Расчет токов короткого замыкания для выбора аппаратов и токоведущих частей. Вариант 4

4.   Расчет токов короткого замыкания для выбора аппаратов и токоведущих частей.

Для выбора и проверки электрических аппаратов необходимо прежде всего правильно оценивать расчетные условия КЗ: составить расчетную схему, наметить места расположения расчетных точек КЗ, определить расчетное время протекания тока КЗ и наконец, расчетный вид КЗ.

Расчетная схема – это однолинейная электрическая схема проектируемой станции, в которую включены все источники питания и все возможные связи между ними и системой.

На схеме намечают расчетные точки, соответствующие наиболее тяжелым условиям:

1) на сборных шинах РУ каждого напряжения, а если установлены секционные реакторы,  то  на каждой секции;

2) на выводах генераторов;

3) за линейным реактором;

4) за трансформаторами (реакторами) собственных нужд.

В качестве расчетного вида КЗ принимается, как правило, трехфазное.    

Чаще всего расчет КЗ ведут в относительных единицах, задаваясь базисными параметрами: S_н, U_б. 

4.1. Составление расчетной схемы и расстановка расчетных точек КЗ.

На основании данных задания и принятой структурной схемы выдачи электрической энергии (рис. 2. 1. 1, б) расчетную схему для определения токов КЗ представим в виде, изображенном на рис. 4. 1. 1.

Рис. 4. 1. 1. Расчетная схема, составленная для определения токов КЗ.

4.2. Определение параметров схемы замещения расчетной схемы.

Для определения параметров расчетной схемы рассмотрим как определяются параметры различных элементов:

1) синхронные машины, которые задаются сверхпереходным значением индуктивного сопротивления по продольной оси х’’_d, которая обычно указывается в каталогах в относительных единицах при номинальных условиях, вводятся. в расчетную схему сопротивлением х’’_d*, приведенным к базисным условиям, и ЭДС, которая будет определяться по ниже приведенному выражению:

;     (4. 1)

     (4. 2)

где S_нг – номинальная мощность генератора, МВА;

U_н* - номинальное напряжение на шинах генератора до возникновения КЗ, о. е.;

I_н* - номинальные  ток генератора до возникновения КЗ, о. е.

2) энергосистема, которая задается номинальной мощностью S_ном и индуктивным сопротивлением  х_с в о. е., вводиться в расчетную схему приведенным индуктивным сопротивлением х_с* и ЭДС:

;     (4. 3)

.     (4. 4)

3) двухобмоточный  трансформатор, который задается номинальной мощностью S_ном и напряжением короткого замыкания u_k в процентах, вводиться в расчетную схему сопротивление определяемым:

.     (4. 4)

4) трехобмоточный трансформатор, который задается номинальной мощностью S_ном и напряжениями короткого замыкания u_k(в-с) , u_k(в-н)  и u_k(c-н) в процентах, вводиться в расчетную схему сопротивлениями трех обмоток:

;     (4. 5а)

;     (4. 5б)

,      (4. 5в)

где u_кв, u_kc и u_kн – напряжения короткого замыкания трех обмоток, выраженное в процентах, которые определяются на основании следующих выражений:

;     (4. 6а)

;      (4. 6б)

.      (4. 6в)

5) воздушная линия электропередач, которая задается своей длиной l, вводиться в схему замещения сопротивлением определяемым по формуле:

,     (4. 7)

где U_cрн – средненоминальное напряжение соответствующей ступени, кВ.

Также следует отметить, что влиянием нагрузки пренебрегают, но, если КЗ произошло вблизи группы крупных двигателей, то нагрузку следует учитывать.

Примем S_б=100 МВА, а U_б будем принимать в зависимости от места  КЗ. 

Определим теперь параметры расчетной схемы, присваивая им определенный порядковый номер и опуская символ “*”:

1) синхронные генераторы:

Г1-, Г2-,

2) двухобмоточные трансформаторы Т1 и Т2 с обмоткой низшего напряжения разделенной на две ветви:

;

Тогда                                        

Тогда 

Сопротивление трансформаторов Т3 и Т4 :

3) Автотрансформатор Т5 :

;    

;        

;

4) воздушные линии электропередач присоединенные к РУ 330 кВ:

Л1,Л2 ,Л3- ;

Воздушные линии электропередач соединены параллельно , эквивалентируем их :

6) трансформаторы собственных нужд:

ТСН1, ТСН2–.

Для пускорезервного трансформатора собственных нужд:

;

Тогда                                        

Тогда 

Также следует заметить, что в данной расчетной схеме проектируемая ТЭЦ-380 имеет связь с другой электрической станцией КЭС-1200 (Г3,Г4,Г5, Г6), которую представим 4-мя параллельными генераторами ТГВ-300-2ЕУ3 номинальной мощностью S_ном=353 МВА, с х’’_d=0,195 о. е и с cos=0,85, подключенные  на параллельную работу с другими станциями через 4 параллельных трансформатора ТДЦ-400000/110 номинальной мощностью

S_ном=400 МВА , u_k%=11%; I_х=0,45%. Тогда данная электрическая станция будет вводиться в расчетную схему следующими параметрами