Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Томский Политехнический Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

От Готмана на 8 семестр(Эл. энерг. СиС) / Задачн. (УП) 2010 Реж. КЗ в ЭЭСС

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.05.2015

Размер:

2.52 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1010


	r0	= 10	1.4 = 14 мОм,		x0	= 10 0.19 = 1.9 мОм;
L2:	r1	= 8	1.1 = 8.8 мОм,	x1		= 8 0.065 = 0.52 мОм;
	r0 = 8		1.8 = 14.4 мОм,		x0 = 8 0.23 = 1.84 мОм;
L3:	r1	= 11	2.4 = 26.4 мОм,		x1		= 11 0.084 = 0.92 мОм;
	r0	= 11 3.5 = 38.5 мОм,			x0		= 11 0.33 = 3.63 мОм;

для автоматов

А1:	r = x = 0, А2	r = 0.12 мОм, x = 0.09 мОм;
А3:	r = 5.5 мОм,	x = 2.7 мОм.
При коротком замыкании в точке K1 примем сопротивление кон-
тактных соединений r = 20 мОм.		Следовательно, результирующие со-

противления схемы прямой (обратной) и нулевой последовательностей относительно точки K1 будут:

r1 x1

r0 x

=1.7 + 0.12 + 1.7 + 0.4 + 0.12 + 20 = 24 мОм;

=8.6 + 0.51 + 1.15 + 0.4 + 0.09 = 10.75 мОм;

=0.9 + 1.2 + 17 + 4 + 0.12 + 20 = 43.22 мОм;

0 = 80 + 4.4 + 11.5 + 4 + 0.09 = 100 мОм.

Ток при трехфазном коротком замыкании составит

I	(3)			400				400	8. 7
	K							3 26. 5
		3	24	2	10	. 75	2

и при однофазном коротком замыкании

кА

I	(1)	=	3 400
	K
			(2 24 43 . 22)	2	(2	10 . 75	100)	2

	3 400	4 . 55
	152	4 . 55
	152

кА.

Без учета переходных сопротивлений контактных соединений эти токи существенно больше и соответственно были бы следующие:

= 20 кА и	I	1	= 5,5 кА.
		K

При x/r = 10.75/24 = 0.45 ударный коэффициент K y 1 и, следо-

вательно, ударный ток

iy 2 8.7 12. 3 кА.

При КЗ в точке K2 принимаем для контактных соединений r = 30 мОм, что дает такие результирующие сопротивления схемы:

	r1		= 24 + 7.7 + 8.8 + 26.4 + (30 20) + 5.5 = 82.4 мОм;
	x1 = 10.75 + 0.68 + 0.52 + 0.92 + 2.7 = 15.57 мОм;
	r0		= 43.22 + 14 + 14.4 + 38.5 + (30 20) + 5.5 = 125.5 мОм;
	x0 = 100 + 1.9 + 1.84 + 3.63 + 2.7 = 110 мОм.
Находим значения токов:
для трехфазного короткого замыкания
			I	(3)		400						400	2. 75 кА
			I	K								3 83. 8	2. 75 кА
				K	3	82. 4		2	15. 57		2
								2			2

и однофазного короткого замыкания

I (1)							3 400							3 400	2 . 14 кА.
I (1)															2 . 14 кА.
K		(2 82 . 4 125 . 5) 2							(2	15 . 57 110) 2			324
		(2 82 . 4 125 . 5) 2							(2	15 . 57 110) 2			324

Без учета сопротивлений контактных соединений эти токи соответственно были бы следующие:


I	3	4.05 кА и	I	1	2.8 кА.
I	K	4.05 кА и	I	K	2.8 кА.
	K			K

5. КООРДИНАЦИЯ УРОВНЕЙ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

ПРИМЕР 5.1. Ограничение тока КЗ

Сравнить режимы параллельной и разделительной работ трансформаторов ГПП (рис. 5.1, а) по значениям начального и ударного то-

ков трехфазного КЗ на шинах НН в точке

I(3 )

Рис. 5.1. Схемы к примеру 5.1: а – исходная схема; б – схема замещения

Исходные данные

S K

Система С: источник неизменного напряжения –			U С = 115 кВ,
= 200 МВА – мощность K 3	в точке	K C .
Трансформаторы Т1, Т2:	U (В)ном	U(Н)ном = 115/10.5 кВ;

Sном = 125 MBA,	U K = 11 %.
Решение.	Принимаем базисные условия:

Sб

S K

= 2000 МВА,

= 10.5 кВ. Находим базисный ток на ступени короткого замыкания:

I		2000		110
	б	3	10.5

кА.

