Поиск: Рекомендуем: Почему я выбрал профессую экономиста Почему одни успешнее, чем другие Периферийные устройства ЭВМ Нейроглия (или проще глия, глиальные клетки) Категории: Астрономия Биология География Другие языки Интернет Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Механика Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Транспорт Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика Электроника

Главная О нас Популярное ТОП Новые страницы Случайная страница Контакты FAQ ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ Расчет токов короткого замыкания распределительных сетей ⇐ Предыдущая19202122232425262728Следующая ⇒   Для расчетов токов КЗ составим схему замещения (рисунок 11.5). Полная мощность S С систем ы MB ×А: S С = Ö3 × Х С*× I КЗ Ш × Ub , где Х С* = 0,5 -относительное сопротивление системы; I КЗ Ш = 12 = I ¥ = I СП- ток короткого замыкания заданный (допустимый) для шин распределительной подстанции кА; U b = 1 0, 5 — базисное напряжение с и стемы кВ; S С = Ö3 × Х С*× I КЗ I Ш × Ub =Ö3 × 0,5 × 12 × 10,5 = 109. MBA Номинальный ток системы напряжением 10,5 кВ: I НОМ = S С / (Ö3 × U b); Подставляем значен и я: I НОМ = S С / (Ö3 × U b) = 109/ (1,732 ×10,5) = 6. кА   А SС В Х С Х С . РУ 10 кВ ААШв (3´150) Х К Л L = 0,14 КЗ 1 КЗ 1 T Х Т R Т   W1 X W1 R W1 Э25 FQ 1 X QF1 R FQ1     КЗ 2 КЗ 2     Рисyнок 11.5 - Расчетная схема (A) и схема замещения (B) к расчету токов короткого замыкания

Приводим все сопротивления к базисной мощности:

Сопротивление кабельной линии РП — ТП1. Активное сопротив­ление 1 км кабельной линии r ₀ [Ом / км] определяем по формуле:

r ₀ = 1000 / (s × s);

где s — удельная проводимость проводов, принимаемая для алюминиевых проводов равной 32 м/(Ом • мм²);

s — сечение проводов одной фазы (150 мм²);

Выполняем вычисления:

r ₀ = 1000 / s × s = 1000 / (32 × 150) = 02. [Ом / км]

Активное сопротивление r _{К Л} кабельной линии [Ом]:

r _{К Л} = r ₀ × L × S _b / (U _НОМ ) ²;

Производим вычисление активного сопротивления r _{К Л} кабельной линии:

r _{К Л} = r ₀ × L × S _b / (U _НОМ ) ² = 0,2 • 0,14 • 109 / 10² = 0,03. Ом

Реактивное сопротивление х _{К Л} кабельной линии [Ом]:

х _{К Л} = х ₀ × L × S _b / (U _НОМ ) ²;

где х ₀ = 0,074 — активное сопротивление 1 км кабельной линии, [Ом/км].

х _{К Л} = х ₀ × L × S _b / (U _НОМ ) ² = 0,074 • 0,14 • 109 / 10² =0,01 Ом;

Реактивное сопротивление трансформатора Х _Т^* в относительных единицах. При номинальной мощности трансформаторов S _НОМ ³ 630 кВА:

Х _Т^* = U _KЗ * × S _b / S _{Т НОМ} ;

где U _KЗ * = U _KЗ % /100 % = (5,5 / 100) = 0,055 - напряжение короткого замыкания трансформатора в относительных единицах;

находим реактивное сопротивление трансформатора:

Х _Т^* = U _KЗ * × S _b / S _{Т НОМ} = 0,055 × 109 / 630 = 0,01.

Величину переходного сопротивления контактов автомата R _W1 и шина – кабель R _ПК не учи­тываем, так как они относительно малы.

1. Определяем ток короткого замыкания в точке КЗ 1.

Реактивное сопротивление системы и линии Х _S:

Х _S = Х _С + Х _{К Л} = 0,5 + 0,01 = 0,51. Ом

Активное сопротивление при расчете не учитывается, так как вы­полняется соотношение: r _{К Л} = r _S << (х _{К Л} / 3); 0,03 << 0,51 / 3.

