Расчет токов замыкания. Выбор электрических аппаратов

04. РАСЧЕТ ТОКОВ ЗАМЫКАНИЯ

4.1.  Токи короткого замыкания

RКТП7/1 ХКТП7/1

RКЛ7 ХКЛ7

RКЛ5 ХКЛ5

RВЛЭП ХВЛЭП

RC XC

С помощью САПР были рассчитаны действующее значение начального периодического тока и амплитуда ударного тока КЗ на сторонах высшего напряжения ГПП и в узлах сети 10 кВ. Кроме того необходимо определить токи короткого замыкания за трансформатором ГПП и за цеховым трансформатором который питается линией с наименьшим током замыкания – КТП 7 из результатов расчета САПР (точки К₁ и К₂).

 

Рис. 4.1. Схема замещения характерного участка СЭС

Система ЭС:

ЭДС системы, приведенная к ступени 10 кВ:

                                                           (кВ),                                              (4.1)

Реактивное и активное сопротивление системы

                                                          (Ом),                                             (4.2)

                                                              (Ом),                                                (4.3)

где  - среднее номинальное напряжение той ступени где находятся шины  системы (кВ);  - мощность короткого замыкания системы (МВ∙А);  - коэффициент трансформации.

 кВ

Ом

 Ом

Воздушная линия электропередач:

                                                        (Ом),                                          (4.4)

                                                        (Ом),                                         (4.5)

где  и  - соответственно активное и реактивное сопротивление линии (Ом/км);  - длина линии (км).

Ом

(м

          Из САПР имеем относительное базисное реактивное сопротивление от конца ЛЭП ВН до корневого узла Х_Т.ГПП = 0,6. Принято, что активное сопротивление R_Т.ГПП = 0.

          Периодическая составляющая трехфазного тока КЗ в начальный период времени:

                                                         (кА),                                      (4.6)

где  и  - соответственно активное и реактивное результирующее сопротивление до расчетной точки КЗ (Ом).     

          Ударный ток:

                                                        (кА),                                        (4.7)

где  - ударный коэффициент ( = 1,66).

          Периодическая составляющая двухфазного тока КЗ по укрупнённым показателям определяется:

                                                           (кА),                                           (4.8)  

          По формуле (4.6) – (4.8) имеем:

 кА

 кА

 кА

К₂ (схему замещения приводим к ступени напряжения 0,4 кВ):

Тогда СЭС системы:

 В

          По формулам (4.4), (4.5) определим сопротивление кабельных линий КЛ 5 и КЛ 7:       

Ом

Ом

Ом

Ом

          Суммируя сопротивление до трансформатора Т7 и приводя их к ступени напряжения 0,4 кВ получаем:

 Ом

 Ом

Трансформатор Т7:

          Сопротивление внешней цепи подключенной к трансформатору в номинальном режиме работы:

                                                        (мОм),                                             (4.9)

где  - полная мощность трансформатора (кВ∙А);  - номинальное низшее

напряжение трансформатора (В).

                                                     (мОм),                                   (4.10)

                                                      (мОм),                                     (4.11)

                                                 (мОм),                              (4.12)

По формулам (4.9) – (4.12) определяем:

 мОм

 мОм

 мОм

По формулам (4.6) – (4.8) определяем токи КЗ:

 кА

 кА

 кА

          Результаты расчетов сводим в таблицу 4.1

Таблица 4.1

Результаты расчетов токов КЗ в точках К₁ и К₂

Точка КЗ	(кА)	(кА)	(кА)
1	2	3	4
К1 К2	7,36 24,8	17,3 52,6	6,37 21,5

4.2. Токи замыкания на землю

          Утроенный ток нулевой последовательности обусловленной каждой линией можно определить, используя имеющиеся в справочниках данные о значениях погонных емкостных токов кабелей при однофазном замыкании на землю I_СП:

                                                             (А),                                            (4.13)

где l - длина кабельной линии (км); n - число кабелей в линии.

Таблица 4.2

Токи однофазного замыкания на землю в сети 10 кВ,

 обусловленное каждой линией

Линия	КЛ 1	КЛ 2	КЛ 3	КЛ 4	КЛ 5	КЛ 6	КЛ 7	КЛ 8	КЛ 9	КЛ 10
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Ток (А)	0,278	0,156	0,278	0,253	1,401	0,276	0,278	0,163	0,152	0,377

          Наибольший ток замыкания – в после аварийном режиме, когда включен секционный выключатель Q3, а Q5 отключен:

I_З.НАБ = 7,224 А > 20 А, следовательно нет необходимости в компенсирующих устройствах.

5. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

5.1. Выбор и проверка электрических аппаратов

Аппараты выбираются:

·  по напряжению

                                                      (кВ),                                          (5.1)

·  по максимальному току нагрузки в сети расчетного присоединения:

                                                         (А),                                              (5.2)

                                                      (А),                                            (5.3)

          Аппараты проверяются:

·  на электродинамическую стойкость:

-   по максимальному току КЗ, сравнивая с периодической составляющей:

                                                          (кА),                                               (5.4)

     -   по максимальному току КЗ, сравнивая с ударным током:

                                                        (кА),                                             (5.5)

·  термическую стойкость:

                                                  (кА²∙с),                                          (5.6)

где В_К - импульс квадратичного тока (кА²∙с).

                                                (кА²∙с),                                      (5.7)

где  - время релейной защиты (с);  - время включения аппарата (с);  - время затухания апериодической составляющий тока КЗ (с).

          Выбор и проверка вводных выключателей ЗРУ 10 кВ ГПП (Q1 и Q2)и секционного выключателя (Q3):

U_{НОМ.СЕТИ} = 10 кВ

 А