Определяем сопротивления элементов схемы замещения (рис. 5.1,б) в относительных единицах:

				x			S	б
				x				б
				1*			S
							S	K
								K
x		x				U	K	S	б
	2*		3*				K		б
					100S


								ном

	2000	1;
	2000	1;
	2000

11 2000

100 125

1.76

Рассчитываем токи короткого замыкания:

при параллельной работе трансформаторов (выключатель В – включен)

I п	I	б				110	58.5 кА;

	0.5x				0.5 1.76
x			2*	1
1*
iy K y		2I п 1.8				2 58.5 149		кА;

при раздельной работе трансформатора (выключатель В –

отключен)

Iп

	I
	б
	x
x	x
1*		3*
iy 1. 8
iy 1. 8		2

	110	36.2	кА;
	1.76
1

36. 2 92. 2 кА.

Переход с раздельной на параллельную работу трансформаторов ГПП вызывает повышение токов короткого замыкания на шинах НН на

58.5 36.2	100	62
36.2

ПРИМЕР 5.2. Ограничение тока КЗ

Для схемы, изображенной на рис. 5.2, а, выбрать параметры реактора напряжением 10 кВ для ограничения мощности короткого замыка-

ния до 200 МВА на шинах 10 кВ. Мощность КЗ, обусловленная системой, при трехфазном КЗ на высшей стороне трансформатора в точке

K с , составляет	3000 МВА. Параметры трансформатора составляют:
Sном = 40 МВА,	U (В)ном U(Н)ном = 115/10.5 кВ, U K 10.4 %.

Рис. 5.2. Схемы к примеру 5.2: а – исходная схема; б – схема замещения с учетом реактора

Решение.

Sб = 3000 МВА,

Принимаем

U б =10.5 кВ,

за базисные

б = 3000 / (

3 10

следующие данные:

= 165 кА.

Сопротивления системы и трансформатора в относительных единицах при принятых базисных условиях составляют:

x1*б Sб 3000 1,

S K 3000

x		U	K		S	б
	2*б		K			б
		100		S


					ном

		10.4 3000
		100	40

7.8

Определим требуемое сопротивление схемы мощности КЗ до заданного уровня в точке K (рис.

( x

5.2,

) для ограничения

б):

x *б Sб 3000 15 SK 200

и реактивное сопротивление реактора при базисных условиях:

x3*б x *б (x1*б x2*б ) 15 (1 7.8) 6.2 .

Используя выражение

		x		U	ном				I	б
x	Р *б		Р %		ном					б
x		1 0 0		U			I

						б		ном
						б		ном

x3*б

находим реактанс реактора, приведенный к его номинальным условиям:

x	Р	xР *б100U б I ном	6. 2 100 10. 5 2. 31	9. 11 %,

		U ном I б	10 165

где номинальный ток трансформатора при U

реактора принят равный номинальному току ом = 10 кВ, т. е.

I		40		2. 31
	ном	3	10

Реактанс реактора в Омах составляет

кА.

xxР%U ном

Р100 3I ном

9.11 10		0.228
100	3 2.31

Ом.

Этим данным соответствует реактор РБА 10-3000-12 с параметра-

ми:

U ном = 10 кВ,

I ном = 3000 А, xР = 12 % ( xР = 0.23 Ом),

который имеет реактивность, приведенную к общим базисным условиям,

			xР*б		12 10 165	6.29 .
			xР*б		100 10.5 3	6.29 .
					100 10.5 3
Фактическая мощность короткого замыкания
составляет
S			S	б	3000	199
	K			б

		x			(1 7.8 6.29)
		x	рез*б		(1 7.8 6.29)
			рез*б

за этим реактором

МВА.

