7. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Токи КЗ рассчитываются на линейных вводах высшего напряжения трансформатора ГШЭ (К-1), на секциях шин 10 кВ ППЭ (К-2), на шинах 0,4 кВ ТП-11 (K-3). Исходная схема для расчёта токов КЗ представлена на рисунке 9, а схемы замещения — на рисунке 10 для расчёта токов КЗ выше 1000 В, на рисунке 11 для расчёта токов КЗ ниже 1000 В.
Расчёт токов КЗ в точке К-1 и К-2 проводим в относительных единицах. Для точки К-3 расчёт будем проводить в именованных единицах без учёта системы, так как система большой мощности и её можно считать источником питания с неизменной э.д.с. и нулевым внутренним сопоставлением. Для точки К-2 будем учитывать подпитку от электродвигателей.
Рис. 11
7.1 Расчёт тока. КЗ в точке К-1
За базисную мощность примем мощность системы: Sб=Sс=1000 MBA. Базисное напряжение: Uб1=l 15 кВ.
Базисный ток: кА
Параметры схемы замещения:
Хс=0,6 о.е. согласно исходных данных:
о.е.,
где Х0=0,42 — удельное сопротивление ВЛЭП, Ом/км;
l – длина ВЛЭП, км.
Сопротивление петли КЗ в точке К-1:
о.е.
Периодическая составляющая тока трёхфазного КЗ в точке К-1:
кА.
Периодическая составляющая тока двухфазного КЗ в точке К-1:
Постоянная времени цепи КЗ Та=0,05 с, ударный коэффициент куд=1,8 [3], Ударный ток в точке К-1 :
7. 2. Расчёт тока КЗ в точке К-2
Базисное напряжение. Uб2=10,5 кВ.
Базисный ток: кА;
Сопротивление трансформатора ТДН-10000/110:
Сопротивление петли КЗ в точке К-2:
Периодическая составляющая тока трёхфазного КЗ от системы в точке К-2:
Двухфазный ток КЗ в точке К-2:
Постоянная времени цепи КЗ Та=0,12 с, ударный коэффициент куд=1,92 [3].
Ударный ток в точке К-2:
7.3 Расчёт тока КЗ в точке К-3
Расчёт ТКЗ в точке К-3 проведём в именованных единицах.
Определим параметры схемы замещения. Сопротивления трансформатора ТМЗ-630: RТ=3,4 мОм; ХТ =13, 5 мОм[3].
Расчётный ток
А (7.3.1),
где – загрузка трансформатора в послеаварийном режиме.
Выбираем трансформаторы тока типа ТШЛП-10 УЗ с nт=1000/5 Сопротивления трансформаторов тока: RТА=0,05 мОм; ХТА=0,07 мОм [3].
По условиям выбора UH ≥ Uсети=0,38 кВ; А выбираем автомат типа АВМ10Н, UH=0,38 кВ; Iн=1000 А; Iн откл=20 кА [8]. Сопротивление автомата RА=0,25 мОм; ХА=0,1 мОм [3]. Переходное сопротивление автомата Rк=0,08 мОм [3].
Сопротивления алюминиевых шин 80x6 с IДОП=1150 А, 1=3 м, аср=60 мм: мОм; мОм.
мОм;
мОм.
Сопротивление цепи КЗ без учёта сопротивления дуги:
Согласно [3] сопротивление дуги RД месте КЗ принимается активным и рекомендуется определять отношением падения напряжения на дуге UД током КЗ Iк0 в месте повреждения, рассчитанным без учёта дуги.
, (7.3.2),
где UД=Ед·1д,
где Ед – напряжённость в стволе дуги, В/мм;
1Д — длина дуги, мм;
Iк0 — ток КЗ в месте повреждения, рассчитанный без учёта дуги, кА.
При Iк0>1000 А Ед=1,6 В/мм.
Длина дуги определяется в зависимости от расстояния, а между фазами проводников в месте КЗ:
Iк0=
Из [3] для КТП с трансформаторами мощностью 630 кВА а=60 мм.
кА >1000 A, следовательно ЕД=1,6 В/мм.
Тогда сопротивление дуги мОм.
Полное сопротивление цепи КЗ:
Тогда периодическая составляющая тока трёхфазного КЗ в точке К-3:
с.
; кА.
Результаты расчёта токов КЗ сведены в таблицу 13.
