Розрахунок струмів короткого замикання (КЗ), приклад, методичні посібники

У цій статті ми нижче рассмотриваются приклад розрахунок з курсового проекту струму КЗ. Скажемо відразу, розрахунків струмів КЗ ціле мистецтво, і якщо Вам необхідно розрахувати струми КЗ для реальних електроустановок, то краще завантажити наступні методичні посібники розроблені Петербурзького енергетичним університетом підвищення кваліфікації і все зробити по ним.

І так:

1. І.Л. Небрат. Розрахунки струмів короткого замикання в мережах 0,4 кВ – завантажити;

2.І.Л.Небрат, Полесицький Т.П. Розрахунок ТКЗ для РЗ, частина 1 – завантажити;

3.І.Л.Небрат, Полесицький Т.П. Розрахунок ТКЗ для РЗ, частина 2 – завантажити.

Так само корисно буде мати під рукою програми, які допоможуть Вам точно розрахувати струми КЗ. Даних програм в даний час багато і Ви можете знайти велику кількість різного софту в інтернеті, на який Ви можете витратити від години до декількох днів, щоб розібратися як в ньому працювати. Нижче я викладу перелік програм в файлі ворд, в якому вказані виробники програм і як і де їх можна отримати (посилань на скачування у файлі немає). А також викладу одну програму для розрахунку струмів КЗ в мережах 0.4кВ. Дана програма дуже давня, але і така ж надійна як весь совескій аерофлот. Працює з під DOSa. Емулятор в файлі скачування. І так:

1. Переченьпрограмм розрахунків ТКЗ і уставок РЗ (якщо Ви знаєте якісь інші програми, то пишіть на pue8 (г а в) mail.ru). Ми їх включимо до переліку .;

2. Програма для розрахунку струмів КЗ в мережах 0.4 кВ.

Якщо Вам необхідний розрахунок для курсового проекту або навчального завдання, то нижче наведено не великий розрахунок, який в цьому Вам допоможе.

У завданні до курсового проекту наводяться дані про еквівалентних параметрах мережі з боку вищого напруги робочих трансформаторів СН (ТСН) і з боку вищого напруги резервних трансформаторів СН (РТСН). Відповідно до рис.2.1, наводяться: ток КЗ на відгалуженні до ТСН (3) по I, кА при номінальній напрузі генератора Uгн, кВ або еквівалентний опір мережі з боку ВН ТСН ТСН е X, Ом. Має місце наступна залежність:

Рис.2.1. Розрахункова схема для визначення струмів КЗ при розташуванні точок КЗ на секціях СН 6 (10) кВ і 0,4 (0,69) кВ. Для резервних трансформаторів СН задається струм к.з. на шинах ВРУ в точці включення РТСН (3) по I, кА при Среднеексплуатаціонний напрузі ОРУ ср U, кВ або еквівалентний опір системи в точці включення РТСН РТСН е Х, Ом: Враховується можливість секціонування за допомогою токоограничивающих реакторів секцій РУСН-6 кВ. Це дає можливість застосувати на секціях за реактором дешевші осередки КРУ з меншими струмами термічної і електродинамічної стійкості і меншим номінальним струмом відключення, ніж на секціях до реактора, і кабелі зі зменшеним перерізом струмопровідних жил.

 Розрахунок ведеться по Среднеексплуатаціонний напруженням, рівним в залежності від номінальної напруги 1150; 750; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,66; 0,525; 0,4; 0,23, і Среднеексплуатаціонний коефіцієнтами трансформації. У навчальному посібнику розрахунки по визначенню струмів КЗ в відносних (базисних) одиницях стосовно до схеми Ленінградської АЕС з трьома системами напруги (750, 330, 110 кВ) і напругою 6,3 кВ проводилися з урахуванням як дійсних, так і Среднеексплуатаціонний коефіцієнтів трансформації трансформаторів і автотрансформаторів.

Показано, що розрахунок по Среднеексплуатаціонний напруженням не вносить суттєвих коригувань у рівні струмів КЗ. У той же час потрібна серйозна обчислювальна робота методом послідовних наближень, щоб зв’язати рівні напруги генераторів, значення їх реактивних потужностей з урахуванням коефіцієнта трансформації АТ зв’язку, робочих і резервних ТСН і напруг на прийомних кінцях ліній. При скороченні числа перемикань трансформаторів і АТ зв’язку з РПН з міркувань надійності роботи блоків завдання вибору отпаек РПН стає менш актуальною.

Схеми заміщення для точок КЗ на напружених 6,3 і 0,4 кВ наведені на рис.2.2. Все опору приводяться до базисних умов і виражаються або в відносних одиницях (в.о.) або в іменованих (Ом). На початку розрахунку необхідно визначитися, в яких одиницях будуть проводитися обчислення, і зберігати цю систему одиниць до кінця розрахунків. Методики визначення струмів КЗ з використанням відносних і іменованих одиниць рівноправні.

В роботі наводяться методики розрахунків в відносних і в іменованих одиницях, як з урахуванням дійсних коефіцієнтів трансформації, так і по Среднеексплуата
ціонний напруженням.

В роботі наводяться розрахунки як у відносних, так і в іменованих одиницях для найпростіших схем 0,4 кВ, де потрібно врахувати не тільки індуктивний, а й активну опору.

Рис.2.2. Схема заміщення в разі наявності реактора при харчуванні секцій 6 (10) кВ СН: а – від робочого ТСН; б – від резервного ТСН Для розрахунку у відносних одиницях задають базисну потужність Sбаз, базисне напруга Uбаз і обчислюють базисні струми Iбаз. В якості базисної доцільно прийняти номінальну потужність трансформатора СН: Sбаз = SТСН, МВА. Базове напруга приймають, як правило, рівним для точок К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ; для точок К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ. Зауважимо, що при розрахунку у відносних одиницях можна вибрати будь-які інші значення Sбаз, Uбаз.