Находим ток трехфа з ного короткого замыкания в точке КЗ 1:

I _{КЗ 1} = U _b / Ö3 × Х _S = [10,5 / (1,73 × 0,51)] = П.8. кА

Определяем ударный то к короткого зам ыкания в точке линии К З 1:

I _{У 1} = I _{КЗ 1} Ö[1 + 2(k _У -1) ² ]; (I _{УД 1} = I _{КЗ 1} k _У Ö2);

где k _У - ударный коэффициент, принимаемый равным 1,8 для цепей, рассчи­тываемых без учета активных сопрот ивлений: це пи

I _{У 1} = I _{КЗ 1} Ö[1 + 2 (k _У -1) ² ] = 11,8Ö1 + 2(1,8 -1) ² = 17,8; кА

I _{УД 1} = I _{КЗ 1} k _У Ö2 = 11,8 × 1,8 × 1,4 = 29,7. кА

2. Ток короткого замыкания в точке КЗ 2. Суммарное сопро­тивление цепи:

Х_{S 2} = Х_{S 1} + Х _Т = 0,51 + 0,006 = 0,516. Ом

Активное сопротивление из – за его малости при расчете не учитывается. Ток короткого замыкания в т очке КЗ 2:

I _{КЗ 1} = U _b /Ö3 × Х _S = [10,5 / (1,73 × 0,516)] = П.7. кА

Ударный то к короткого за мыкания за трансфор матором::

I _{У 1} = I _{КЗ 1} Ö[1 + 2 (k _У -1) ² ] = 11,7 Ö1 + 2(1,8 -1) ² = 17,5. кА

Выбор электрооборудования

Выбран­ные сечения кабельных линий должны защищаться плавкими предохранителями или автоматическими воздушными выключателями (автоматами). Электрооборудование должно: соответствовать условиям окружающей среды; иметь номинальные параметры, удовлетворяющие условиям работы в нормальном режиме и при коротких замыканиях; отвечать технико-экономическим требованиям.

Выключатели. Проверяем высоковольтные выключатели ВМП-10-630-20К. Расчетные параметры, номинальные данные выключателей, условия выбора и проверки выключателей даны в таблице 11.8.

Расчетный ток тер мичес кой стойкости определяем по формуле:

I _Рt = I _¥ Ö t _П / t _Нt ;

где t _Нt — время, к которому отнесен номинальный ток термической стойкости I _Нt выкл.чателей, принимаемое равным 10 [ с ];

t _П = (t _{П П} + t _{П А}) - приведенное время короткого замыкания, [ с ], соответствующее полному току короткого замыкания;

t _{П П} , t _{П А} - приведенное время для периодической и апериодической слагаю­щих тока короткого замыкания соответственно.

Таблица 11.8 – Параметры высоковольтных выключателей ВМП-10-630-20К

Учитывая время срабатывания защиты, принимаем действительное время t _Д отключения короткого замыкания, равным 1,5 с и по расчетным кривым при t _Д = 1,5 с и b _СП = I _СП / I _¥ = 1 находим t _{П П} = 1,2.

где I _СП и I _¥ - сверхпереходный и установившийся токи КЗ.

Величину t _{П А} определяем по формуле;

t _{П А} = (b _СП)² × 0,05 = 0,05. [ с ]

Следовательно, находим t _П:

t _П = (t _{П П} + t _{П А})= 1,2 + 0,05 = 1,25. [ с ]

Находим расчетный ток те рмиче ской сто йкости:

I _Рt = I _¥ Ö t _П / t _Нt = 12Ö 1,25/ 10 = 4,2. [ кА ]

Выключатель удовлетворяет требованиям сетевой нагрузки. К выключателю нагрузки выбираем привод ПЭ-11.

Аналогично проверяем остальные выключатели.

Трансформаторы тока. Выбор трансформаторов тока (ТТ) состоит в выборе типа, в соответствии с расчетной нагрузкой, проверки на термическую и динамическую стойкость. Тип ТТ опреде­ляется номинальным напряжением установки U _{bНОМ УСТ}, расчетным ра­бочим током присоединения I _{МАХ Р} ,требованиями в отношении точ­ности измерения и родом установки. Принимаем к установке шинные проходные ТТ с литой синтетической изоляцией типа ТПШЛ-10 с ис­полнением сердечника в классе 0,5Д (0,5 — для подключения измери­тельных приборов; Д — для релейной защиты) для внутренней установ­ки. Трансформаторы тока предназначены для присоединения реле тока, амперметра, ваттметра, счетчиков активной и реактивной энергии. Схема подключения токовых обмоток измерительных приборов к ТТ, соединенных по схеме неполной звезды, приведена на рисунке 11.6.