Таблица 13 -Результаты расчёта токов КЗ
точка КЗ
,кА
, кА
Та, с
куд
Iуд К-i, кA
К-1
7,22
6,25
0,05
1,8
18,38
К-2
8,45
7,31
0,12
1,92
19,87
К-3
12,87
—
0,0043
1,098
19,98
8. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
8.1 Выбор аппаратов напряжением 110 кВ
Выберем выключатель ПО кВ.
Условия его выбора:
1 . по номинальному напряжению;
2. по номинальному длительному току.
Условия проверки выбранного выключателя:
1 . проверка на электродинамическую стойкость:
1.1. по предельному периодическому току;
1.2. по ударному току КЗ;
2. проверка на включающую способность:
2.1. по предельному периодическому току;
2.2. по ударному току КЗ;
3. проверка на отключающую способность:
3.1. номинальному периодическому току отключения;
3.2. номинальному апериодическому току отключения;
4. проверка на термическую стойкость.
Расчётные данные сети::
-расчётный ток послеаварийного режима IР=164,86 А был найден в пункте 5.3. по формуле (5-3.1);
-расчётное время:
(8.1.1),
где tрз — время срабатывания релейной защиты (обычно берётся минимальное значение); в данном случае для первой ступени селективности 1рз=0,01, с;
tсв — собственное время отключения выключателя (в данный момент пока неизвестно);
-действующее значение периодической составляющей начального тока короткого замыкания Iпо=8,43 кА было рассчитано в пункте 7.1.;
-периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент расхождения контактов выключателя Iпt вследствие неизменности во времени тока КЗ принимается равной периодической составляющей начального тока КЗ: Iпо= Iпt=7,22кА;
-апериодическая составляющая полного тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя определяется по выражению:
(8.1.2)
и будет определено позже;
-расчётное выражение для проверки выбранного выключателя по апериодической составляющей полного тока КЗ:
, (8.1.3)
-расчётный импульс квадратичного тока КЗ:
(8.1.4)
будет также определён позже.
Согласно условиям выбора из [8] выбираем выключатель ВМТ-110Б-20/1000УХЛ1 со следующими каталожными данными: UHOM=110 кВ; IHOM=1000 A; Iн откл=20 кА; b=25%; iпр скв=52 кА; Iпр скв=20 кА; iн вкл=52 кА; Iн вкл=20 кА; IТ=20 кА; tt=3 с; tсв=0,05 с.
Определим оставшиеся характеристики сети:
Расчётное время по формуле (8.1.1): с;
Апериодическая составляющая полного тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя по формуле (8.1.2): кА;
Расчётное выражение согласно формуле (8.1.3): кА;
Расчётный импульс квадратичного тока. КЗ по формуле (8.1.4): кА2·с.
Расчётные данные выбранного выключателя:
-проверка выбранного выключателя по апериодической составляющей полного тока КЗ:
(8.1.5)кА.
Х проверка по термической стойкости:
(8.1.6) кА2·с.
Выбор и проверка выключателя представлены в таблице 14.
Выберем разъединитель 110 кВ.
1. по номинальному напряжению;
Условия проверки выбранного разъединителя:
1. проверка на электродинамическую стойкость;
2. проверка на термическую стойкость.
Для комплектной трансформаторной подстанции блочного типа КТПБ-110/6-104 тип разъединителя согласно [8] — РНДЗ.2-110/1000 или РНДЗ-16-110/1000.
Согласно условиям выбора с учётом вышесказанного из [8] выбираем разъединитель РНДЗ.2-110/1000 У1 со следующими каталожными данными: Uном=110 кВ; Iном=1000 А; Iпр скв=80кА; Iт=31,5кА; tт=4с.
Расчётные данные выбранного разъединителя: термическая стойкость: BK=IT2·tT=31,52·4=3969 кА2·с.
Выбор и проверка разъединителя представлены в таблице 14.
Таблица 14. Выбор аппаратов напряжением 110 кВ
Условие выбора (проверки)
Данные сети
Выключатель
Разъединитель
110 кВ
90,35 А
1000 A
7,22 кА
20 кA
18,38 кА
52 кА
20 кА
80 кА
13,47 кА
35,35 кА
5,89 кA2-c
1200 кА2-с
3969кА2-с
8.2 Выбор аппаратов напряжением 10 кВ
Выберем ячейки распределительного устройства 10 кВ.
