Расчет токов короткого замыкания на напряжении 10 кВ и 0,4 кв

9. Расчет токов короткого замыкания на

напряжении 10 кВ и 0,4 кв

19.1. Расчет токов КЗ в сети напряжением выше 1 кВ.

           Выберем силовые трансформаторы на ГПП завода.

Расчетная мощность Рр=6217,328 кВт и Qр=5825,5 квар, тогда

.

           Мощность одного трансформатора ГПП будет

.

           По этой мощности по [1] выбираем трансформатор с расщепленной обмоткой ТРДН-25000/110/10-10.

Вычисление токов КЗ производим с целью:

1.  Выбора отключающих аппаратов.

2.  Проверки устойчивости элементов схемы при электродинамическом и термическом действии токов КЗ.

3.  Расчета релейной защиты.

Расчетным видом КЗ является трехфазное, т.к. при нем обычно значения получаются большие значения сверхпереходного и ударного токов, чем при двухфазном и однофазном. Расчет токов КЗ должен рассчитываться на сборных шинах ГПП и РП.

Рисунок 9.1.1-Схема питания завода.

Завод получает питание от ГПП на напряжении 10 кВ, расположенной на расстоянии 3 км, на которой установлены два трансформатора мощностью 25 МВА. На удалении 80 км от ГПП расположена ТЭЦ с генератором ТГВ-200-2У3 (P_н=200 МВт, cosj=0,85, X_d^’’=0.19), подключенном к сети 110 кВ с помощью трансформатора ТДЦ-250000/110, U_к=10,5%. На расстоянии 140 км расположена ГРЭС, на которой установлены четыре генератора генератором ТГВ-300-2У3 (P_н=300 МВт, cosj=0,85, X_d^’’=0.195), подключенные с помощью трансформаторов ТДЦ-400000/110, U_к=10,5%. На основании приведенных данных производим расчет токов короткого замыкания в двух точках К1 (на шинах ГПП) и К2 (на шинах РП).

            Рисунок 9.1.2 - Схема для расчета токов КЗ.

Для вычисления токов КЗ составляем расчетную схему, включая все элементы, по которым протекают токи к выбранным точкам. По расчетной схеме составляем схему замещения, в которой каждый элемент заменяем своим сопротивлением. Генераторы, трансформаторы, высоковольтные линии и короткие участки распределительных сетей представляем индуктивными сопротивлениями. Расчет токов КЗ выполняем в относительных единицах, при котором все расчетные данные приводим к базисным напряжению и мощности.

Задаемся базисными условиями S_б = 300 МВА; U_б = 10,5 кВ;

Iб=Sб / (1.73*Uб)=300 / (1,73*10,5)=16,5 кА.               (9.1.1)

По [14] для турбогенераторов мощностью от 100 до 1000 МВт Е_*=1,13.

Сопротивления генераторов ГРЭС находим по формуле

,                                         (9.1.2)

.

          Сопротивления трансформаторов ГРЭС определяем по формуле

,                                             (9.1.3)

.

Аналогично определяем сопротивления генератора и трансформатора на ТЭЦ

, .

Сопротивления воздушных и кабельных линий

,                                            (9.1.4)

где x₀ – индуктивное сопротивление одного км линии, Ом/км (для воздушных линий 110 кВ x₀=0,4 Ом/км, кабельных 10 кВ – x₀=0,08 Ом/км),

l – длина линии, км.

, , .

          Для трансформаторов с расщепленной обмоткой схема замещения состоит из двух лучей, сопротивление которых

          .           (9.1.5)

          Сопротивление кабельной линии ГПП-РП

          .

                      Рисунок 9.1.3 - Схема замещения.

Так как секционные выключатели на ГПП и ЦРП находятся в нормально отключенном состоянии, а генераторы на ГРЭС включены параллельно, то схема замещения принимает вид рис.10.4.

                      Рис. 9.1.4- Схема замещения.

, .

, .

.

          Рисунок 9.1.5 - Схема замещения.

.

          Рисунок 9.1.6 - Схема замещения.

Ток установившегося КЗ на шинах 10 кВ ГПП

Iуст.гпп.=Е_*×Iб / (0,509+2,544)=1,13×16,5/3,053 =6,1 кА.                           (9.1.6)

Ударный ток на шинах 10 кВ ГПП:

Iу.гпп.=1,41*Ку* Iуст.гпп.=1,41*1,82*6,1=15,7 кА,                                   (9.1.7)

где k_у – ударный коэффициент; для шин ГПП k_у = 1,82, для шин ЦРП завода k_у = 1,369.

Ток установившегося КЗ на шинах ЦРП завода

Iуст.црп.=Е_*×Iб / (X₁₈+X₇₈+X₉) =1,13×16,5 / (0,509+2,544+0,653) =5,03 кА.    (9.1.8)

Ударный ток на шинах ЦРП завода по (9.1.7)

Iу. црп.=1.41*Ку* Iуст. црп.=1,41*1.37*5,03=9,7 кА.

Таблица 9.1.1-Токи КЗ в сетях 10 кВ                                     

10.2. Расчет токов КЗ в сетях напряжением до 1 кВ.

Расчет токов КЗ в сетях напряжением до 1 кВ производим в именованных единицах. При этом учитываем активные и индуктивные сопротивления всех элементов цепи КЗ в мОм. Заметное влияние на результаты расчета оказывают сопротивления различных контактных сопротивлений. Т.к. достоверных данных о числе и сопротивлении контактов нет, то учитываем их совокупно, вводя в цепь КЗ дополнительные сопротивления следующей величины:

1)  при КЗ на щите ТП – 15 мОм;

2)  при КЗ на цеховых РП и зажимах аппаратов, питаемых радиальными и магистральными линиями от щитов ТП – 20 мОм;

3)  при КЗ на вторичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых от первичных РП – 25 мОм;

4)  при КЗ на зажимах аппаратов, питаемых от вторичных РП – 30 мОм.

При расчете токов КЗ считаем, что напряжение на первичной обмотке трансформатора цеховой ТП3 равно номинальному.

Сопротивление системы в мОм до понижающего трансформатора определяем