Расчетное полное сопротивление нагрузки Z ₂ обмотки трансформатора тока:

Z ₂ = S Z _ПР + R _СПР + Z _К ;

где S Z _ПР - сумма сопротивлений последовательно включенных обмоток измерительных при­боров;

R _СПР - сопротивление соединительных проводов;

Z _K @ 0,1 [ Ом ] - суммарное со­противление контактов.

. А В С А Р Рh РQ ТА1А   ТА1С     ТА2С К релейной защите   ТА2А Рисунок 11.6 - Фрагмент схемы подключения токовых обмоток измерительных приборов к трансформаторам тока

Пренебрегая сопротивлением обмотки счетчика реактивной элек­троэнергии, включенной в обратный провод, получаем распределение нагрузки между ТТ, приведенное в таблице 11.9.

Таблица 11.9 - Распределение нагрузки между трансформаторами тока

Согласно таблице наи­большую нагрузку несет трансформатор тока фазы А ТА1А.

Номинальное значение сопротивления нагрузки вторичной обмотки ТТ типа ТПШЛ-10, класса точности 0,5 равна 0,8 Ом. Исходя из допустимой величи­ны полного сопротивления нагрузки Z _2НОМ вторичной обмотки ТТ определяем необходимое расчетное сечение соединительных проводов:

S _ПР = L _{Р АСЧ} × r / R _СПР = 1,73 × 3 × 0,0175 / 0,543 = 0,167, мм²

где L _РАСЧ = LÖ 3 при схеме соединения ТТ в неполную звезду;

L — расстояние от ТТ до места установки приборов, принимаемое равным 3 м при установке их в ячейке выключателя;

р = 0,0175 [ Ом × мм²/м ] — удельное сопро­тивление медного провода.

Тогда расчетное полное сопротивление нагрузки Z ₂ вторичной обмотки трансформатора тока:

Z ₂ = SZ_ПР + R _{С ПР} + Z _К = 0,8 + 0,157 + 0,1 = 0,543. Ом

Выбираем S _ПР = 2,5 мм², минимально допустимое по условиям ме­ханической прочности. Сопротивление соединительных проводов:

R _{СПР РАСЧ} = L _{Р АСЧ} × r / S _ПР = 1,73 × 3 × 0,0175 / 2,5 = 0,036 Ом.

Расчетная полное сопротивление нагрузки вторичной обмотки ТТ:

Z _2Р = S Z _ПР + R _{Р С ПР} + Z _К = 0,157 + 0,036 + 0,1 = 0,293 Ом.

Условия выбора, расчетные данные и номинальные параметры ТТ приведены в таблице 11.10.

Таблица 11.10 – Параметры трансформаторов тока ТПШЛ-10(Т) – 2000 / 5

Трансформаторы тока удовлетворяют требованиям сетевой нагрузки.

Трансформаторы напряжения. Трансформаторы напряжения (ТН) выбираются по: номинальному напряжению и классу точности при дан­ной вторичной нагрузке. Суммарная мощность, потребляемая измерительными приборами, присоединенными к ТН, приведена в таблице 11.12.

Таблица 11.12 - Суммарная мощность, потребляемая измерительными приборами, присоединенными к ТН

Устанавливаем трехфазный пятистержневой трансформа­тор напряжения типа НТМИ-10, класса точности 0,5, обеспечивающий необходимую мощность, потребляемую измерительными приборами.

Трансформатор напряжения присоединяем к шинам РП через плав­кие предохранители типа ПКТ-10.

Условия выбора, расчетные данные и номинальные параметры ТН приведены в таблице 11.13.

Таблица 11.13 – Параметры трансформатора напряжения НТМИ-10-66 У3

Трансформатор напряжения удовлетворяет требованиям сетевой нагрузки.

Шины распределительной подстанции. Выбор и проверку шин РП выполняем по максимально­му рабочему току I _{МАХ Р} , термической стойкости S _ТСТ , допустимому напряжению в шине [ s _Д ] на изгиб с учетом возможности появления механического резонанса.

