 |
Составление расчётной схемы.
|
|
|
|
Под расчетной схемой установки понимают упрощенную однолинейную схему электроустановки с указанием всех элементов и их параметров, которые влияют на ток КЗ и поэтому должны быть учтены при выполнении расчетов. На расчетной схеме намечают точки к.з. так, чтобы аппараты схемы попадали в наиболее тяжелые условия работы.
Рисунок 16. Структурная схема КЭС.
Составление схемы замещения
При составлении схемы замещения примем следующее допущение:
· При расчёте токов КЗ в точках K-1 – K-4 не будем учитывать влияние двигателей собственных нужд, так как мощность этих источников невелика и они удалены от точек КЗ, поскольку приложены за значительными сопротивлениями;
· 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 замещения вводить не будем.
Составляем схему замещения, состоящую из ЭДС и сопротивлений. Поскольку напряжение электроустановки больше 1000 В и в ней нет кабельных линий, то в схему замещения согласно [2] войдут только индуктивные сопротивления.
Рисунок 17 Схема замещения для расчёта токов короткого замыкания
Определим параметры элементов схемы замещения:
Расчёт будем проводить в относительных единицах.
Основная ступень напряжения:
.
.
.
Определим базисные величины для остальных ступеней напряжения:
;
;
;
;
;
.
Сопротивления генераторов ТГВ-300-2У3:
Сопротивления генераторов Т3В-220-2У3:
Сопротивление трансформаторов блочных ТДЦ-250000/330:
|
|
|
.
Сопротивление линии:
(
- определено по [4], стр.105.).
Сопротивление системы:
.
Сопротивление автотрансформатора. Сопротивление средней обмотки не учитываем, так как оно не входит в короткозамкнутую цепь. Тогда:
Расчёт ЭДС
Согласно [23], стр. 99 для турбогенераторов мощностью до 100 МВт рекомендуется принять 
, а для турбогенераторов мощностью от 100 до 1000 МВт – 
. Тогда:
Для системы согласно [23], стр. 99 
. Тогда:
В результате расчётов получили следующую схему замещения:
Рисунок 18 Схема замещения
Рассчитаем ток к.з. при коротком замыкании на шинах 
. Для этого преобразуем схему замещения относительно точки КЗ.
;
;
;
.
;
Получили:
Рисунок 19 Эквивалентная схема замещения
Необходимо разделить связные цепи для определия подпитки от Г1,Г2 и Г3,Г4. Для этого находим коэффициенты токораспределения.
Следовательно сопротивление ветвей:
Получили схему:
Рисунок 20 Результирующая схема замещения
Находим значения сверхпереходных токов от каждого источника:
Результирующая периодическая составляющая тока в точке короткого замыкания для 
:
.
Ударные коэффициенты определены по [6], стр.54.
Ударный ток от группы генераторов Т3В-300-2У3:
.
Ударный ток от группы генераторов Т3В-200-2У3:
.
Ударный ток от системы:
.
Результирующий ударный ток в точке короткого замыкания:
.
Для установки на напряжение 
могут быть рассмотрены выключатели ВГУ-500II*-40/3150У1, собственное время отключения которых 
. Минимальное время действия релейной защиты принимается равным 
(по [4], стр. 112).
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-300-2У3 для 
.
Апериодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-200-2У3 для 
|
|
|
.
Апериодическая составляющая тока к.з. от системы для 
:
.
Постоянные времени затухания Та апериодической составляющей тока к.з. определены по [6], стр.54.
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 [3], стр.151. Данный метод позволяет определить значение периодической составляющей тока к.з. для интервала времени 0-0.5 с. Кривые построены для турбогенераторов мощностью от 
до 
.
Для генераторов периодическая составляющая тока к моменту отключения определяется по формуле:
.
Для определения 
по кривым из [3], стр. 152 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 кривым [3], стр.152. находим значения 
; 
; 
Если 
, то принимается 
.
Периодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-300-2У3 для 
:
.
Периодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-200-2У3 для 
:
.
Периодическая составляющая тока к.з. от системы для :
.
При к.з. в данной точке можно посчитать отдельно термические импульсы от генераторов и системы, так как каждая группа однотипных генераторов и система питают точку кз через свое сопротивление.
Интеграл Джоуля от системы:
Для генераторов G1-G4, согласно проведённым ранее расчётам, короткое замыкание является близким, поэтому интеграл Джоуля определяется по формуле:
.
В формуле выше 
- относительный импульс квадратичного тока от генератора, определяемый по [2], стр. 380.
Тогда суммарный тепловой импульс, по которому будем проводить выбор выключателя на 500 кВ, будет складываться из суммы всех импульсов:
Таблица 9
| Ветвь, примыкающая к точке КЗ |  , кА
|  , кА
|  , кА
|  , кА
|
| Система | 9,166 | 24,49 | 8,066 | 8,336 |
| Генераторы 1,2 | 1,82 | 5,088 | 1,72 | 2,319 |
| Генераторы 3,4 | 1,359 | 3,79 | 1,182 | 1,716 |
| Сумма | 12,34 | 32,36 | 10,968 | 12,371 |
|
|
|
|
|
|