Базисні струми в точках короткого замикання К1 – К4, кА:

При розрахунках в іменованих одиницях задають тільки базисне напруга Uбаз – напруга тієї точки, для якої розраховуються струми КЗ: для точок К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ; для точок К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ. Опору мережі в точках включення робочого хсіст1 і резервного хсіст2 трансформаторів СН приводяться до базисних умов за формулами: у відносних одиницях: де uкв-н – напруга короткого замикання ТСН між обмоткою ВН і обмотками НН, включеними паралельно, о.е .; uкн-н – напруга короткого замикання ТСН між обмотками НН, наведене до половинній потужності ТСН, о.е .; SТСН – номінальна потужність ТСН, МВА.

При використанні довідників для визначення напруги короткого замикання uкн-н слід звертати увагу на вказаний в примітках сенс каталожних позначень. Якщо напруга короткого замикання Uк НН1-НН2 віднесено в каталозі до номінальної потужності трансформатора, то дане Uк НН1-НН2 необхідно перерахувати для половинній потужності, розділивши на 2. У разі невірної підстановки в формули (2.5), (2.5 ‘) найчастіше опір хв виходить негативним. Наприклад, для ТСН марки ТРДНС-63000/35 в табл.3.5 довідника uкв-н = 12,7% і uкн-н = 40% віднесені до повної потужності трансформатора – див. Примітку до таблиці.

В цьому випадку в дужках формул (2.5), (2.5 ‘) має стояти вираз (0,127 – 20,2). Наприклад, для РТСН марки ТРДН-32000/150 в табл.3.7 довідника uкв-н = 10,5% і uкн-н = 16,5% віднесені до половинній потужності трансформатора. При цьому в дужках формул (2.5), (2.5 ‘) має бути (0,105 – 20,165). На блоках потужністю до 120 МВт використовуються двохобмотувальні трансформатори власних потреб без розщеплення. У цьому випадку опір ТСН або РТСН обчислюється за формулами:

у відносних одиницях: де uкв-н – напруга короткого замикання трансформатора між обмотками вищої і нижчої напруги, о.е .; Sбаз, SТСН, SРТСН мають таке ж значення, що і в формулах (2.5), (2.5 ‘), (2.6), (2.6’).

Опір ділянки магістралі резервного живлення:

у відносних одиницях:

де Худ – питомий опір МРП, Ом / км; МРП – довжина МРП, км; Uср – Среднеексплуатаціонний напруга на першому місці трансформації, кВ.

Опір трансформатора власних потреб 6 / 0,4 кВ:

у відносних одиницях: де SТ 6 / 0,4 – номінальна потужність трансформатора, МВА. Аналогічно розраховується опір трансформатора 10,5 / 0,69 кВ.

Опір одинарних токоограничивающих реакторів Хр задається в Омах і для приведення до базисних умов використовують формули:

у відносних одиницях: У деяких каталогах опір токоограничивающих реакторів Хр наводиться у відсотках і для приведення до базисних умов використовують формули:

у відносних одиницях:

де Iрн – номінальний струм реактора, кА, який визначається за потужністю тих електродвигунів, які передбачається включити за реактором.

Індуктивний опір реактора Хр визначають по припустимому струмі КЗ за реактором Iп0доп. Значення Iп0доп пов’язано з номінальним струмом відключення передбачуваних до установки за реактором вимикачів (Iп0доп – Iоткл.н). 

Одночасно відбувається і зниження теплового імпульсу струму КЗ за реактором ВДОП, що сприятливо для вибору перетину кабелів за умовами термічної стійкості і невозгоранія. При визначенні Iп0доп і ВДОП слід враховувати, що реактор не в змозі обмежити підживлення точки КЗ від двигунів за реактором Iпд0 і погіршує умови їх пуску і самозапуску, тобто

де Iпс – періодична складова струму підживлення точки КЗ від гілки, в яку передбачається включити реактор;

Iпд0 – струм підживлення від двигунів за реактором. Втрата напруги U в одинарному реакторі при протіканні струмів робочого режиму I:

Опір еквівалентного двигуна на кожній секції визначається через його потужність або через коефі
цієнт завантаження Кзгр і номінальну потужність трансформатора СН. При відсутності струмообмежувального секційного реактора і використанні на першому місці трансформатора з розщепленими обмотками маємо: 

У разі розходження розрахункових потужностей рухового навантаження Sд1, Sд2, в подальшому розрахунку опору еквівалентного двигуна братиме участь максимальна з них, незалежно від способу харчування секцій 6,3 кВ (від робочого і резервного ТСН).

При використанні секційного струмообмежувального реактора визначається його прохідна потужність S р за формулою (2.12) і далі – потужності двигунів:

при використанні РТСН для заміни робочого ТСН енергоблоку, що працює на потужності. Наявність попереднього навантаження РТСН характерно для блоків генератор-трансформатор без генераторних вимикачів. При наявності вимикача в ланцюзі генераторного струмопроводу, що передбачено діючими нормами технологічного проектування, пуск і зупинення енергоблока зазвичай здійснюється від робочого ТСН і потреби у використанні РТСН в цих режимах не виникає. Тому для схем з генераторними вимикачами можна приймати ТСН Згр к = РТСН Згр к = 0,7. При відсутності вимикачів в ланцюзі генераторного струмопроводу РТСН Згр до зростає.

Ссылка на основную публикацию