При эксплуатации электрических сетей важное значение играет уровень токов короткого замыкания. Величина этих токов обуславливает выбор оборудования и уставок релейной защиты (РЗ). В ходе протекания переходного процесса, связанного с возникновением и протеканием короткого замыкания в сети, происходят различные процессы, связанные с изменением физико-механических характеристик оборудования. Особенностью режимов коротких замыканий является скорость их протекания. Опасность замыканий заключается в том, что, при неправильно выбранных параметрах оборудования и устройств релейной защиты, возможно разрушение токоведущих частей и элементов оборудования, так как они испытывают термические и электродинамические нагрузки от действия токов КЗ.
Для выбора силового электротехнического оборудования на проектируемой подстанции необходимо рассчитать токи короткого замыкания в ОРУ 110 кВ и РУ 10 кВ.
4.1 Расчет схемы замещения
Схема замещения рассчитывается в относительных единицах с использованием точных коэффициентов трансформации. Особенностью данного расчёта является то, что все сопротивления приводятся к единым базисным условиям. В качестве базисных условий могут быть приняты любое значение мощности и любая из ступеней напряжений, используемых в сети. В этом случае считается, что базисное напряжение выбранной ступени является основным, а все остальные приводятся к основной базисной ступени.
Расчёт проводится с учётом активных сопротивлений элементов сети. Расчет проводится для самого тяжелого режима: учитываются все источники питания, все контура замкнуты.
За базисное напряжение принимается 
=
115 кВ, за базисную мощность 
=
1000 МВА.
Базисные напряжения неосновных ступеней, кВ, определяются по выражению
(4.1)
где kТ - коэффициент трансформации трансформаторов, связывающих ступени напряжений.
Нагрузки, находящиеся за несколькими трансформациями от точки К.З., не учитываются. Нагрузка на проектируемой подстанции замещается переходным значением сопротивления, а также учитывается подпитка точки КЗ от нагрузки с помощью введения в схему замещения переходной ЭДС.
Расчёт токов КЗ производится по программе “TKZ”, разработанной на кафедре «Электроэнергетические системы и сети».
Приведение сопротивлений к базисным условиям осуществляется по формулам
(4.2)
(4.3)
где x,r – значение сопротивления элемента в именованных единицах, Ом.
Значение сверхпереходного сопротивления нагрузки, о.е., определяется по формуле
|
|
(4.4) |
,
(4.5)
Для определения ЭДС нагрузки используется выражение
|
|
(4.6) |
Для определения ЭДС систем используется выражение
(4.7)
где Uc – напряжение, поддерживаемое на шинах системы, кВ.
Рассчитаем параметры схемы замещения для подстанции «Анчарово».
Эквивалентное сопротивление трансформаторов подстанции «Анчарово» по (4.2) и (4.3) , о.е.
Сопротивление линии «Анчарово – Дмитровка» по (4.2) и (4.3) , о.е.
Значение сверхпереходного сопротивления нагрузки подстанции «Анчарово» по (4.4) и (4.5) , о.е.:
ЭДС нагрузки по (4.6), о.е.:
Схема замещения прямой последовательности и рассчитанные параметры схемы замещения представлена на рисунке 4.1.
4.2 Расчет тока трехфазного короткого замыкания
В результате расчёта тока трёхфазного короткого замыкания по программе “TKZ” получены следующие данные:
– ток трёхфазного короткого замыкания на стороне ВН подстанции «Анчарово» IП0 = 0,579 о.е.
– ток трёхфазного короткого замыкания на стороне НН подстанции «Анчарово» IП0 = 0,260 о.е.
– эквивалентное сопротивление прямой последовательности xЭ1=1,629 о.е.
Что в переводе в именованные единицы составляет, кА:
(4.8)
,
.
4.3 Расчёт тока однофазного короткого замыкания
При расчёте токов однофазного КЗ используется метод симметричных составляющих. Определение величины токов несимметричных КЗ необходимо для оценки работоспособности электрооборудования сетей, выбора уставок и оценки возможного действия устройств релейной защиты и автоматики, а также для выбора режима работы нейтралей трансформаторов.
При расчёте данным методом составляются схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательности. В расчётах принимается равенство сопротивлений прямой и обратной последовательностей – xЭ1=хЭ2. Схема замещения обратной последовательности по своей конфигурации совпадает со схемой замещения прямой последовательности. Ее отличием является то, что эта схема не содержит ЭДС источников.
Реактивное сопротивление нулевой последовательности линии электропередачи, о.е,
|
|
(4.9) |
гдеx1 – реактивное сопротивление прямой последовательности,о.е;
k – отношение сопротивлений x0 к x1, определяемое по /10/: для одноцепных линий- k=3, для двухцепных линий – k=4,7.
Активное сопротивление нулевой последовательности линии электропередачи, о.е,
|
|
(4.10) |
где r1 – активное сопротивление прямой последовательности, о.е.;
L – длина линии электропередачи, км;
rз – удельное сопротивление земли, Ом/км, принимается равным 0,05.
Схемы замещения обратной и нулевой последовательности приведены на рисунках 4.2 и 4.3.
Расчет проводился методом комплексных схем замещения. Ток прямой последовательности для однофазного К.З. рассчитывается на ЭВМ и составляет 3·0,19 о.е., тогда ток однофазного К.З. по (4.8) составит 2,861 кА. Этот ток не превышает тока трехфазного К.З.
2,861 кА < 2,91 кА
Кроме того производится расчёт токов КЗ для выбора устройств релейной защиты для двух случаев:
- режим максимальных нагрузок, минимальное сопротивление трансформатора (работа с минимальным ответвлением РПН uк=9,5 %).
Что в переводе в именованные единицы составляет, кА:
,
,
хc.max=1,627 о.е. на стороне ВН,
хc.max=3,579 о.е. на стороне НН.
Что в переводе в именованные единицы составляет, Ом:
на
стороне ВН,
на
стороне НН
– режим минимальных нагрузок, максимальное сопротивление трансформатора (работа на минимальном ответвлении РПН uк=11 %).
Что в переводе в именованные единицы составляет, кА:
хc.min=1,162 о.е. на стороне ВН,
хc.min=3,869 о.е. на стороне НН.
Что в переводе в именованные единицы составляет, Ом:
на стороне ВН,
на стороне НН.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
,
,