Расчет токов к.з. в сети напряжением выше 1000 В

Все электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения, должно быть устойчивым к токам КЗ и выбираться с учетом величин этих токов.

При расчете токов КЗ в относительных единицах (на стороне 6-10 кВ) все расчетные данные приводятся к базисному напряжению и базисной мощности. За базисную мощность может быть выбрана мощность системы, суммарная номинальная мощность генераторов станции или трансформаторов.

Рассчитаем токи к.з. на стороне 6 кВ с учетом подпитывающего влияния СД, определим сопротивления двигателя.

Схема замещения системы электроснабжения (рис.6.1) выше 1000 В представляет собой совокупность схем замещения ее отдельных элементов (в основном в виде индуктивных сопротивлений), соединенных между собой в той же последовательности, что и на расчетной схеме. Источники питания (синхронные генераторы и электрическая система) во внешней схеме электроснабжения кроме собственных реактивностей, имеют также и ЭДС (рис.6.2).

Рис.5.1

Рис.5.2

Исходные данные для расчета.

К одной секции подключены следующие СД, кВт:

4х320; 2х1000, 1х11250, 2х1500, 4х630.

В качестве базисных величин произвольно выбираем базисную мощность : и базисное напряжение, приравниваемое к среднему номинальному (по шкале средних напряжений) той ступени напряжения, на которой рассматривается к.з.: ; 10,5 кВ.

Базисный ток будем определять по формуле:

Для приведенных ступеней напряжения базисные токи будут соответственно равны:

(для ступени 110 кВ).

(для ступени 6 кВ).

На данном этапе расчета необходимо определить токи к.з. в точках К1 и К2.

Определим параметры схемы замещения.

ВЛ:

Трансформаторы ТР1 и ТР2:

.

Сопротивление и ЭДС системы:

о.е.; Е_С = 1,0 о.е.

Перейдем непосредственно к преобразованиям.

На данном этапе целесообразно рассмотреть только одну секцию, поскольку для другой секции расчет будет идентичен.

Рассчитаем ток к.з. в точке К0, расположенной на шинах ВН ГПП. При этом учитываются сопротивления воздушных линий и системы:

Х_2Σ = Х_1Σ =

Ток к.з. при E_ВН = E_G = 1,0 о.е.

кА.

При расчете сопротивления нулевой последовательности при к.з. в т. К0 сопротивление нулевой последовательности воздушной линии в среднем 3 раза превышает сопротивление прямой последовательности, поэтому сопротивления всех линий вводим в схему замещения в виде утроенной величины:

Х_0Σ =

Дополнительное сопротивление, для однофазного к.з.:

Рассчитываем ток прямой последовательности в фазе А для однофазного к.з.:

Коэффициент взаимосвязи токов, для однофазного к.з.:

.

Ток прямой последовательности в кА:

кА.

Рассчитываем модуль тока поврежденной фазы при заданном несимметричном однофазном КЗ:

кА.

,

где k_у – ударный коэффициент, который при расчете токов к.з. в сетях напряжением выше 1000 В можно принять равным 1,8 [14].

Сопротивления трансформаторов повышающей подстанции, воздушных линий и сопротивления системы соединены последовательно, поэтому сопротивление эквивалентное им будет равно

Х_э1 =

Схема примет вид, показанный на рис.5.3.

Таким образом, со стороны одного повышающего трансформатора эквивалентная ЭДС и сопротивление внешней цепи будут равны (рис.5.4):

E_ВН = E_G = 1,0 о.е.

x_ВН = x_∑0 = 4,79 о.е.

Рис. 6.3

Е_ВН Х_ВН

Рис.5.4

Сверхпереходное значение тока трехфазного КЗ определим как суммарное значение сверхпереходных токов со стороны сети внешнего электроснабжения и подпитывающего влияния двигателей :

где - результирующее значение сверхпереходной ЭДС (см. выше).;

- базисный ток, соответствующий той ступени напряжения, где произошло КЗ:

результирующее сопротивление короткозамкнутой цепи; дополнительная реактивность, включающая в себя сопротивления участка короткозамкнутой цепи – от точки КЗ до шин высокого напряжения понижающего трансформатора ТР1 (рис.5.6).

Ток от двигателей:

где результирующее значение сверхпереходной ЭДС двигателей «внутренней» части схемы СЭС; полное результирующее сопротивление «внутренней» части схемы.

Рис.5.6

Параметры двигателя СД1:

Аналогично вычисляем параметры остальных двигателей (табл. 5.1).

Преобразуем схему к виду (рис.5.7).

Параметры эквивалентного двигателя СД:

Таблица 5.1 – Параметры двигателей

№
СД1-4	0,16	4*0,32/0,9=1,42	112,5
СД5-6	0,124	2*1,0/0,9=2,22	55,8
СД7	0,1	11,25/0,9=12,5
СД8-9	0,118	2*1,5/0,9=3,33	35,4
СД10-13	0,12	2*0,63/0,9=1,4	85,7

Е_ВН Z_Σ К1 Z_С Е_ДВ

Рис. 5.7

По ранее приведенной формуле находим ток от двигателей:

Таким образом, сверхпереходной ток к.з. равен:

Наибольшее мгновенное значение полного тока КЗ (ударный ток) определим по выражению [15]:

где ударные коэффициенты внешней сети и двигателей. Величина зависит от отношения , то . Величина зависит от мощности двигателя и может быть найдена по кривым для синхронных двигателей.

(серия СДН, СДИ).

Сопротивления питающей кабельной линии:

,

Ток КЗ в точке К2:

Ударный ток короткого замыкания, кА:

.

где = 1,35 - ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени .

Дата добавления: 2015-08-17