Так как РУНН принято внутреннего исполнения, будем устанавливать перспективные малогабаритные ячейки серии «К» с выкатными тележками
А.
Выбираем малогабаритные ячейки серии К-104 с параметрами: Uном=10 кВ, Iном=630А, Iн откл =31,5 кА; iпр скв=81 кА; тип выключателя ВК-10.
Выберем вводные выключатели 10 кВ.
Расчётные данные сети:
расчётный ток послеаварийного режима IР= 437,56 А;
расчётное время с;
действующее значение периодической составляющей начального тока КЗ Iп0=8,45кА было рассчитано в пункте 7.2.;
периодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя Iаt=Iп0=8,45 кА;
апериодическая составляющая полного тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя кА;
расчётное выражение для проверки выбранного выключателя по апериодической составляющей полного тока КЗ: кА;а
расчётный импульс квадратичного тока КЗ: кА2·с.
Выбираем выключатель ВК-10-630-20У2 со следующими каталожными данными:
Uном=10 кВ; Iном=630А; Iн откл=25 кА; b=20%; iпр скв=52 кА; Iпр скв=20 кА; iн вкл=52 кА; Iн вкл=20 кА; IТ=20 кА; tt=4 с; tсв=0,05 с.
кА;
проверка выбранного выключателя по апериодической составляющей полного тока КЗ:
проверка по термической^ стойкости: кА2·с.
Выбор и проверка выключателя представлены в таблице 16.
Выберем выключатель на отходящей линии 10кВ.
расчётный ток послеаварийного режима А;
остальные величины имеют те же значения, что и для выключателя ввода.
Выбираем выключатель Uном=10 кВ; Iном=630А; Iн откл=25 кА; b=20%; iпр скв=52 кА; Iпр скв=20 кА; iн вкл=52 кА; Iн вкл=20 кА; IТ=20 кА; tt=4 с; tсв=0,05 с.
Выбор и проверка выключателя представлены в таблице 15.
Таблица 15. Выбор выключателей 10 кВ.
для ввода
ввода
Данные сети для
отходящей линии
10 кВ
437,56А
630 A
41,12
8,45 кА
19,87кА
19,2 кА
33,94 кА
12,85кA2·c
1600 кА2·с
12,85кA2·c2,85
Выберем трансформаторы тока.
Условия их выбора:
Условия проверки выбранных трансформаторов:
1. проверка на электродинамическую стойкость (если требуется);
2. проверка на термическую стойкость;
3. проверка по нагрузке вторичных цепей.
расчётный ток Iр=437,56 А;
ударный ток КЗ Iуд=19,87 кА;
расчётный импульс квадратичного тока КЗ Вк=12,85кА2·с.
Согласно условиям выбора из [8] выбираем трансформаторы тока типа ТПЛК–10 со следующими каталожными данными: Uном=10 кВ; Iном=600А; z2н=1,2 Ом; IТ=28,3 кА; tT=3 с.
Расчётные данные выбранного трансформатора тока:
так как выбран шинный трансформатор тока, то проверка на электродинамическую стойкость не требуется; проверка по термической стойкости: кА2·с.
Рисунок 12. Схема соединения приборов
Трансформаторы тока (ТТ) включены в сеть по схеме неполной звезды на разность токов двух фаз. Чтобы трансформатор тока не вышел за пределы заданного класса точности, необходимо, чтобы мощность нагрузки вторичной цепи не превышала номинальной: z2н≥z2. Перечень приборов во вторичной цепи ТТ приведён в таблице 16, схема их соединения — на рисунке 12.
Таблица 16. Приборы вторичной цепи ТТ
Наименование
Количество
Мощность фаз, ВА
А
В
С
Амперметр Э335
1
0,5
Ваттметр ДЗ 35
Варметр Д335
0,5.
Счетчик активной мощности СА4У-И672М
2,5
Счетчик реактивной мощности СР4У-И673М
2
Итого:
6
9
8,5
Наиболее нагруженной является фаза А.
Общее сопротивление приборов:
(8.2.1)
где – мощность приборов, В А;
– вторичный ток трансформатора тока, А
Ом.
Допустимое сопротивление проводов:
Ом;
Минимальное сечение проводов:
(8.2.2)
где=0,286 – удельное сопротивление проводов согласно [3] , Ом/м.
lрасч=50 – расчетная длина проводов согласно [3], м.
мм2.
Принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами сечением 2,5 мм2, тогда
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8