РГР №2. Расчет токов короткого замыкания и выбор оборудования

2.2.1 Общие положения. Определение расчетных зон.

В расчетно-графической работе (РГР) для выбора и проверки электрооборудования достаточно определение тока трехфазного короткого замыкания, расчет которого выполняется в следующем порядке:

а) по главной схеме электрических соединений составляется расчетная схема и далее электрическая схема замещения;

б) путем преобразований схема замещения приводится к наиболее простому виду так, чтобы источник питания или группа источников, характеризующиеся определенным значением результирующей э.д.с, были связаны с точкой к. з. одним результирующим сопротивлением;

в) по величине результирующей э. д. с. и результирующему сопротивлению определяется величина начального значения периодической составляющей тока короткого замыкания – I, затем апериодическая составляющая тока к. з., ударный ток и периодическая составляющая тока в отдельных ветвях; при необходимости определяются составляющие тока к. з. для заданного момента времени - t.

Для сокращения объема вычислительной работы используют возможность группировки нескольких цепей электроустановок, которые в режиме к. з. находятся примерно в одинаковых условиях. Это обстоятельство позволяет разбить всю схему электроустановки на зоны, в которых устанавливаются общие расчетные условия [4,7].

2.2.2 Сопротивления элементов схемы и приведение их к базисным условиям.

Для упрощения преобразований при расчете токов к.з. все величины приводятся к базисным условиям. В качестве базисных величин принимают базисные мощности и базисные напряжения, по которым определяются базисный ток и базисное сопротивление.

Базисную мощность можно задавать любой величины, лучше кратную десяти =100 МВА или 1000 МВА. За базисное напряжение принимается среднее эксплуатационное напряжение той ступени, на которой предполагается короткое замыкание (0,4; 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 20; 37; 115; 154; 230; 340; 515 кВ).

Поскольку базисный ток определяется согласно выражению

, (2.2.1)

то путем несложных преобразований можно получить выражения для сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи в относительных единицах при базисных условиях [4.7].

Для воздушных и кабельных линий предварительно определяются сопротивления в именованных единицах, так как они задаются геометрическими размерами и номинальным напряжением. Сопротивления линий можно найти в соответствующих справочниках [1].

Можно воспользоваться следующими средними значениями индуктивного сопротивления 1 км линий (x0):

- для воздушных линий напряжением 6 - 330 к - 0,4 Ом/км;

- для воздушных линий напряжением 500 - 750 к - 0,3 Oм/км;

- для кабельных линий напряжением до 6 кВ - 0,08 Oм/км;

-для кабельных линий напряжением до 10 кВ- 0,1 Ом/км;

-для кабельных линий напряжением до 35 кВ - 0,12 Oм/км.

При расчете токов к. з. на электрических станциях, работающих параллельно с электрической системой, необходимо располагать данными, характеризующими систему. Если известна схема системы и параметры ее элементов — генераторов, трансформаторов, ЛЭП и др., расчет токов к. з. от системы производится так же, как и от станции. Однако для упрощения пользуются одним из следующих способов:

а) при известной суммарной мощности системы суммарное сопротивление всех элементов ее схемы до некоторой точки сети, к которой присоединяют проектируемую установку, задается, и расчет ведется обычным способом;

б) может быть задана номинальная мощность системы и сверхпереходная мощность к. з. от системы при к.з. в определенной точке сети. В этом случае относительное сопротивление до заданной точки определяется как

(2.2.2)

(2.2.3)

в) при очень большой мощности системы расчет ведется как от системы неограниченной мощности, при этом сопротивление системы определяется как

. (2.2.4)

Примечание - - номинальный ток отключения выключателя, кА; -относительное сопротивление трансформатора, определяемое через .

Т а б л и ц а 2.2.1 - Расчетные выражения для определения приведенных значений сопротивлений

Элемент электроустановки	Исходный параметр	Именованные единицы, Ом	Относительные единицы
Генератор
Система		;	;
Трансформатор		;	;
Реактор
Линия электро-передач

Для расчета ударного тока и апериодической составляющей необходимые коэффициенты приведены в таблицах 2.2.2. и 2.2.3.

Результаты расчета токов к.з. представить в табличном виде.

Т а б л и ц а 2.2.2 – Средние значения и

Место короткого замыкания	, с
Выводы турбогенераторов (цепь генератора) 2,5 — 12 МВт 30 — 100 МВт 150—500 МВт Выводы явнополюсных генераторов и двигателей с демпферными обмотками (цепь машины). Секции собственных нужд за трансформатором 40 MBА и ниже (3 и 6 кВ). Шины станции 6 — 10 кВ с генераторами 30 — 60 МВт. Шины повышенного напряжения станций с трансформаторами 32 МВА и выше. Шины повышенного напряжения станций с трансформаторами 100 МВА и выше. За линейным реактором генераторного напряжения. Сборные шины низшего напряжения понижающих подстанций с трансформаторами 100 МВА и выше. То же с трансформаторами 25 МВА и выше. То же с трансформаторами 20 МВА и ниже.	0,04 - 0,17 0,21- 0,54 0,3 - 0,55 0,05 - 0,45 0,045 - 0,07 0,185 0,115 0,14 0,125 0,095 0,065 0,045 и ниже	1,75 - 1.94 1,95 - 1,985 1,96 - 1,985 1,82 - 1,98 1,8 - 1,85 1,95 1,92 1,935 1,93 1,9 1,8 и ниже 1,8 и ниже

Т а б л и ц а 2.2.3 – Расчет значений

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: