Расчет тепловых импульсов токов к.з
Для расчета тепловых импульсов токов к.з. составляется схема селективности работы релейной защиты подстанции, на которой указывается время отключения тока к.з. в каждой характерной точке подстанции. Тепловой импульс тока к.з., кА2 · С,
Вк = Iк 2 (t откл + Та),
где t откл – время отключения тока к.з., с,
t откл = t ср + t рз + t св,
где t св – собственное время отключения выключателя с приводом по каталогу, с; t ср - собственное время срабатывания защиты, 0,1 с; t рз - время выдержки срабатывания защиты, с, определяемое по схеме селективности работы релейной защиты; Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з., с, принимается Та = 0,02-0,03с для сборных шин 110 кВ; для сборных шин низшего напряжения понижающих подстанций с трансформаторами мощностью 32-80 МВА Та = 0,05-0,1 с и 25 МВА и ниже Та = 0,045 с.
Расчет минимально допустимых сечений токоведущих частей, мм2, 10 3 q min = -------------- C где С – коэффициент, учитывающий теплопроводность материала, принимаемый для алюминиевых шин и проводов 88; для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами 85.
Пример 1. Определить токи к.з., тепловые импульсы и минимально допустимые сечения токоведущих частей для характерных точек РУ 110; 27,5; 10кВ тяговой подстанции переменного тока. Точки к.з. и необходимые технические данные элементов цепи к.з. приведены на расчетной схеме рис.2.
Рисунок 2 - Расчетная схема
Расчет.
1. Составляем схему замещения. На основании заданной расчетной схемы (рис.2) составляем схему замещения (рис.3). Так как напряжение ЛЭП выше 1000 В, сопротивления элементов схемы носят индуктивный характер и заменяются индуктивностями. Рисунок 3 - Схема замещения
2. Принимаем Sб= 100 МВА и рассчитываем все сопротивления схемы замещения при этой базисной мощности. 3. Расчет относительных сопротивлений элементов схемы замещения. 3.1. Относительные сопротивления энергосистемы:
Х* бс = Sб/Sк
где Sб - мощность к.з. системы, МВА, по заданию.
Х* б1 = 100/500 =0,2; Х* б6 = 100/1000 =0,1.
3.2. Относительные сопротивления ЛЭП:
Sб Х* бл = х0 l ---------- Uср 2 где х0- индуктивное сопротивление 1 км линии, Ом/км, принимаем х0= 0,4 Ом/км; l – длина линии, км, по заданию; Uср – среднее напряжение, кВ, Uср = 115 кВ.
Х* б2(2) = 0,4 ∙ 20 ∙ 100/115 2 = 0,06; Х* б3 = 0,4 ∙ 60 ∙ 100/115 2 = 0,18; Х* б4 = 0,4 ∙ 20 ∙ 100/115 2 = 0,06; Х* б5 = 0,4 ∙ 40 ∙ 100/115 2 = 0,12; Х* б7(7) = 0,4 ∙ 30 ∙ 100/115 2 = 0,09.
3.3. Напряжение к.з. каждой обмотки трансформатора, %, UК В = 0,5 (UК В-С + UК В-Н - UК С-Н ); UК С = 0,5 (UК В-С + UК С-Н - UКВ -Н ); UК Н = 0,5 (UК В-Н + UК С-Н - UКВ -С ),
где UК В-С, UК В-Н , UК С-Н - напряжение к.з. для каждой пары обмоток трансформатора, %. UК В = 0,5 (10,5 + 17 - 6 ) = 10,75%; UК С = 0,5 (10,5 + 6 – 17) = - 0,25 %; UК Н = 0,5 (17 + 6 – 10,5) = 6,25 %.
3.4. Относительные сопротивления каждой обмотки трансформатора:
Х* б тр = Uк/100 ∙ Sб/S н.тр,
где S н.тр – номинальная мощность трансформатора, МВА.
Х* б 8 = 10,75/100 ∙ 100/25 = 0,43; Х* б 9 = -0,25/100 ∙ 100/25 = -0,01; Х* б 10 = 6,25/100 ∙ 100/25 = 0,25. 4. Расчет относительных сопротивлений точек к.з. 4.1. Суммарное относительное сопротивление точки К1 рассчитываем по схеме замещения рис.3.
