 |
7 Расчет токов короткого замыкания
|
|
|
|
7 Расчет токов короткого замыкания
Расчет токов короткого замыкания (КЗ) в установках напряжением выше 1000 
имеет ряд особенностей.
Активные элементы систем электроснабжения не учитываются, если выполняется условие 
, где 
и 
суммарные активные и реактивные сопротивления элементов СЭС до точки КЗ.
При определение тока КЗ учитывают подпитку от двигателей высокого напряжения.
а) б)
в)
Рисунок 9 - Принципиальная схема расчёта токов КЗ и схемы замещения
Принимаем базисные условия:
, 
, 
, 
Базисный ток определяем по следующей формуле:
,
.
Расчет токов короткого замыкания в точке 
.
Сопротивление воздушной линии, приведенное к базисным условиям:
,
,
где 
удельное активное сопротивление линии [13] табл. 7. 35;
удельное реактивное сопротивление линии [13] табл. 7. 38;
длина линии (исходные данные).
Сопротивление системы до точки :
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке :
.
Ударный ток КЗ:
,
где 
ударный коэффициент;
постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Расчет токов короткого замыкания в точке 
.
Точка расположена на шинах РУНН ПГВ. Сопротивление силового трансформатора ТРДН-40000/110/6 с расщепленной обмоткой НН рассчитывается следующим образом:
,
,
Результирующее сопротивление схемы замещения до точки
(рис. 9):
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке :
.
В этой точке необходимо учитывать подпитку тока КЗ от высоковольтных двигателей. Определим сопротивление подпитывающей цепочки:
1. Сопротивление двигателя и кабельной линии от двигателей цеха № 4 до шин РУНН ПГВ (для двигателей мощностью 
типа СДН-2-17-71-843 в количестве 2 штук) [7]. КЛЭП:
|
|
|
,
.
Выбираем кабель марки ААШв-6-3х240 с 
.
Теперь определяем сопротивления КЛ:
,
,
,
Аналогично определяем 
, 
, 
, 
и получаем те же самые значения.
2. Сопротивление двигателя и кабельной линии от двигателей цеха № 5 до шин РУНН ПГВ (для двигателей мощностью 
типа СДН-2-17-56-843 в количестве 2 штук) [7]. КЛЭП:
,
.
Выбираем кабель марки ААШв-6-3х185 с 
.
Теперь определяем сопротивления КЛ:
,
,
,
Аналогично определяем 
, 
, 
, 
и получаем те же самые значения.
Произведем дальнейшие преобразования:
,
,
Начальная периодическая составляющая тока подпитки от высоковольтных двигателей определяется следующим образом:
.
Тогда ударный ток 
в точке с учетом подпитки от СД равен
,
где 
;
.
Расчет токов короткого замыкания в точке 
.
Систему принимаем системой бесконечной мощности, т. е. 
.
Сопротивление цехового трансформатора ТП 3. 4 (ТМЗ-2500) [7] табл. 2. 50
, 
.
Сопротивление трансформатора тока (3000/5)
, 
.
Сопротивление шинопровода на 
[7] табл. 2. 52
, 
.
Сопротивление автоматического выключателя 4000 
[7] табл. 2. 54
, 
.
Сопротивление дуги
.
Сопротивление контактов:
- для контактных соединений шинопроводов 
,
- для контактных соединений коммутационного аппарата 
.
Тогда результирующее сопротивление схемы замещения равно
.
Ток трехфазного КЗ в точке определяется по формуле:
.
Ударный ток равен
,
где 
;
.
Таблица 13 - Величины токов КЗ
| Точка КЗ | 
| 
|
|
| 4, 24 | 9, 83 |
|
| 19, 75 | 52, 76 |
|
| 39, 14 | 56, 07 |
8 Выбор и проверка основного высоковольтного оборудования
Выбор и проверка высоковольтных выключателей.
Ток в питающей линии ВЛЭП в нормальном режиме 
, в послеаварийном режиме – 
.
Предварительно выбираем выключатель марки ВМТ-110Б-20/1000УХЛ1 [Неклепаев].
Тогда тепловой импульс равен
|
|
|
где 
; 
время отключения выключателя;
постоянная времени затухания апериодической
составляющей.
Таблица 14 - Проверка высоковольтныых выключателей
| Расчетный параметр цепи | Каталожные данные аппарата | Условия выбора и проверки |
| 
| 
|
| 
| 
|
| 
| 
|
| 
| 
|
| 
| 
|
Выключатель по условиям проверки проходит. Принимаем его к установке.
Выбор и проверка разъединителей.
Предварительно выбираем разъединитель марки РНДЗ-110/630У1 [13].
Таблица 15 - Проверка разъединителя
| Расчетный параметр цепи | Каталожные данные аппарата | Условия выбора и проверки |
|
|
|
|
|
| 
|
|
|
| 
|
|
| 
| 
|
Разъединитель по условиям проверки проходит. Принимаем его к установке.
Выбор и проверка выключателей на стороне 
.
