Расчет токов короткого замыкания
Выбор сечения питающей линии Для определения сечения питающей линии необходимо определить нагрузку на стороне 10 кВ. Определяем максимальную нагрузку одной секции Smax1, кВА, по формуле
Smax1= ; (26)
где Smax1 - максимальная мощность наиболее нагруженной секции, кВА; Pmax1 - активная максимальная мощность наиболее нагруженной секции, кВт; ΔРm - активные потери мощности в силовом трансформаторе, кВт; Qmax1 - реактивная максимальная мощность наиболее нагруженной секции, кВар; Δ Qm - реактивные потери мощности в силовом трансформаторе, кВАр Smax1= = 389 кВА; Определяем максимальный ток наиболее нагруженной секции Imax1, А, по формуле
Imax1 с = , (27)
Imax1= = 23 А; Воздушные линии на напряжение выше 1000 В и питающие линии на напряжение до 1000 В выбираются по экономической плотности тока, по напряжению, и условия нагрева, и по доступным токовым нагрузкам по потере напряжения. Экономически целесообразно сечение Sэк, А определяется по формуле
Sэк= ; (28)
где Imax1 - максимальный ток наиболее загруженной секции, А; jэ - нормированное значение экономической плотности тока jэ=1, т.к. Ти= 4600 ч. Sэк= = 21 мм2; Полученное сечение округляется до ближайшего стандартного сечения провода согласно [7. с. 513] АС - 25 мм2, Iдоп= 142 А; r0 = 1,176 Ом/км, х0 = 0,41 Ом/км. Стандартное сечение кабеля выбирается с учетом напряжения линии
Uном Uуст; (29)
10 где Uном - номинально напряжение провода, кВ; Uуст - напряжение установки, кВ. Выбранное сечение провода необходимо проверить из условия нагрева, по формуле
Iдоп Imax (30)
где Iдоп -допустимая токовая нагрузка на провод Imax -максимальный ток подстанции в аварийном режиме
Imax п/ст = ;
Imax п/ст = = 43 А; 43 Выбранное сечение кабеля проверяется на потерю напряжения из условия
ΔUдоп % ΔUрас %, по формуле ΔUрас %= ; (31)
где Imax - максимальный ток подстанции в аварийном режиме, А; L - длина линии, км; r0 - удельное сопротивление 1 км линии, Ом/км; x0 - индуктивное сопротивление 1 км линии; cosφ - коэффициент мощности подстанции; ΔUдоп % - (5 -6) % линии напряжением 6 -10 кВ. Определяем коэффициент мощности cosφ, о.ед по формуле
cosφ= ; (32) sinφ= ; (33)
cosφ= =0,95; sinφ= =0,28; ΔUрас %= = 1,95 %; 1,95 Расчет токов короткого замыкания на стороне высокого напряжения. Производим расчет токов короткого замыкания в относительных единицах. Составляем расчетную схему и схему замещения.
Рисунок 1-Схема замещения Рисунок 2- Расчетная схема
Определяем базисный ток Iб, кА по формуле
Iб= ; (34)
Iб= = 8,25 кА; Определяем активное и реактивное сопротивления линии r* л, x* л, по формулам
r* л= ; (35) x* л= ; (36) r* л= = 3,35 x* л= = 1,17 Определяем активное и реактивное эквивалентное сопротивление цепи к.з. r* экв, x* экв, по формулам
r* экв = r* л; (37) x* экв = x* c+ x* л; (38)
r* экв = 3,35 x* экв = 0,35 + 1,17 = 1,52 Определяем отношение сопротивлений
r* экв/ x* экв (39)
= = 2,86 Активное сопротивление линии учитывается. Тогда следует определить полное относительное сопротивление цепи к.з. Z*, о.ед. по формуле
Z*= ; (40)
Z*= = 3,67 При Z* > 3 определяем ток к.з. IКЗ, кА по формуле IКЗ = I∞ = I″= ;
IКЗ = I∞ = I″= Определяем мощность КЗ St, МВА, по формуле
