Расчет трехфазного КЗ в точке К2

Используя рис.6, получим схему, представленную на рис.10.

Преобразуем многолучевую звезду в многоугольник и определим значения сопротивлений:

Таким образом, получим радиальную схему (рис.11). Далее заполним таблицу расчета токов КЗ. Расчет приведен для следующих моментов времени:

t = 0,07 с (в соответствии с п.3.1);

t_min = 0,2 с (определяется по типовым кривым рис.7);

t_откл = 4 с (принято согласно правил [5]).

Результаты расчета приведены в табл.8.

 

Расчет двухфазного КЗ в точке К2

 

Этот расчет выполняют для точек КЗ, расположенных на генераторном напряжении электростанций.

Цель расчета (согласно правил [5]) – определение теплового импульса при двухфазном КЗ, т.к. он может оказаться большим, чем при трехфазном КЗ.

Исходной для расчета двухфазного КЗ является таблица расчета трехфазного КЗ в точке К2 (табл.8).

Порядок заполнения таблицы расчета двухфазного КЗ следующий:

1) в столбцах и записывают соответствующие значения и (значения и для каждой ветви) взятые из таблицы расчета трехфазного КЗ в этой точке, и – удвоенные значения и , взятые из той же таблицы;

 

 

Таблица 8

Точка К2, трехфазное КЗ, Uб = 20 кВ, Iб = 28,87 кА, t = 0,07 с, tоткл = 4 с
Ветвь	Sн, МВ×А	х*б	, кА	храсч	r*б	Та, с	ку	iу, кА	lt	iаt , кА		gt	Int , кА	gоткл	In.откл, КА
G1		0,413	69,9	0,243	0,0028	0,47	1,98	195,15	0,86	84,76	4,115	0,87	60,8	0,685	47,88
G2		1,44	20,04	0,847	0,0139	0,33	1,97	55,8	0,81	22,89	1,18	0,982	19,68	1,085	21,74
C1		1,42	20,33	2,84	0,163	0,028	1,7	48,87	0,08	2,29	0,35		20,33		20,33
G3		3,44	8,4	2,022	0,036	0,27	1,96	23,28	0,77	9,12	0,49		8,4		8,4
G4		3,44	8,4	2,022	0,036	0,27	1,96	23,28	0,77	9,12	0,49		8,4		8,4
G5		3,44	8,4	2,022	0,036	0,27	1,96	23,28	0,77	9,12	0,49		8,4		8,4
G6		3,44	8,4	2,022	0,036	0,27	1,96	23,28	0,77	9,12	0,49		8,4		8,4
C2		2,89	10,0	11,56	0,156	0,059	1,84	26,01	0,305	4,3	0,086		10,0		10,0
S			153,87					418,95		150,72			144,4		133,55

 

 

2) определяют:

- сверхпереходные токи прямой последовательности по ветвям ;

- токи прямой последовательности по ветвям в соответствующие моменты времени ;

- суммарные значения токов, заполнив строку ;

- периодические составляющие тока двухфазного КЗ в разные моменты времени ;

3) в столбцах и проставляют прочерки.

В соответствии с изложенным заполняют таблицу расчета двухфазного КЗ в точке К2 (табл.9).

 

3. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

 

Выбор электрических аппаратов необходимо производить в цепи всех присоединений. Выбор рассмотрим на примере аппаратов, установленных в цепи линии W1 (выключателя Q2, разъединителя SQ2, трансформатора тока TA1), а также измерительного трансформатора (ТН) ТV1, подключенного к сборным шинам 220 кВ (рис.3).

 

Выбор выключателя

Выбор выключателя производят

- по номинальному напряжению

кВ;

- по номинальному току

,

кА.

Здесь МВт – активная мощность в цепи линии W1 в предельно аварийном режиме (п.6, б, табл.3), а – коэффициент мощности нагрузки на шинах 220 кВ. Учитывая, что на проектируемой станции есть РУ 500 кВ, где должны применяться воздушные переключатели, выбираем в РУ 220 кВ также воздушные выключатели.