Х* б 11 = Х* б 1 + Х* б2(2) /2 = 0,2 + 0,06/2 = 0,23; Х* б 12 = Х* б 6 + Х* б7(7) /2 = 0,1 + 0,09/2 = 0,145.
Получаем схему замещения рис. 4.
Рисунок 4 - Схема замещения
Преобразуем треугольник сопротивлений Х* б3, Х* б 4 и Х* б 5 в эквивалентную звезду: Х* б 3 ∙ Х* б 4 0,18 ∙ 0,06 Х* б 13 = ------------------------- = ------------------------- = 0,03; Х* б3 + Х* б 4 + Х* б 5 0,18 + 0,06 + 0,12
Х* б 3 ∙ Х* б 5 0,18 ∙ 0,12 Х* б 14 = ------------------------- = ------------------------- = 0,06; Х* б3 + Х* б 4 + Х* б 5 0,18 + 0,06 + 0,12
Х* б 4 ∙ Х* б 5 0,06 ∙ 0,12 Х* б 15 = ------------------------- = ------------------------- = 0,02. Х* б3 + Х* б 4 + Х* б 5 0,18 + 0,06 + 0,12
Получаем схему замещения рис.5.
Рисунок 5 - Схема замещения
Х* б 16 = Х* б 11 + Х* б 13 = 0,23 + 0,03 = 0,26; Х* б 17 = Х* б 12 + Х* б 14 = 0,145 + 0,06 = 0,205; Х* б 16 ∙ Х* б 17 0,26 ∙ 0,205 Х* б 18 = ---------------------- = ------------------- = 0,115; Х* б16 + Х* б 17 0,26 + 0,205
Х* б 19 = Х* б К1 = Х* б 18 + Х* б 15 = 0,115 + 0,02 = 0,135.
Получаем схему замещения рис. 6. Рисунок 6 - Схема замещения
4.2. Суммарное относительное сопротивление точки К2 рассчитываем по схеме замещения рис. 7. Рисунок 7 - Схема замещения
Х* б к2 = Х* б 19 + Х* б 8 + Х* б 9 = 0,135 + 0,43 – 0,01 = 0,555.
4.3. Суммарное относительное сопротивление точки К3 рассчитываем по схеме замещения рис. 8. Рисунок 8 - Схема замещения
Х* б к3 = Х* б 19 + Х* б 8 + Х* б 10 = 0,135 + 0,43 + 0,25 = 0,815.
Результаты расчета суммарных относительных сопротивлений точек к.з. сводим в таблицу 4.
Таблица 4 - Результаты расчета суммарных сопротивлений
5. Расчет токов и мощности к.з. сводим в таблицу 5.
Таблица 5 - Расчет токов и мощностей к.з.
В таблице 5 приняты следующие обозначения: Iб - базисный ток, кА; Iк - периодическая составляющая тока к.з., кА; iу - ударный ток к.з., кА; Sк - мощность к.з., МВА.
6. Расчет тепловых импульсов токов к.з.
Для расчета тепловых импульсов токов к.з. составляем схему селективности работы релейной защиты подстанции рис.9.
Рисунок 9 - Схема селективности работы релейной защиты
Тепловой импульс тока к.з., кА2 ∙ с,
Вк = Iк 2 (Та + t откл),
где Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з., с; t откл – время отключения тока к.з.,с,
t откл = t ср + t рз + t св ,
где t св – собственное время отключения выключателя с приводом по каталогу, с; t ср - собственное время срабатывания защиты, 0,1с; t рз - время выдержки срабатывания защиты, с, определяемое по схеме селективности работы релейной защиты (рис.15). Результаты расчета тепловых импульсов токов к.з. сводим в таблицу 6.
7. Расчет минимально допустимых сечений токоведущих частей, мм2, 10 3 √Вк q min = -------------- C где С – коэффициент, учитывающий теплопроводность материала, С=88.
Результаты расчета минимально допустимых сечений токоведущих частей сводим в таблицу 6.
Таблица 6 - Расчет тепловых импульсов и минимальных сечений
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... 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 ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (4719)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |