15. Расчет токов короткого замыкания
При расчете токов короткого замыкания вводятся некоторые допущения:
· Все ЭДС считаются совпадающими по фазе.
· ЭДС источников остаются неизменными.
· Не учитываются поперечные емкости цепи короткого замыкания и токи намагничивания трансформаторов.
· Активное сопротивление цепи короткого замыкания схемы напряжением выше 1000 В учитывается только при соотношении
· rS = 1/3·лxS.
Расчет будем вести в относительных единицах, приведенных к базисным условиям.
Расчет токов короткого замыкания в точке К-1.
Принимаем за базисное условие Sб=Sc=1000 МВА; Uб=115 кВ; хс=0,8 о.е.; Ес=1.
Определим базисный ток:
(63)
Сопротивление воздушной линии:
(64)
(65)
Полное сопротивление воздушной линии:
(66)
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-1:
(67)
Ударный ток КЗ:
(68)
Расчет токов короткого замыкания в точке К-2.
Принимаем за базисное условие Sб=Sc=1000 МВА; Uб=6,3 кВ;
Определим базисный ток:
(69)
Сопротивление трансформатора:
(70)
Результирующее сопротивление схемы замещения до точки К-2:
(71)
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-2:
(72)
Найдем токи подпитки от синхронных двигателей. Синхронные двигатели на 6 кВ располагаются в цехе №6 (2 синхронных двигателя СТДН14-46-8УЗ) Рн=800 кВт, Sн=938 кВА. В цехе №11 расположены асинхронные двигатели (2 асинхронных двигателя АЗ12-41-4У4) Рн=500 кВт, Sн=561,798 кВА. В цехе №4 расположены асинхронные двигатели (2 асинхронных двигателя АЗ13-59-4У4) Рн=1000 кВт, Sн=1111 кВА.
Сопротивление СД цеха №6:
(72)
Сопротивление кабельной линии ПГВ-6кВ цеха№6:
(73)
(74)
Сопротивление АД цеха №11:
(75)
Сопротивление кабельной линии ПГВ-6кВ №11:
(76)
(77)
Сопротивление АД цеха №4:
(78)
Сопротивление кабельной линии ПГВ-6кВ №4:
(79)
(80)
Ток подпитки от СД №6:
(81)
Ток подпитки от АД №11:
(82)
Ток подпитки от АД №4:
(83)
Ударный ток короткого замыкания в точке К-2:
(84)
Расчет токов короткого замыкания в точке К-3.
Результирующее сопротивление схемы замещения до точки КЗ К-3:
(85)
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-3:
(86)
Ударный ток КЗ:
(87)
Расчет токов короткого замыкания в точке К-4.
Систему принимаем системой бесконечной мощности, сопротивление системы равно 0 (Sc=; xc=0).
Сопротивление силового трансформатора ТП-1 (мОм):
RTP=0.64 XTP=3.46
Сопротивление трансформатора тока (мОм):
RTA=0.3 XTA=0.2
Сопротивление автоматического выключателя (мОм):
RКВ=0.65 XКВ=0,17
Сопротивление контактов (мОм):
RK=0.2
Сопротивление шин ШМА4 (мОм):
RШ=0,034 ХШ=0,016
Сопротивление дуги (мОм):
RД=4
Результирующее сопротивление схемы замещения:
(88)
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-4:
(89)
Ударный ток КЗ:
(90)
16. Выбор и проверка элементов системы электроснабжения предприятия
Выбор и проверка высоковольтных выключателей.
Ток в питающей линии ВЛЭП в нормальном режиме Iнр=69,87А; в после-
аварийном режиме-Iпар=139,56А.
Предварительно выбираем выключатель ВМТ-110Б-20/1000УХЛ1.
(91)
Табл.13.
|
Расчетный параметр цепи |
Каталожные данные аппарата |
Условия выбора и проверки |
|
UУСТ=110 кВ |
UНОМ=110 кВ |
UНОМUУСТ |
|
IРАБ.МАХ=139,56 А |
IНОМ=1000 А |
IНОМIРАБ.МАХ |
|
IПО=3,635 кА |
IОТКЛ.Н=20 кА |
IОТКЛ.НIПО |
|
iу=9.767 кА |
im.дин=52 кА |
im.динiу |
|
BK=1.321 кА2/с |
ITtT=60 кА2/с |
ITtT BK |
Выключатель по условиям проверки проходит. Принимаем его к установке.
Выбор и проверка разъединителей, отделителей и короткозамыкателей.
Предварительно выбираем разъединитель РНД-110/630Т1.
Табл.14.
|
Расчетный параметр цепи |
Каталожные данные аппарата |
Условия выбора и проверки |
|
UУСТ=110 кВ |
UНОМ=110 кВ |
UНОМUУСТ |
|
IРАБ.МАХ=139,56 А |
IНОМ=630 А |
IНОМIРАБ.МАХ |
|
iу=9.767 кА |
im.дин=80 кА |
im.динiу |
|
BK=1.321 кА2/с |
ITtT=126 кА2/с |
ITtT BK |
Выбранный разъединитель по условиям проверки проходит.
Предварительно выбираем короткозамыкатель КЗ-110Б-У1. Табл.15.
|
Расчетный параметр цепи |
Каталожные данные аппарата |
Условия выбора и проверки |
|
UУСТ=110 кВ |
UНОМ=110 кВ |
UНОМUУСТ |
|
iу=9.767 кА |
im.дин=32 кА |
im.динiу |
|
BK=1.321 кА2/с |
ITtT=37,5 кА2/с |
ITtT BK |
Выбранный короткозамыкатель по условиям проверки проходит.
Выбор и проверка выключателей на стороне 6кВ.
Выбираем выключатель на отводе трансформатора ТДТН-25000/110.