В качестве Q2 примем воздушный выключатель типа ВВД–220Б–40/2000 ХЛ1 [1, с.238] со следующими параметрами:

Номинальное напряжение UнQ, кВ
Наибольшее рабочее напряжение Umax, кВ
Номинальный ток IнQ, А

 

 

Таблица 9

Точка К2, двухфазное КЗ, Uб = 20 кВ, Iб = 28,87 кА, t = 0,07 с, tоткл = 4 с
Ветвь	Sн, МВ×А	х*б	, кА	храсч	r*б	Та, с	ку	iу, кА	lt	iаt , кА		gt	Int , кА	gоткл	In.откл, КА
G1		0,826	34,95	0,486	–	0,47	–	–	–	–	2,0575	0,95	33,2	1,034	36,14
G2		2,88	10,02	1,694	–	0,33	–	–	–	–	0,59	0,995	9,97	1,09	10,92
C1		2,84	10,165	5,68	–	0,028	–	–	–	–	0,175		10,165		10,165
G3		6,88	4,2	4,044	–	0,27	–	–	–	–	0,245		4,2		4,2
G4		6,88	4,2	4,044	–	0,27	–	–	–	–	0,245		4,2		4,2
G5		6,88	4,2	4,044	–	0,27	–	–	–	–	0,245		4,2		4,2
G6		6,88	4,2	4,044	–	0,27	–	–	–	–	0,245		4,2		4,2
C2		5,78	5,0	23,12	–	0,059	–	–	–	–	0,043		5,0		5,0
			76,935										75,135		79,025
S I			133,1										130,134		136,87

 

Номинальный ток отключения Iно, кА
Допустимая скорость восстанавливающегося напряжения СВНдоп, кВ/мкс
Наибольший пик предельного сквозного тока iпс, кА
Действующее значение сквозного тока Iпс, кА
Наибольший пик номинального тока включения iнв, кА
Действующее значение номинального тока включения Iнв, кА
Ток термической стойкости Iтс, кА
Время термической стойкости tтс, с
Время отключения tво, с	0,08
Собственное время отключения tсв, с	0,06

 

Проверка выключателя по режиму КЗ

Линия W1 является тупиковой, поэтому при КЗ на ней через Q2 будет протекать полный ток КЗ.

Проверка выключателя на отключающую способность. В качестве расчетного для этой проверки примем ток однофазного КЗ, т.к. он больше трехфазного. Для этого вида КЗ необходимо знать периодическую и апериодическую составляющие тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя t в цепи Q2:

с.

Согласно табл.7 кА.

Сравним эти токи с соответствующими параметрами выключателя:

т.е. выполняется условие проверки по полному току КЗ.

Проверка выключателя на термическую стойкость. В качестве расчетного для этой проверки принимают трехфазное КЗ (табл.6). Необходимо проверить выполнение условия . Допустимый тепловой импульс, определяемый по параметрам выключателя, кА² × с.

Тепловой импульс периодической составляющей тока КЗ

где – суммарные токи (табл.6),

с,

с – время действия резервных релейных защит.

Тепловой импульс апериодической составляющей тока КЗ

кА² × с,

где – эквивалентная апериодическая составляющая всех ветвей, питающих точку КЗ.

кА² × с,

т.е. условие проверки на термическую стойкость выполнено.

Проверка выключателя на динамическую стойкость. Расчет производится при трехфазном КЗ (табл.6)

т.е. условия проверки выполнены.

Проверка на включающую способность. В данном случае расчет производится по однофазному КЗ, т.к. ток при нем больше (табл.7)

Проверка выключателя по скорости восстанавливающегося напряжения (СВН).

где , если ,

, если ,

– число линий, подключенных к сборным шинам данного напряжения.

– при одном проводе в фазе, – при двух проводах в фазе, – при трех проводах в фазе.

 

Параметры выключателя и соответствующие расчетные величины сведем в табл.10.

Таблица 10

Параметры выключателя	Соотношение	Расчетные величины для выбора выключателя
Uн = 220 кВ	=	UнРУ = 220 кВ
Iн = 2000 А	>	Iраб.форс = 584 А
Iно = 40 кА	>
	>
	>
Iпс = 40 кА	>
iпс = 102 кА	>
Iнв = 40 кА	>
iнв = 102 кА	>
СВНдоп = 1 кВ/мкс	>	СВНрасч = 0,596 кВ/мкс