ПРИМЕР 5.3. Ограничение тока КЗ

Сравнить начальные значения токов трехфазного КЗ в равноценных по пропускной способности схемах электроснабжения

(рис. 5.3, а, б).

Исходные данные

Система С:

источник неизменного напряжения –

U С

= 1, еѐ мощ-

ность трехфазного короткого замыкания

S K = 2000 МВА.

Трансформатор Т1:	Sном = 32 МВА,	U K = 10 %.
Трансформатор Т2:	Sном = 32 МВА,	U K (В-Н) =10 %;
U K (Н-Н) = 33 %.
Реактор сдвоенный Р: U ном = 10 кВ,		I ном = 2 2000 А,

xР

= 12 %;

kсв

= 0.55.

	E		=1.08.
Генератор ТЭС: SΣном = 150 МВА, xd = 0.21,

Рис. 5.3. Схемы к примеру 5.3: а – исходная схема № 1; в – ее схема замещения; б – исходная схема № 2; г – ее схема замещения

Решение. Расчет зисных условиях:

Sб = 1000 МВА,

выполняем в относительных единицах при ба-

U б = 6.3 кВ,

I б 1000

3 6.3 91.6

кА.

Находим сопротивления элементов обеих схем замещения

( рис. 5.3 в, г):

x	S	б

1*	S
		K

1000

2000


x2*		U K Sб		10 1000		3. 13	;
	100		Sном	100	32

x U

ном

0.55 12 10 91.6

x3*

kсв

2.88

;

100 U

100 10.5 2

ном

xРU номI б

12 10 91.6

x4* x5* (1 kсв )

0.55)

8.11;

100 U

ном

100 10.5 2

Sб

1000

x6*

0. 21

1. 4 ;

S ном

150

U K (Н-Н)

Sб

1000

x7*

U K (В-Н) 1

2nU

10 1

0.55

;

K (В-Н)

100S

ном

2 2 10

100 32


x8*	x9*	U K (Н-Н)		Sб		33 1000		5.2 .
		100	2	Sном	10		2 32

Параметры упрощенных схем замещения:

со сдвоенным реактором:

x10* x1* x2* x3* 0.75	,	x11* x4* x6* 9.51;
			U	x	E "x
x12* x10* // x11* x5* 8.805,		E1		С 11*	10*	1.006
x12* x10* // x11* x5* 8.805,		E1		x	x	1.006
				x	x
				10*	11*

с трансформатором, имеющим расщепленную обмотку:

;

x13* x15*



x
1*
x		/
13*

x	7*

/ x
	14*


05		,
x	9*
	9*

x14* 6.1,

x6* E2

x8*

1.01

6.6

;

Начальные значения токов трехфазного короткого замыкания: для схемы со сдвоенным реактором

I	Р			E	x		I	б	1.006 8.805		91.6 10.5
	Р			1	12*			б

кА;

для схемы с трансформатором

I	Т			E	2	x		I	б	1.01	6.1 91.6 15.1
	Т				2	15*			б

кА.

Эффективность токоограничения схемы со сдвоенным реактором составляет

I	Т	I		Р	15.1 10.5	100 43.8
		I		100	10.5	100 43.8
		I	Р		10.5
			Р

ЛИТЕРАТУРА

1.Готман В. И. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: учеб. пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 240 с.

2.Готман В. И. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: учеб. пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. – 235 с.

3.Готман В. И. Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах: учеб. пособие по курсовому проектированию. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. – 43 с.

4.Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. – М.: Энергия, 1970. – 420 с.

5. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110–750 кВ: Руководящие указания по релейной защите / ВГПИН и НИИ Энергосетьпроект. – М.: Энергия,

1979. – Вып. 2. – 152 с.

6. Крючков И. П., Кувшинский Н. Н., Неклепаев Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: справ. материалы. – М.: Энер-

гия, 1978. – 456 с.