Максимальный рабочий ток:
(92)
(93)
Предварительно выбираем выключатель марки ВЭЭ-6-40/2500У3(Т3).
(94)
Табл.16.
|
Расчетный параметр цепи |
Каталожные данные аппарата |
Условия выбора и проверки |
|
UУСТ=6 кВ |
UНОМ=6 кВ |
UНОМUУСТ |
|
IРАБ.МАХ=2437 А |
IНОМ=2500 А |
IНОМIРАБ.МАХ |
|
IПО=17,75 кА |
IОТКЛ.Н=40 кА |
IОТКЛ.НIПО |
|
iу=45,397 кА |
im.дин=128 кА |
im.динiу |
|
BK=72,464 кА2/с |
ITtT=120 кА2/с |
ITtT BK |
Данный выключатель по условиям проверки проходит.
Для установки на ПГВ(РУНН), а также на РП принимаем ячейки марки К-98.
Выбор и проверка трансформаторов тока (ТА)
По напряжению и току в первичной обмотке трансформатора тока выбираем трансформатор тока марки ТШЛ-10КУ3.
Табл.17.
|
Расчетный параметр цепи |
Каталожные данные аппарата |
Условия выбора и проверки |
|
UУСТ=6 кВ |
UНОМ=6 кВ |
UНОМUУСТ |
|
IРАБ.МАХ=2437 А |
IНОМ=2500 А |
IНОМIРАБ.МАХ |
|
IПО=17,75 кА |
IОТКЛ.Н=40 кА |
IОТКЛ.НIПО |
|
BK=72,464 кА2/с |
tT=4; kT=35 |
Bk(kTIНОМ)2tT |
|
Z2=0.794 Ом |
Z2НОМ=1,2 Ом |
Z2НОМ Z2 |
Проверку на динамическую стойкость не производим, т.к. это шинный трансформатор тока. Трансформаторы тока включены в сеть по схеме “неполной звезды” на разность токов двух фаз (рис.10.).
Рис.10. Схема включения приборов к ТТ.
Табл.18.
|
Прибор |
Тип |
Кол-во |
Sпр.А,В*А |
SпрСВ*А |
|
Амперметр |
Э-377 |
1 |
0,1 |
- |
|
Ваттметр |
Д-335 |
1 |
0,5 |
0,5 |
|
Варметр |
Д-335 |
1 |
0,5 |
0,5 |
|
Счетчик активной энергии |
СА4У |
1 |
2,5 |
2,5 |
|
Счетчик реактивной энергии |
СР4У |
2 |
2,5 |
2,5 |
Общее сопротивление приборов:
rприб = (95)
Допустимое сопротивление проводов
(96)
Принимаем кабель с алюминиевыми жилами, ориентировочная длина 50 м ТТ соединены в “неполную звезду”, поэтому lрас = l, тогда минимальное сечение
(97)
где - удельное сопротивление материала провода.
Принимаем кабель АКРВГ с жилами сечения 4 мм2
(98)
Уточним полное сопротивление приборов:
(99)
Выбор и проверка трансформаторов напряжения.
Табл.19.
|
Прибор |
Тип |
Кол-во |
Sпр.,В*А |
SпрВ*А |
|
Ваттметр |
Д-335 |
1 |
2 |
2 |
|
Варметр |
Д-335 |
1 |
1,5 |
1,5 |
|
Счетчик активной энергии |
СА4У |
1 |
1,5 |
1,5 |
|
Счетчик реактивной энергии |
СР4У |
1 |
3 |
3 |
|
Частотометр |
Д-337 |
8 |
2,5 |
20 |
|
Вольтметр |
Э-335 |
2 |
2,5 |
5 |
UC.НОМ=U1НОМ=6кВ; класс точности 1; S2НОМ=200 ВАS2РАСЧ=33 ВА, трансформатор напряжения подобран правильно.
Рис.11. Схема подключения измерительных приборов к трансформатору напряжения
Проверка кабельных линий на термическую стойкость .
Определим минимальное сечение кабельной линии отходящей от ПГВ к ТП1 (для кабельных линий с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами С=85).
(100)
Кабельная линия №1 (ПГВ-ТП1) по термической стойкости проходит.
Выбор и проверка коммутационных аппаратов 0.4кВ
Выбираем автоматический выключатель на стороне 0.4кВ трансформаторной подстанции №3 (кузнечный цех).
(101)
Табл.20.
|
Выбираем выключатель марки ЭО25С. Расчетный параметр цепи |
Каталожные данные аппарата |
Условия выбора и проверки |
|
UУСТ=0,4 кВ |
UНОМ=0,4 кВ |
UНОМUУСТ |
|
IРАБ.МАХ=2842,58 А |
IНОМ=4000 А |
IНОМIРАБ.МАХ |
|
IПО=16,157 кА |
IОТКЛ.Н=65 кА |
IОТКЛ.НIПО |
Выключатель по условиям проверки подобран правильно.
Уставка тока срабатывания защиты от перегрузки:
(102)
Принимаем уставку Iрасц=3600 А.
1. Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков Электрическая часть станций и подстанций М: Энергоатомиздат, 1989 г.
2. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) М: 1996 г.
3. Справочник по проектированию электроснабжения /Под ред. Д.Г. Барыбина и др. М: Энергоатомиздат, 1990
4. Федоров А.А. Смирнов Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по ЭсПП М: Энергоатомиздат 1987 г.
5. Методические указания для выполнения курсового проекта по ЭсПП. Сост. С..Г. Диев А.Я. Киржбаум
6. Справочник по проектированию электрических сетей и систем /Под ред
7. С.С. Рокотяна, И.М. Шапиро М: Энергоатомиздат 1985 г.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
