 7.3

Рисунок 7.3 Схема замещения для точки К1

Находим результирующее сопротивление до точки К1 по выражению):

; (7.2)

Периодическая составляющая тока к.з. в точке К1 будет равна:

(7.3)

кА

Ударный ток короткого замыкания в точке К1 будет равен:

; (7.4)

кА

7.2 Расчет тока короткого замыкания в точке К2

При коротком замыкании в точке К2 необходимо учитывать подпитку от всех высоковольтных синхронных и асинхронных электродвигателей, которые питаются от РП1. Тем самым мы рассмотрим процесс короткого замыкания в наиболее тяжёлом аварийном режиме работы, когда питание РП осуществляется по одному кабелю.

Расчетная схема замещения для точки К2 представлена на рисунке 7.4. Путём постепенного преобразования приведём её к простому виду так, чтобы каждый источник питания или группа источников с результирующей ЭДС были связаны с точкой КЗ одним сопротивлением. В результате получим схему, изображённую на рисунке 7.5