SКЗ = St=0 = ; (41)
SКЗ = St=0 = Определяем ударный ток iу, кА, по формуле
iу = Ку × × I″; (42)
где Ку -ударный коэффициент iу = 1,3× ×2,24 = 4,2 кА; Определение приведенного времени. Производим расчет приведенного времени, необходимого для проверки аппаратов и токоведущих частей на термическую устойчивость токам к.з. Определяем коэффициент β″, о.ед по формуле
β″= ; (43)
β″= = 1 Определяем время отключения ступеней tоткл, с
tоткл1 = tз + tв; (44) tоткл2 = tоткл1 + Δt; (45) tоткл3 = tоткл2 + Δt; (46) tоткл1 = 0,3 + 0,1 = 0,4 с; tоткл2 = 0,4 + 0,5 = 0,9 с; tоткл3 = 0,9 + 0,5 = 1,4 с; Определяем периодическую составляющую приведенного времени tпп для каждой ступени согласно [6, с. 244, рисунок6.12]
tпп1 = f (tоткл1; β″); (47) tпп2 = f (tоткл2; β″); tпп3 = f (tоткл3; β″);
tпп1 = 0,42 с; tпп2 = 0,75 с; tпп3 = 1,2 с; Определяем апериодическую составляющую приведенной времени tпа,с по формуле
tпа = 0,05 · ( β″)2; (48)
tпа = 0,05 · (1)2 = 0,05 с; Определяем приведенное время tпр, с для трех ступеней селективности, по формулам
tпр1 = tпп1 + tпа; (49) tпр2 = tпп2 + tпа; (50) tпр3 = tпп3; (51)
tпр1 = 0,42 + 0,05 = 0,47 с; tпр2 = 0,75 + 0,05 = 0,8 с; tпр3 = 1,2 с; Селективность срабатывания выключателей и релейной защиты представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 - Селективность срабатывания защиты. Расчет токов короткого замыкания низкой стороны подстанции.
Определяем расчетный ток Iр, А, по формуле
Iр= (52) Iр= = 1250 А Определяем активное и индуктивное сопротивление силового трансформатора сначала в относительных (r*тр, x*тр, о.ед.), затем в именованных единицах (rтр, xтр, мОм) r*тр= , (53) x*тр= , (54) rтр= r*тр× , (55) xтр= x*тр× , (56)
где ∆Ркз - потери к.з. в силовом трансформаторе, кВт; Uкз% - напряжение к.з. силового трансформатора, %. r*тр= =0,012 о.ед. x*тр= =0,054 о.ед. rтр= =3,064 мОм xтр= = 13,6 мОм Выбираем шину из условия нагрева по [5, стр.130,таблица 5-6], определяем активное и индуктивное удельное сопротивление шин по[5, стр.120,таблица 4-10], rш0 , xш0 ,мОм
Iдоп ≥ Iр (57)
1250 Шина марки АТ -80×8 мм2, Iдоп=1320 А; rш0=0,055 мОм/м; xш0=0,126 мОм/м. Определяем суммарное активное и реактивное сопротивление цепи к.з. rΣ, x Σ, мОм, по формуле rΣ= rтр+ rшо×Lш+ rк+ rд , (58) x Σ= xтр+ xшо× Lш , (59)
где Lш - длина шины, м; rк, rд - сопротивление контактов и электрической дуги, rк=15 мОм; rд=0,1мОм. rΣ = 3,064 + 0,055×10 + 0,1+15=18,9 мОм x Σ = 13,6 + 0,126 ×10= 15,05 мОм Определяем результирующее сопротивление цепи короткого замыкания ZΣ, мОм, по формуле
ZΣ= , (60)
ZΣ= = 24,2 мОм Определяем ток к.з. для удаленной точки Iкз, кА, по формуле
Iкз= , (61) где U2н -номинальное напряжение цепи короткого замыкания, В. Iкз= = 9,55 кА Определяем отношение xΣ/rΣ=0,53, по которому находим ударный коэффициент Ку ,по [6, стр.228,рисунок 6.2], Ку=1,1. Определяем ударный ток iу, кА, по формуле
iу= × Ку × Iкз , (62)
iу= × 1,1× 9,55 = 14,9 кА Определяем мощность короткого замыкания Sкз, мВА, по формуле Sкз= ×U2н × Iкз , (63)
Sкз= × 0,4×14,9 = 10,3 мВА
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (287)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |