Расчет параметров короткого замыкания

 

Расчет параметров цепи короткого замыкания необходим для дальнейшей проверки выбранных токоведущих частей и оборудования подстанции по режиму короткого замыкания на термическую и динамическую стойкость и для проверки чувствительности релейной защиты

4.1 Составление расчетной электрической схемы

Расчетная электрическая схема приведена на рисунке 4.1.

 

Рисунок 4.1. Схема внешнего электроснабжения

 

4.2Базисные условия:

– Базисная мощность:

(4.1)

где суммарная мощность генераторов, МВА;

– Базисное напряжение:

(4.2)

 

– Базисный ток:

(4.3)

 

4.3 Эквивалентная электрическая схема замещения

Схемой замещения называют электрическую схему, соответствующую по исходным данным расчетной схеме, но в которой все трансформаторные (магнитные), связи заменены электрическими, то есть все элементы расчетной схемы заменяют соответствующими сопротивлениями. Каждое сопротивление обозначают дробью, в числителе которой ставят номер, соответствующий нумерации на расчетной схеме, а в знаменателе – рассчитанное его значение (рисунок 4.2)

 

Рисунок 4.2 - Схема замещения

 

4.4 Расчет сопротивлений элементов схемы замещения

Сопротивления отдельных элементов в относительных единицах, приведенных к единым базисным условиям, рассчитываются по формулам:

 

 

 

4.5 Преобразование схемы замещения

После того как схема замещения составлена и определены сопротивления всех элементов, она преобразуется к наиболее простому виду.

Рисунок 4.2 - Схема замещения

 

Рисунок 4.3-Схема преобразования до первой точки короткого замыкания

 

Рисунок 4.4-Схема преобразования звезда-звезда

 

 

Рисунок 4.5-Схема преобразования X-23

 

Рисунок 4.6 - Схема преобразования до второй точки короткого замыкания X-11 и X-12

Рисунок 4.7-Схема преобразования X-24

Рисунок 4.8-Схема замещения до второй точки короткого замыкания

 

 

4.6 Расчёт параметров цепи короткого замыкания

По рассчитанным значениям результирующих сопротивлений до каждой точки короткого замыкания , производится расчёт параметров цепи короткого замыкания для всех точек.

Действующее значение тока замыкания определяется по формуле 4.2:

(4.2)

где I_б – базисный ток для той ступени напряжения, где находится точка короткого замыкания, кА;

x_*б.к – результирующее сопротивление до расчётной точки короткого замыкания;

Мощность трёхфазного короткого замыкания определяется по формуле 4.3, МВА

(4.3)

где S­­­­­_б – базисная мощность.

Ударный ток короткого замыкания, который обычно имеет место через 0,01с после начала короткого замыкания.

Его значение определяется по формуле 4.4, кА

(4.4)

где K_у – ударный коэффициент, зависящий от постоянного времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания.

Тепловой импульс тока короткого замыкания определяется по формуле 4.6, кА² × с

(4.5)

где T_А – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, которая для установок напряжением выше 1000 Втс относительно малым активным сопротивлением равна 0,05 с;

t_откл – полное время отключения тока короткого замыкания, образующееся из трёх составляющих определяется по формуле 4.7:

(4.6)

где t_рз – время выдержки срабатывания релейной защиты;

t_ср – собственное время срабатывания защиты;

t_св – собственное время отключения выключателя с приводом.

 

4.7 Расчёт токов короткого замыкания в тяговой сети постоянного тока 3,3кВ

Расчёт выполняют, используя именованные единицы сопротивлений, Ом.

Установившийся максимальный ток КЗ на шинах 3,3 кВ определяется по формуле 4.8, кА

(4.7)

где I_dн - номинальный выпрямительный ток одного выпрямительного преобразователя подстанции, А;

N – количество выпрямительных преобразователей на подстанции;

∑S_ПА – номинальная мощность всех трансформаторов выпрямительных преобразователей, МВА;

S_к – мощность КЗ на шинах, от которых питаются трансформаторы выпрямительных преобразователей, МВА;

u_к – напряжение КЗ этих трансформаторов, %.

Установившийся ток КЗ в случае большого удаления места КЗ от тяговой подстанции при трехфазной мостовой схеме выпрямления определяется по формуле 4.8, кА

(4.8)

где U_2ф - фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора выпрямительного преобразователя, равное соответственно 3,02 и 1,52 кВ;

l – расстояние до места КЗ, км;

r_ор – сопротивление 1 км рельсов, которое равно 0,056 Ом/км;

r_окс – сопротивление 1 км контактной подвески одного пути участка постоянного тока.

 

4.8 Расчёт токов короткого замыкания на низкой стороне (до 1000 В) трансформатора собственных нужд

Максимальный рабочий ток вторичной обмотки трансформатора определяется по формуле 4.9, А

(4.9)

где S_н.тр – номинальная мощность трансформатора собственных нужд, кВА;

U_н – номинальное напряжение вторичной обмотки понижающего трансформатора, кВ;

K_пер – коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, равный 1,4.

Активное и индуктивное сопротивление кабеля определяется по формулам 4.10 и 4.11.

(4.10)

(4.11)

где l_к – длина кабеля от ТСН до автоматического выключателя, м

x₀ и r₀ – индуктивное и активное сопротивления трёхжильного кабеля с поясной изоляцией, .

Суммарное активное и индуктивное сопротивления определяются по формулам 4.12 и 4.14, мОм:

(4.12)

(4.13)

Полное сопротивление до точки кроткого замыкания определяется по формуле 4.14 мОм:

(4.14)

где ∑r – сумма активных сопротивлений всех элементов цепи короткого замыкания;

∑x– сумма индуктивных сопротивлений всех элементов цепи короткого замыкания.

Периодическое составляющее тока короткого замыкания в первый период трёхфазного короткого замыкания определяется по формуле 4.16, кА

(4.15)

где U_н – линейное напряжение ступени короткого замыкания, В;

Z – полное сопротивление до точки короткого замыкания, мОм;

1,05 – коэффициент, учитывающий возможность допустимого повышения напряжения на 5%.

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле 4.16, кА

(4.16)

где K_у – ударный коэффициент, приближённое значение которого можно принять K_у = 1,2 – для удалённых точек распределительных сетей.

Действующее значение полного тока КЗ в период процесса КЗ определяется по формуле 4.17, кА

(4.17)

Ток однофазного короткого замыкания на шинах 0,4 кВ определяется по формуле 4.18

(4.18)

где – фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора, В;

– полное сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании, мОм.

Схема замещения и преобразования для расчёта тока короткого замыкания на шинах собственных нужд приведена на рисунке 4.6

а)

27,5 кВ

сборные шины U 1

б)

шинный разъединитель

выключатель

ТСН кабель

контакт и катушка автоматического выключателя

трансформатор тока

рубильник

сборные шины U 2

К

0,4 кВ

x ТСН =41,7 мОм

x к = 1,788 мОм

X т.т = 0,17 мОм

x к.а = 0,12мОм

r ТСН = 16,6 мОм

r к = 5,01 мОм

r а = 0,4 мОм

r к.а = 0,15мОм мОм

r т.т = 0,11 мОм

r р = 0,2 мОм

в)

г)

∑ r = 22,47 мОм

∑ x = 43,78 мОм

Z = 49,209 мОм

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: