Пример расчета ТКЗ для выбора токоведущих частей и аппаратов КЭС

Пример 4.

Рассчитать ТКЗ для выбора токоведущих частей и электрических аппаратов в главной схеме КЭС-4х500 МВт. Структурная схема приведена на рис.3а.

Исходные данные. Генераторы станции Г1- Г4 типа ТВВ-500-2ЕКУЗ; Р_ном=500 МВт;

cosφ =0,85; Х^”_{* d} =0,242; U _ном =20 кВ. Блочные трансформаторы: Т1-Т3 типа ТЦ-630000/500, U _к =14%; Т4 типа ТЦ-63000/220, U _к =11%. Автотрансформаторы связи АТС1, АТС2 типа АТД ЦТН-250000/500/230, U _{к · в-н} =24%, U _кв-с =10,5%, U _{к. c -н} =132. Трансформатор ТСН типа ТРДН-40000/35, U _к.в-н =11,5%, U _к.н1-н2 =20%. Мощность системы 8235 МВ·А, Х_*с=0,8.

Решение.

По расчетной схеме составляем схему замещения, намечаем на ней расчетные точки КЗ и определяем ее параметры (рис.7). Расчет будем вести в относительных единицах. За базисную мощность принимаем S_б=1000 МВ·А, за базисное напряжение – среднее номинальное напряжение ступени КЗ т.е. получаем

 

            

 

         

 

             

Используя формулы, приведенные выше вычисляем параметры элементов схемы при базисных условиях (для упрощения «звездочку» в индексах опускаем).

 

Рис. 7. Расчётная схема для определения токов КЗ

 

Рис.8. Схема замещения

 

Для генераторов

     

Для системы

; .

     

Для трансформаторов двухобмоточных

     

 

Для автотрансформаторов

 

 

 

 

Для трансформатора с расщепленной обмоткой низшего напряжения

 

 

 

Принимаем удельное сопротивление линий связи с системой Х_уд=0,28 ^Ом/_км, тогда

 

      

 

Рассчитаем токи трехфазного КЗ.

 

Точка К1.

Проводим преобразования схемы замещения:

 

 

 

 

 

Так как ЭДС генераторов , то эквивалентная ЭДС .

Преобразуем ветвь системы:

 

 

.

В результате преобразований схему замещения привели к виду, показанному на рис.9.

 

Рис.9. Схема замещения после преобразования при

КЗ в точке К1.

 

Находим составляющие тока КЗ по ветвям:

 

 

 

 

Суммарный ток КЗ для момента времени t=0 (сверхпереходный ток КЗ):

 

      

 

Для выбора коммутационных аппаратов, например выключателей, необходимо также знать ударный ток КЗ, периодическую и апериодическую составляющие тока в заданный момент времени τ. Покажем, как определяются эти величины при КЗ в точке К1.

Определение ударного тока КЗ производим отдельно для ветви системы и ветвей блоков. Значение Т_а и K _у принимаем по табл.5; для ветви системы Т_а=0,06с, К_ус=1,85; для ветвей блоков с генераторами 500 МВт Т_а=0,35с, К_у=1,973, тогда

 

 

Суммарный ударный ток

В РУ 500 кВ предполагается установка выключателей типа ВГУ-330Б-40/315ОУ1, имеющих собственное время отключения t_с.в.=0,04с. Расчетный момент расхождения контактов выключателя τ=0,01+t_c.в=0,01+0,04=0,05c. Для этого момента времени необходимо определить периодическую и апериодическую составляющие тока КЗ. Периодическую составляющую тока от системы считаем неизменной во времени .

Апериодическая составляющая тока

 

   

Периодическую составляющую тока КЗ в ветвях блока для момента времени τ определяем по типовым кривым, рис.6.

Для ветви Г4 определяем относительное значение тока , экстраполируем кривую и для τ=0,03с находим ν_t =0,98 и ток в ветви I_{G 4τ} = ν ₁ · I ^” _{G 4} =0,98·1,58=1,55 кА.

Для ветви Г1-Г3.

.

 

По кривой определяем ν_t =0,95 и ток

 

I_{G 1- G 3 τ} =0,95 · 6,02=5,72 кА.

 

Апериодические токи

 

                   ;

                   .

 

Суммарные токи в точке КЗ

 

.

 

.

 

Подобно рассчитываем токи КЗ во всех других намеченных точках.