Трехфазное кз

Расчет токов короткого замыкания

Рассчитаем три вида короткого замыкания: трехфазное, двухфазное, однофазное. Если ток однофазного к.з. получится больше тока трехфазного к.з., то ограничим его установкой в нейтраль трансформаторов дополнительных сопротивлений. Таким образом, за расчетный максимальный ток к.з. для выбора оборудования и уставок релейной защиты принимаем ток трехфазного к.з.

Периодическую составляющую токадвухфазного и однофазного к.з. рассчитаемв программе АРМ_СРЗА (разработана Новосибирским производственным кооперативом «Бриз»), которая считает симметричные и несимметричные короткие замыкания, но определяет только периодическую составляющую тока к.з., и сравним ее с периодической составляющей тока трехфазного К.З., полученной при расчете в этой же программе, а так же в программе КЗ 3F (разработана на кафедре ЭССиС ИрГТУ), которая считает периодическую составляющую тока трехфазного к.з. и ударный ток.

Использование двух разных программ объясняется тем, что АРМ СРЗА считает все виды кз, но определяет только периодическую составляющую тока к.з.А так как расчетным для выбора оборудования приняли ток трехфазного к.з., то очень удобно использовать программу КЗ 3F, которая считает значения ударных токов. Также результаты ручного расчета тока трехфазного к.з. сравним с результатами расчетов программ, что очень наглядно покажет точность ручного счета.

При ручном расчете определим ток трехфазного короткого замыкания в месте повреждения (точка к1, шины 500кВ) и в ветвях схемы, непосредственно примыкающих к этому месту.

Расчет токов при трехфазном к.з. выполняют в следующем порядке:

1. для рассматриваемой установки составляют расчетную схему;

2. по расчетной схеме составляют электрическую схему замещения;

3. путем постепенного преобразования приводят схему замещения к простому виду — так, чтобы каждый источник питания или группа источников с результирующей ЭДС были связаны с точкой к.з. одним сопротивлением ;

4. Определяют начальное значение периодической составляющей тока к.з. , затем ударный ток к.з. и при необходимости — периодическую и апериодическую составляющие тока к.з. для заданного момента времени .

Ручной расчет токов трехфазного к.з. для одной точки

Составим расчётную схему сети. Нагрузка, питающаяся от ОРУ 220 кВ, находится за протяжёнными линиями, имеющими довольно большое сопротивление. Сама же нагрузка подключается в лучшем случае на напряжение 6-10 кВ (наиболее крупные двигатели), поэтому на участке от ОРУ 220 кВ до нагрузки имеется ещё и несколько трансформаций. По этим причинам столь удалённые нагрузки в схему вводить не будем.

Рисунок 3.10 — Расчетная схема КЭС

Составление схемы замещения КЭС:

Рисунок 3.11- Схема замещения КЭС

При составлении схемы замещения для расчета тока к.з. в точке к1 примем следующее допущение:

1. При ручном расчёте токов К.З. не будем учитывать влияние двигателей собственных нужд, так как мощность этих источников невелика и они удалены от точек К.З., поскольку приложены за значительными сопротивлениями;

2. Сопротивление низкой обмотки АТ не учитываем, так как оно не входит в короткозамкнутую цепь.

Рисунок 3.12 — Схема замещения для расчёта токов к.з.в точке к1

Расчет будем вести в относительных единицах при базисных условиях, используя точное приведение.

За основную ступень напряжения выбираем ступень напряжения короткого замыкания I:

Определим базисные величины для остальных ступеней напряжения:

Сопротивление генераторов Т3В-320, подключенных к РУ 500кВ:

Сопротивление генераторов Т3В-320, подключенных к РУ 220кВ:

Сопротивление трансформаторов блочных ТДЦ-400000/500:

Сопротивление трансформаторов блочных ТДЦ-400000/220:

Сопротивление линии:

,

где ( — определено по ).

Сопротивление системы:

Сопротивление автотрансформатора связи (группа из трех АОДЦТН-167/500/220):

Доаварийный режим неизвестен, поэтому значения сверхпереходных ЭДС генераторов Е? определяем из предположения, что до К.З. генераторы работали в номинальном режиме:

ЭДС генератора Т3В-320:

ЭДС системы принимается:.

Рассчитаем ток к.з. при трехфазном коротком замыкании на шинах . Для этого преобразуем схему замещения относительно точки К.З.

Далее символы d, , , , опускаются для упрощения записи (кроме тех мест, где они специально указаны).

Рисунок 3.13-Трехлучевая схема замещения для расчёта токов короткого замыкания

Периодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-320, подключенных к РУ 500 кВ, для :

Периодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-320, подключенных к РУ 220 кВ, для :

Периодическая составляющая тока к.з. от системы для :

Стоит уточнить, что токи как от одной группы генераторов, так и от другой являются величинами, приведенными к основной ступени напряжения (но с целью упрощения символ опущен).

Результирующая периодическая составляющая тока в точке короткого замыкания для :

Ударный ток от группы генераторов Т3В-320, подключенных к РУ 500:

Ударный ток от группы генераторов Т3В-320, подключенных к РУ 220:

Ударный ток от системы:

Ударные коэффициенты определены по .

Результирующий ударный ток в точке короткого замыкания:

Для установки на напряжение могут быть рассмотрены выключатели ВВБК-500, собственное время отключения которых . Минимальное время действия релейной защиты принимается равным (по ).

Тогда расчетное время отключения к.з.:

Апериодическая составляющая тока к.з. для произвольного момента времени может быть определена аналитически.

Апериодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-320, подключенных к РУ 500 кВ, для :

Апериодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-320, подключенных к РУ 220 кВ, для :

Апериодическая составляющая тока к.з. от системы для :

Постоянные времени затухания Та апериодической составляющей тока к.з. определены по .

Результирующая апериодическая составляющая тока в точке короткого замыкания для :

Периодическая составляющая тока к.з. имеет достаточно сложный закон изменения во времени и для её определения существует ряд практических методов. Воспользуемся методом типовых кривых . Данный метод позволяет определить значение периодической составляющей тока к.з. для интервала времени 0-0.5с. Кривые построены для турбогенераторов мощностью от 12,5 до 800 МВт.

Для генераторов периодическая составляющая тока к моменту отключения определяется по формуле:

Для определения по типовым кривым необходимо знать электрическую удалённость точки КЗ от генератора. Удалённость определяется долей тока КЗ от генератора, отнесённой к его номинальному току, приведённому ступени напряжения, где произошло КЗ. Определим удалённость КЗ для каждого из генераторов:

Для момента времени 0,035 с при найденной удалённости КЗ по типовым кривым находим значения ; . Если, то принимается , тогдаЗначит для системы КЗ является удаленным, поэтому

Периодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-320, подключенных к РУ 500 кВ, для :

Периодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-320, подключенных к РУ 220 кВ, для :

Результирующая периодическая составляющая тока в точке короткого замыкания для :

Составим сводную таблицу результатов расчёта токов трехфазного КЗ.

Таблица 3.10 — Составляющие тока трехфазного короткого замыкания для точки K-1

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *