Расчет токов короткого замыкания в сети выше 1 кВ

Введение

В процессе эксплуатации сестем электроснабжения (СЭС) одной из основных причин нарушения нормального режима работы отдельных электроустановок и системы в целом являются возникающие короткие замыкания (к.з.) [1]. В данном случае в электроустановках будут протекать токи к.з., которые необходимо рассчитать. Это является важной задачей проектирования, так как на основании проведенных расчетов производится выбор основного электрооборудования электрических станций, сетей, выбирается и проверяется действие релейной защиты и автоматики.

Целью данного курсового проекта является овладение навыками расчета токов трехфазного кортокого замыкания, несимметричных коротких замыканий в электроустановках.

 

Расчет токов короткого замыкания в сети выше 1 кВ

Трехфазное короткое замыкание

На рисунке 1 представлена система электроснабжения, для которой необходимо произвести расчет токов к.з. в точках К1-К5, полагая, что выключатель B разомкнут, автоматические выключатели QF3 и QF8 отключены;

В точках К1,К2 необходимо рассчитать токи к.з. первым, вторым и четвертым методами.

 

Рисунок 1 - Система электроснабжения

 

Расчет короткого замыкания в точках К3,К4,К5 будет производиться в другом разделе, так как оно происходит в сети до 1 кВ.

Представлены необходимые данные для расчета токов к.з. в точках К1 –К5.

 

Таблица 1 – Параметры системы

Мощность системы	Напряжение системы	Сопротивление
		1,1

Таблица 2 – Параметры линии W

Длина , км	Сопротивление , Ом/км
	0,4

 

Таблица 3 – Трансформаторы Т1 и Т2

Номинальная мощность	Напряжение обмоток	Напряжение короткого замыкания	Соединение Обмоток
	35/6,3	12,5

 

Таблица 4 – Трансформаторы Т3 и Т4

Номинальная мощность	Напряжение обмоток	Напряжение короткого замыкания	Соединение Обмоток
2,5	6,3/0,4	6,5

 

Двигатель Д1,Д2: 75 кВт, 0,4 кВ, , , , .

Шинопровод Ш1,Ш2: мОм/м, мОм/м, l=45 м.

Кабельные линии КЛ1,КЛ2: мОм/м, х=0,057 мОм/м, l=20 м.

Трансформаторы тока ТА1,ТА2: r=0,75 мОм/м, х=1,2 мОм/м.

Выключатели QF1-QF2: r=0,1 мОм/м, х=0,05 мОм/м.

Выключатели QF4-QF11: r=1,1 мОм/м, х=0,5 мОм/м.

Расчет короткого замыкания в точках К3,К4,К5 будет производиться в другом разделе, так как оно происходит в сети до 1 кВ.

 

Расчет тока короткого замыкания в точке К1. Точное приведение в именованных единицах

На рисунке 2 представлена расчетная схема для определения тока к.з. в точке К1.

 

 

Рисунок 2 – Расчетная схема для определения тока к.з. в точке К1

 

Составляется схема замещения (рисунок 3) и определяются ее параметры. Для удобства все определенные параметры изображаются на данной схеме (с учетом приведения к основной ступени напряжения).

Рисунок 3 – Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К1

 

Сопротивление системы определяется по следующей формуле, Ом:

(1)

Сопротивление линии определяется по следующей формуле, Ом:

; (2)

За основную ступень напряжения принимается та, на которой произошло короткое замыкание. Все параметры схемы замещения для расчета к.з в точке К1 находятся на этой ступени, поэтому приводить ничего не нужно.

ЭДС системы равна, кВ:

(3)

Далее схема замещения постепенно сворачивается относительно точки к.з., в конечном итоге должны остаться одно сопротивление, источник питания, точка короткого замыкания.

Эквивалентное сопротивление линии будет равно, Ом:

Тогда схема замещения будет иметь следующий вид (рисунок 4).

Рисунок 4 – Первый этап преобразования схемы замещения для точки К1

Сопротивление системы и эквивалентное сопротивление линии соединены последовательно. Тогда общее сопротивление будет равно, Ом:

 

 

Схема замещения будет иметь следующий вид (рисунок 5).

 

Рисунок 5 - Второй этап преобразования схемы замещения для точки К1

Ток трехфазного короткого замыкания определяется следующим образом, кА:

 

(4)

 

Несимметричные короткие замыкания

При расчете несимметричных к.з используется метод симметричных составляющих, основанный на разложении несимметричной системы на три симметричные — прямую, обратную и нулевую (рисунок 13).

Рисунок 13 – Разложение несимметричной сестемы на симметричные составляющие

 

Расчет токов короткого замыкания в сети до 1 кВ

Несимметричные токи КЗ в точках К3,К4,К5

Заключение

 

В курсовой работе приведены расчёты токов короткого замыкания и расчет несимметричных режимов сети свыше 1 кВ. В точке К1 – все 4 метода, в К2- только 2 метода(все расчеты получились с небольшой погрешностью, значит расчет можно считать удовлетворительным), были построены диаграммы токов и напряжений, рассчитаны ударные токи во всех точках, определены токи к.з с учетом влияния комплексной нагрузки. Приведены расчёты токов короткого замыкания и расчет несимметричных режимов сети до 1 кВ. А также определилено влияние асинхронного двигателя на ток короткого замыкания в точке К5 и К4.

Приложение А (справочное)

Библиографический список:

1. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ: ГОСТ 28249-93. — Киров, разработан Госстандартом России, 1993. – 57с. (текст)

 

2. Кушкова Е.И. Расчет токов короткого замыкания в схеме электроснабжения промышленного предприятия: Учебно-методическое пособие. - Киров: ПРИП ВятГУ, 2014. – 63 с. (текст).

 

3. Васюра Ю.Ф. Расчеты параметров режимов трехфазного короткого замыкания: Учебное пособие. – Киров, изд. Кировский облкомстат, 2004. – 145с. (текст)

 

4. Васюра Ю.Ф. Расчет режимов несимметричных коротких замыканий: Учебное пособие. – Киров, изд. ВятГУ, 2005. – 116с. (текст)

 

Введение

В процессе эксплуатации сестем электроснабжения (СЭС) одной из основных причин нарушения нормального режима работы отдельных электроустановок и системы в целом являются возникающие короткие замыкания (к.з.) [1]. В данном случае в электроустановках будут протекать токи к.з., которые необходимо рассчитать. Это является важной задачей проектирования, так как на основании проведенных расчетов производится выбор основного электрооборудования электрических станций, сетей, выбирается и проверяется действие релейной защиты и автоматики.

Целью данного курсового проекта является овладение навыками расчета токов трехфазного кортокого замыкания, несимметричных коротких замыканий в электроустановках.

 

Расчет токов короткого замыкания в сети выше 1 кВ