Расчет токов короткого замыкания

Токи короткого замыкания (КЗ) рассчитывают для выбора и проверки аппаратов и токоведущих частей на термическую и динамическую стойкость, для выбора, при необходимости, устройств по ограничению этих токов, а также для выбора и оценки устройств релейной защиты.

Расчётным является трёхфазное короткое замыкание, т.к. токи КЗ в этом случае имеют максимальные значения. При расчётах токов КЗ принимаются допущения:

- все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки КЗ, работают одновременно и с номинальной нагрузкой;

- расчётное напряжение каждой ступени схемы электроснабжения принимается на 5 % выше номинального значения;

- короткое замыкание наступает в момент времени, при котором ударный ток КЗ будет иметь наибольшее значение;

- сопротивление места Расчет токов короткого замыкания КЗ считается равным нулю;

- не учитывается сдвиг по фазе ЭДС различных источников питания, входящих в расчётную схему;

- не учитываются ёмкости, а, следовательно, и емкостные токи в воздушных и кабельных сетях;

- не учитываются токи намагничивания трансформаторов;

- напряжение источников питания остаются неизменным.

По расчетной схеме (рисунок 2.1), определяем конфигурацию схемы замещения. Схема замещения представлена на рисунке 4. При выборе оборудования ЗРУ 10 кВ НПС-3 будем учитывать токи КЗ подстанции 110/10 кВ «Менделеево» и токи подпитки от двигателей.

Расчет произведем в именованных единицах для точки К1, при включенном секционном выключателе Q1.

Следующим шагом в расчете токов КЗ будет определение сопротивления отдельных элементов сети, приведенных к базисным условиям, в Расчет токов короткого замыкания относительных единицах. Следует отметить, что значения сопротивления энергосистемы на стороне 110 кВ подстанции 110/10 кВ «Менделеево» в максимальном режиме известно и составляет:

ХС.мах = 2,65 Ом.

Так как расчет токов КЗ необходим только для выбора оборудования, то все найденные сопротивления рассчитываются только для максимального режима. Все сопротивления приведены к среднему напряжению 10 кВ по формуле:

, (2.22)

где Z – значение сопротивления цепи;

UБ – базисное напряжение (10,5 кВ).

Рисунок 2.1 –Расчетная схема токов КЗ

Рисунок 2.2 -Схема замещения расчетной цепи

Суммарное сопротивление трансформатора с расщепленной обмоткой (в режиме КЗ возможно соединение обмоток на НН) определяются по формулам:

, (2.23)

, (2.24)

где Sном – номинальная мощность трансформатора;

ΔРК – потери трансформатора при коротком замыкании;

UК – напряжение Расчет токов короткого замыкания короткого замыкания, в % от номинального.

Параметры схемы замещения для трансформатора установленного на подстанции 110/10 кВ «Менделеево» рассчитаны и приведены в таблице 2.6.

Таблица 2.6 - Параметры схемы замещения трансформатора 110/10 кВ ТРДН-40000

Sном, кВ Uср.ном, кВ Uк, % DРк, кВт RT, Ом ХT, Ом
10,5 10,5 0,011 0,289

Сопротивления синхронных двигателей подключенных к РУ 10 кВ «НПС-2» находятся по формуле:

, (2.25)

где X*d – реактивное сопротивление СД или АД в относительных единицах, представляющее собой отношение падения напряжения на данном сопротивлении при номинальном токе к номинальному сопротивлению. X*d = 0,2;



SНОМ – полная номинальная мощность двигателя.

Реактивное сопротивление каждого из двигателей подключаемых к РУ 10 кВ НПС-2:

,

.

Сопротивления кабельных линий указаны в таблице 2.5.

Общее сопротивление двух Расчет токов короткого замыкания последовательно включенных элементов находится по формуле:

. (2.26)

Общее сопротивление двух параллельно включенных элементов находится по формуле:

. (2.27)

Активные и реактивные сопротивления вычисляются аналогично.

Схема замещения составлена, все ее параметры вычислены и приведены в таблице 2.7, перейдем к расчету токов КЗ для точки К1.

Периодическая составляющая тока трёхфазного КЗ в точке К1 от системы:

.

Постоянная времени схемы определяется как отношение суммарного реактивного сопротивления схемы к суммарному активному:

.

Ударный коэффициент определяется по формуле:

.

Ударный ток:

.

Ток КЗ в точке К1 должен рассчитываться с учетом подпитки от синхронных двигателей подключенных к РУ 10 кВ.

Периодическая слагающая тока трёхфазного КЗ в точке К1 от Расчет токов короткого замыкания синхронных двигателей:

.

Постоянная времени:

.

Ударный коэффициент:

.

Ударный ток КЗ от двигателей:

.

Результирующий ток КЗ в точке К1 от системы и от синхронных двигателей по первому закону Кирхгофа:

.

Ударный ток КЗ:

.

Результаты расчёта токов КЗ в точках приведены в таблице 2.7.

Таблица 2.7 - Расчёт токов трёхфазного КЗ ЗРУ 10 кВ НПС-2 «Аремзяны»

Точка КЗ Uб, кВ Сопротивления, Ом Iк, кА kуд iуд, кА
ХΣ
К1 6,3 0,015 0,311 0,312 19,43 1,86 51,09
К1М 6,3 0,02 0,69 0,691 8,77 1,913 23,73
К1Σ 6,3 28,2 74,82


documentadnmmgf.html
documentadnmtqn.html
documentadnnbav.html
documentadnnild.html
documentadnnpvl.html
Документ Расчет токов короткого замыкания