Расчет токов КЗ и определение минимально допустимого сечения кабельных линий 10 кВ по термической стойкости токам КЗ

Страницы работы

Содержание работы

10.Расчет токов к.з. и определение минимально допустимого сечения кабельных линий 10 кВ по термической стойкости токам к.з.

В качестве расчетной схемы для определения токов к.з. рассматриваем схему, представленную на рис.

При составлении этой схемы исходим из того, что ни в одном из возможных режимов работы не предусматривается параллельная работа трансформаторов и линий 35 кВ.

Рис.  Расчетная схема подстанций для расчетов токов К.З

На основании расчетной схемы составляем схему замещения рис.

Принимаем, что расчет будет производить в относительных единицах. За базисные значении принимаем:

Sб  = 3200 МВ• А;

Uб1= 36,75 кВ;

Uб2= 10,5 кВ.

На основании базисных значений определяем базисные токи по формуле:

Расчеты выполняем с учетом установки трансформаторов на один шаг по шкале мощности выше, то есть  с учетом установки ТРДНС-25000-35/10 кВ [ ].

Основные параметры трансформатора представлены в табл. №

                                                                                  Таблица №

Тип

трансформатора

Номинальная мощность

кВА

Направление

обмоток, кВ

Потери,

кВт

Uк,%

Iх,%

ВН

НН

D РХ

D РК

ТРДНС –

25000-35/10У1

25000

36,75

10,5

25

115

9,5

0,5

Произведем расчеты сопротивлений схемы замещений. Определяем сопротивления схемы замещения в относительных единицах:

для системы  

для  ВЛ-35 кВ 

где х0=0,4 Ом/км удельное индуктивное сопротивление ВЛ-35 кВ одной цепи [ ] , табл. №    ;

для трансформатора

Определяем активные сопротивления цепи:

для системы

rс = хс / 50 = 1,0/50 = 0,02 ; для ВЛ-35 кВ

где    r0 = 0,2  Ом/км  удельное активное сопротивление провода,

    

Определим сопротивление цепи до  ( . )  К1 ;

r1= rс  +  rвл =  0,02 + 2,27 = 2,29 ; х1= хс + хвл = 1,0 + 4,55 = 5,55.

Найдем соотношение      x1 / r1 = 5,55/2,29 = 2,42 < 3.

Следовательно, активное сопротивление цепи  до ( . ) К1 будем учитывать   

Определим сопротивление цепи до ( . )  К2

r=  r1  +   rт  = 2,29  +  0,59  =  2,88 ; х2= х1 + хт = 5,55 + 12,16 = 17,71.

Определяем отношение     x2 / r2 = 17,71/2,88 = 6,15 > 3.

Следовательно, активное сопротивление цепи до ( . )  К2 учитывать не будем.

Произведем расчеты токов трехфазного короткого замыкания:

Действующее значение трехфазного тока к.з. в ( . )  К1:

I’’(3)к1 = Iб1

То же в ( . ) К2:

I’’(3)к2 = Iб2

Определим ударные токи:

iу = Ку •I’’ (3)к1 , где Ку – ударный коэффициент определяется по отношению хк/rк

из графика рис.     [ ].

Ударный ток в ( . ) К1:

iу1 = Ку1• I’’(3)к1  = 1,41 • 1,29 • 8,3 =15,1кА, где для  х1/r1 = 2,42,     Ку1 = 1,29.

Определим ударный ток в ( . ) К2:

iу2 = Ку2• I’’(3)к2  = 1,41 • 1,6 • 9,95 =22,4кА, где для  х2/r2 = 6,15,     Ку2 = 1,6.

Далее определим значение апериодических составляющих трехфазного тока к.з. по формуле:

iу t  = I’’(3)к •е- t отк/Та , где Та = хк/wсrк  -  постоянная  времени затухания  апериодической составляющей тока ; хк ; rк  -  соответственно индуктивное и активное сопротивление до точки к.з. ; 

tотк = tс.в. +  tр.з. время отключения к.з., равное сумме:

tс.в. – собственное время отключения и  tр.з. -  время действия релейной защиты ;

wс = 314 рад/с  -  угловая частота сети.

Для ( . )  К1 имеем:

Tа1 = х1/wсr1 = 2,42/314 = 0,008с ;

Iа t1 = 1,41• 8,3•е-0,045/0,008  » 0,04кА » 0, где t отк1 = tсв +  tрз = 0,035 + 0,01 = 0,45с ;

tcв = 0.035  -  собственное время отключения элегазового выключателя ВЭК-110 ;

tр з = 0,01с – время действия релейной защиты.

Для  К2 имеем:

Tа2 = х2/wсr1 = 6,15/314 = 0,02с ;

Iа t2 = 1,41• 9,95•е-0,065/0,02  = 0,54кА, где t отк2 = tсв +  tрз = 0,055 + 0,01 = 0,065с ;

tсв = 0,055с  собственное время отключения выключателя вакуумного типа ВВПЭ-10, а

tр з = 0,01с  время действия релейной защиты.

Таблица №

точки К.З.

Iпо , кА

iу , кА

Iп t  , кА

iа , кА

К1

8,3

15,1

8,3

0

К2

9,95

22,4

9,95

0,54

К'2

7,48

16,9

7,48

0,41

Полученные значения токов к.з. позволяют определить минимально-допустимое сечение кабельных линий, отходящих от КРУ-10 кВ подстанции КРП 10 кВ, питающих нагрузки предприятия, по условию термической стойкости токами к.з.:

qmin

где Вк = I2к,¥ • tп  - интеграл Джоуля ;

С  -  коэффициент тепловых характеристик материала, определяемый из табл. 1.15 [ ] , С=90 А/ мм² ;

tп= t а.п. + t п.п , где t а.п.  -  приведенное время действия для апериодической слагаемой тока к.з. ;

t п.п  -  приведенное время действия для периодической слагаемой тока к.з.

Согласно [ ] , t а.п. » 0,05 (b'' )2   и  при  b'' = 1      t а.п. = 0,05с ;

t  п.п.= ¦ ( t к.з. ; b˝ ), определяется по кривым зависимости приведенного времени периодической составляющей тока к.з. при питании от генератора с АРВ.

При одноступенчатой схеме распределения электрической энергии время к.з. составляет t п.п.= 0,05 + 0,6 = 0,65с, интеграл Джоуля тока к.з. в точке К2 (шины КРУ-10 кВ  ГПП)  будет равен:

Вк2 = 10,32• 0,65 = 69,0 кА2•с.

Минимально допустимое сечение отходящих кабельных линий в этом случае буде равно:

q min =

Выбор ближайшего большего по сечению кабеля в ряду стандартных промышленных сечений выполняем в соответствии с табл. 1.3.16 [ ]. Выбираем кабель  с алюминиевыми жилами сечением не менее 95 мм². Полученное значение размещаем в табл.    и  табл.

Похожие материалы

Информация о работе