Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением выше 1 кВ

8. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

8.1 Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением выше 1 кВ

   Согласно [4] расчетным видом короткого замыкания (КЗ) принимаем трехфазное, поскольку при нем получаются большие значения сверхпереходного и ударного токов, чем при двухфазном и однофазном.

   Согласно литературе [4] при выбор расчетной схемы для определения токов КЗ исходим из предусматриваемых для данной установки условий длительной ее работы и не считаемся с кратковременными видоизменениями схемы этой электроустановки, которые не предусмотрены для длительной эксплуатации.

   Выполним расчет токов трехфазного КЗ на сборных шинах ГПП (точка К1) и заводского РП (точка К2). Согласно заданию на дипломный проект автомобильный завод связан с энергосистемой ка показано на рисунке 8.1.1.

Рисунок 8.1.1- Схема питания завода

   Поскольку задана мощность остальных цехов автозавода (Р=30 МВт и Q=18 Мвар), выберем силовые трансформаторы на ГПП завода. Расчетная мощность проектируемого блока вспомогательных цехов Рр=12,127 МВт и Qр=11,732 Мвар, тогда . Мощность одного трансформатора ГПП будет . По этой мощности по [3] выбираем трансформатор с расщепленной обмоткой ТРДН-40000/110/10-10.

   Далее выберем линию, соединяющую ГПП с энергосистемой на напряжении 110 кВ. Ток по этой линии в нормальном режиме , а максимальный ток в режиме перегрузки трансформатора . Выбираем сталеалюминиевый провод по экономической плотности тока . По [3] принимаем провод АС-185/24 с допустимым током .

   Принимаем, что ТЭЦ-360 выполнена по блочному принципу с генератором ТВФ-63-2У3 (X_d^’’=0,203). Мощность блочных трансформаторов выбираем больше полной мощности генератора, тогда по [3] принимаем трансформаторы ТДЦ-80000/110.

   На ГРЭС-800 выбираем четыре блока генератор ТГВ-200-2У3 (X_d^’’=0,19)¾ трансфориатор ТДЦ-250000/110.

   Расчетная схема приведена на рисунке 8.1.2.

   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.

   Принимаем базисные величины S_б = 1000 МВА, U_б = 10,5 кВ, тогда ток .

Рисунок 8.1.2- Рсчетная схема

   По [12] для турбогенераторов ТГВ-200 сверхпереходная ЭДС Е_*=1,13, ТВФ-63 Е_*=1,08.

   Расчитаем сопротивления всех элементов в относительных единицах. Сопротивления генераторов находится как

.                                (8.1.1)

   Сопротивление двухобмоточного трансформатора

.                                     (8.1.2)

   Для трансформатора с расщепленной обмоткой схема замещения состоит из двух лучей, сопротивления которых

.                             (8.1.3)

   Сопротивления воздушных и кабельных линий

,                                    (8.1.4)

где x₀– удельное индуктивное сопротивление, Ом/км;

      l– длина линии, км.

   Сначало выполним расчеты для точки КЗ К1, чтобы выброть кабель от ГПП к РП. По формуле (8.1.1) сопротивления генераторов ГРЭС  и генераторов ТЭЦ .

   По (8.1.2) сопротивления блочных трансформаторов ГРЭС  и ТЭЦ .

   Сопротивление трансформаторов ГПП по (8.1.3) .

   Сопритивления воздушных линий , , .

   Все сопротивления наносим на схему замещения (рисунок 8.1.3).

Рисунок 8.1.3- Схема замещения

   Преобразуем схему замещения к виду рисунка 8.1.4.

Рисунок 8.1.4- Преобразование схемы замещения

   По рисунку 8.1.4 , , . Окончательно преобразуем схему замещения к виду рисунка 8.1.5.

Рисунок 8.1.5- Преобразование схемызамещения

   В рисунке 8.1.5 результирующее сопротивление  и эквивалентная ЭДС .

   Ток установившегося КЗ в начальный момент времени определяется как

.                                      (8.1.5)

   Ударный ток КЗ определяется по формуле

,                                (8.1.6)

где k_у– ударный коэффициент, принимаемый для шин ГПП по литературе [1].

   Чтобы посчитать ток КЗ в точке К2, выберем кабель ГПП¾ РП. Подробно выбор кабелей 6…10 кВ будет приведен в пункте девять пояснительной записки. Расчетный ток блока вспомогательных цехов по расчетным мощностям , тогда расчетный ток кабеля ГПП¾ РП . Выбираем кабель по экономической плотности тока . По [2] принимаем трехжильный кабель 2´ААШвУ-10(3´185), проложенный в земле, с номинальным допустимым током . Ток послеаварийного режима кабельной линии ГПП¾ РП будет Iра=974,2 А. Проверим выбранное сечение по допустимому току , где k₁=1- коэффициент