Длительно допустимый ток I _ДОП для шин определяем из выражения:

I _ДОП = k ₁ × k ₂ × k ₃ × I _{ДОП ­};

где I _{ДОП ­} - длительно допустимый ток для одной полосы при температуре шины 70 'С, температуре воздуха 25 °С и расположении шин вертикально;

k ₁ = 0,95 - по­правочный коэффициент для горизонтальных шин;

k ₂ = 1- коэффициент для многополосных шин;

k ₃ = 1 -поправочный коэффициент при температуре воздуха, отличаю­щейся от 25 °С.

Выбираем окрашенные однополосные шины (алюминиевые, пря­моугольного сечения) сечением S _Ш = 50 ´ 5 = 250 [ мм² ], расположенные горизонтально, с длительно допустимым током I _{ДОП ­} = 665 [ А ],

Находим длительно допустимый ток I _ДОП шин РП:

I _ДОП = k ₁ × k ₂ × k ₃ × I _{ДОП ­} = 0,95 × 1 × 1 × 665 = 632. [ А ]

Минимальное допустимое сечение шин по термической стойкости к токам короткого замыкания определяем по фор м уле:

S _{Ш ТСТ МИН} = a × Ö t _П × I _¥,

где a(Аl) = 11- термический коэффициент устойчивости шин из алюминия;

Находим допустимое сечение шин п о термической сто йкости

S _{Ш ТСТ МИН} = a × Ö t _П × I _¥ = 11 × Ö1,25 × 12 = 148. [ мм² ]

Расчетное напряжение в шине на изгиб определяем по формуле:

s _РАСЧ = F × L ² / 10 W,

где F = 0,176 × I ²_УД / a = 0,176 × 29,7 ² / 25 = 6,23 сила взаимодействия между шинами разных фаз, [ Н ];

L = 90 - расстояние между опорными изоляторами, [ см ];

W = (b × h ² / 6) = 0,5×5² / 6 = 2,1 [см ³ ] - момент со­противления сечения;

b и h - ширина и высота шины, [ см ].

а - расстояние между осями фазных шин, принимаемое равным 250 мм; I _УД - ударный ток короткого замыкания.

Тогда, расчетное напряжение s _РАСЧ в шинах на изгиб:

s _РАСЧ = F × L ² / 10 W = 6,23 × 90²/(10 ×2,1) = 2403 [ Н/см² ] =

= 24 [ Н/мм² ] < [ s _Д ] = 70 [Н/мм²]

Для более полной оценки принятого сечения шин и их располо­жения учитываем дополнительную механическую нагрузку, появляю­щуюся в результате возникновения резонанса в ошиновке при опреде­ленных размерах ее выполнения. Появление механического резонанса может привести к значи­тельному превышению напряжения на шинах сверх допустимого, в результате чего при коротком замыкании может произойти разрушение шин и изо­ляторов. Расчетная частота собственных колебаний алюминиевых шин:

f _{C РАСЧ} = 5,02 × 10 ⁵ × b / L ² = 5,02 × 10 ⁵ × 0,5 / 90² = 31, [ Гц ]

где b = 0,5 - сторона поперечного сечения шины, параллельная направлению ко­лебаний, [ см ].

Частота собственных колебаний f _{C РАСЧ} = 31 [ Гц ] < f _CЕТИ = 50 [ Гц ] отличается от критических частот: 50 [ Гц ] (частоты сети) и 150 [ Гц ] (третьей гармоники) и, следовательно, собственные колебания не влияют на механические напряжения в шинах.

Шинные изоляторы. Устанавливаем шины на изоляторах ОФ–10–375.

Наибольшая расчетная нагрузка на опорный изолятор составляет:

F _РАСЧ = 0,176 × I ²_УД × L / a = 0,176 × 29,7 ² × 90/ 25 = 559. [ Н ]

Допустимая нагрузка F _ДОП на головку изолятора составляет 60% разрушающего изолятор усилия F _РАЗР = 3750 [ Н ]:

F _ДОП = 0,6 F _РАЗР = 0,6 ×3750 = 2250 [ Н ] > F = 6,23 [ Н ];

_РАСЧ = 0,176 × I ²_УД × L / a = 0,176 × 29,7 ² × 90/ 25 = 559. [ Н ]

Допустимая нагрузка F _ДОП на головку изолятора значительно превышает силу взаимодействия между шинами разных фаз F, воздействующую на изоляторы.

Дата добавления: 2016-11-20; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1233 | Нарушение авторских прав

Лучшие изречения:

Начинать всегда стоит с того, что сеет сомнения. © Борис Стругацкий
==> читать все изречения...

1593 - | 1387 -