Выбираем выключатель на отводе трансформатора ТРДН-40000/110. Максимальный рабочий ток равен
.
Предварительно выбираем для установки КРУ марки КЭ-6/40 с выключателем марки ВЭ-6-40/3200У3. Тогда тепловой импульс равен
Таблица 16 - Проверка выключателей на стороне
| Расчетный параметр цепи | Каталожные данные аппарата | Условия выбора и проверки |
| 
|
|
| 
|
|
| 
|
|
| 
|
|
| 
| 
|
Выключатель по условиям проверки проходит. Принимаем его к установке.
Выбор и проверка коммутационных аппаратов 
.
Выбираем автоматический выключатель на стороне трансформаторной подстанции ТП 4. 17 (насосная станция). Максимальный рабочий ток равен
.
Выбираем выключатель марки ВА77-47.
Таблица 17 - Проверка коммутационных аппаратов
| Расчетный параметр цепи | Каталожные данные аппарата | Условия выбора и проверки |
| 
|
|
| 
|
|
| 
| 
|
Выключатель по условиям проверки проходит. Принимаем его к установке. Уставка тока срабатывания защиты от перегрузки:
.
Принимаем уставку тока 
.
Проверка кабельных линий на термическую стойкость.
Определим минимальное сечение кабельной линии отходящей от ПГВ к ТП 5 на (для кабельных линий с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами 
):
,
.
Кабельная линия № 10 ( 
) по термической стойкости проходит.
Определим минимальное сечение кабельной линии отходящей от ПГВ к ТП 4 на (для кабельных линий с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами ):
|
|
|
,
.
Кабельная линия № 19 ( ) по термической стойкости проходит.
Выбор и проверка трансформатора тока ( 
).
По напряжению и току в первичной обмотке ТТ выбираем трансформатор тока марки ТШЛ-10У3.
Проверку на динамическую стойкость не производим, т. к. ТШЛ-10У3 – это шинный трансформатор тока. Трансформатор тока включен в сеть по схеме «неполной звезды» (рис. 10).
Рисунок 10 - Схема подключения измерительных приборов к ТТ
Для того, чтобы трансформатор тока не вышел за заданные пределы класса точности 1 (технический учет), необходимо выполнение условия 
, где 
полное сопротивления токовых цепей, 
.
Для определения сопротивления приборов 
, питающихся от трансформатора тока, необходимо составить таблицу-перечень электроизмерительных приборов, устанавливаемых в данном присоединении (табл. 18).
Таблица 18 - Таблица-перечень измерительных приборов
| Прибор | Тип | Количество | 
| 
|
| Амперметр | Э-377 | 0, 1 | - | |
| Ваттметр | Д-335 | 0, 5 | 0, 5 | |
| Варметр | Д-335 | 0, 5 | 0, 5 | |
| Счетчик активной энергии | СЭТЗ | |||
| Счетчик реактивной энергии | СЭТЗ |
Суммарное сопротивление приборов рассчитывается по суммарной мощности:
.
Сопротивление соединительных проводов 
определяем по площади сечения и длине проводов (при установке в шкафах КРУ 
, т. к. схема соединения «неполная звезда», то расчетная длина равна 
):
,
где 
расчетная длина провода, 
; 
удельное сопротивление материала провода (медь); 
сечение кабеля.
Сопротивление контактов 
принимаем равным 
, т. к. количество приборов более 3-х, тогда равно
.
Таблица 19 - Проверка ТТ
| Расчетный параметр цепи | Каталожные данные аппарата | Условия выбора и проверки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 
| 
|
| 
|
|
Трансформатор тока по условиям проверки проходит. Принимаем его к установке.
Выбор и проверка трансформатора напряжения ( 
).
Трансформатор напряжения выбирается по конструкции; схеме замещения; 
, где 
номинальное напряжение сети, к которой присоединяется ТН, 
, 
номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, ; классу точности; 
, где 
номинальная мощность вторичной цепи ТН, обеспечивающая его работу в заданном классе точности, 
, 
расчетная мощность, потребляемая вторичной цепью, .
|
|
|
Выбираем трансформатор напряжения марки НАМИ-6. Схема подключения измерительных приборов показана на рис. 11.
Рисунок 11 - Схема подключения измерительных приборов к ТН
Для определения расчетной мощности, потребляемой вторичной цепью 
, необходимо составить таблицу-перечень электроизмерительных приборов, устанавливаемых в данном присоединении (табл. 20).
Таблица 20 - Таблица-перечень измерительных прибров
| Прибор | Тип | Количество | 
| 
|
| Ваттметр | Д-335 | 1, 5 | ||
| Варметр | Д-335 | 1, 5 | ||
| Счетчик активной энергии | СЭТЗ | |||
| Счетчик реактивной энергии | СЭТЗ | |||
| Вольтметр | Э-335 |
В итоге получаем 
, класс точности 1 (технический учет), 
, 
, следовательно, условие выполняется.
Трансформатор напряжения по условиям проверки проходит. Принимаем его к установке.
|
|
|
