ТОП 10:

Приклад розрахунку струмів К.З



Приймаємо, що напруга на шинах 6 кВ залишається незмінною, опір від

джерела живлення до шин 6 кВ враховуємо. Розрахунок проводимо в іменованих одиницях.

Визначимо струми короткого замикання в точці К1. Приймаємо Uб1=6,3 кВ.

Складемо схему заміщення.

Визначаємо опір від джерела живлення до шин 6 кВ ТП при заданому струмі вимкнення масляного вимикача 10 кА за формулою:

U 2

х б1

3 І н вимк U сер1

(44)


де U б1 U сер1 6,3 кВ


- базова (середня) висока напруга, кВ;


І н вимк 10 кА - номінальний струм вимкнення автомата, кА


х 6,3

3 10 6,3


 

363 мОм


Визначаємо опір кабелю вводу за формулами:

х2 х0 l1


 

 

(45)


де l1 - довжина кабелю від ГПП до трансформаторної підстанції, км;

х0 0,08 - індуктивний опір однієї фази, Ом/км


х2 0,08 0,5 40 мОм


r2 r0


l1


(46)


 

C

6 кВ

 

 


ВММ-10А-400-10У2


 

 

ААБ S=120×3мм2 2 шт. l1=0,5 км


х0=0,08 Ом/км

К1 шини 6 кВ

 

ААБ S=35×3

Рн.дв=350 кВт l2=100м l3=100м

 

 

М1 М2

 

ТМ 1600/10

 

Uн=5,5%

 

 

К2

шини 0,4 кВ

 

 

М3

 

 

Рисунок 2 – Розрахункова схема для визначення струмів К.З.

 

де l1 - довжина кабелю від ГПП до трансформаторної підстанції, км;


r0 0,27


- активний опір, Ом/км


r2 0,27 0,5 135 мОм

Визначимо опір кабелю від шин 6 кВ до двигуна аспераційного пристрою за формулами:


х3 х0 l2


(47)


 

 


x 1


 

мОм


 

x 2 мОм

 


r2

K1


 

мОм

 

 

шини 6 кВ


 


x3 мОм


x

3 мОм


 

 


r

3 мОм


r3 мОм

27


 


x

4 мОм


x

4 мОм




Рисунок 3 – Схема заміщення №1

 

 


де l2


- довжина кабелю від довжина кабелю від трансформаторної підстан-


ції до двигуна, км;

х0 0,08 - індуктивний опір однієї фази, Ом/км

х3 0,08 0,1 8 мОм


r3 r0


l2


 

(48)


 


де l2


- довжина кабелю від довжина кабелю від трансформаторної підстанції до


двигуна, км;

r0 0,27 - активний опір, Ом/км

r3 0,27 0,1 27 мОм


x
/ x3

3 2

r
/ r3

3 2


8 4 мОм

2

27 13,5 мОм


Визначимо опір двигуна аспераційної установки за формулою:


 

х х//


U б1


 

(49)


4 d S


 

д ном


 

 

d
нів;


де х // 0,2 - індуктивний опір у відносних одиницях електричних двигу-


U б1 U сер1 6,3 кВ


- базова (середня) напруга, кВ;


Sд ном


 

- номінальна потужність двигуна, МВ.А


 

S д ном


Рпасп

i cos

(50)

350


S дном


 

0,9 0,9


0,43 МВ А


х 0,2 6,3

4 0,43


 

18400 мОм


Визначимо струм короткого замикання від системи за формулою:


 

І п 0с


U б1

3 х 2


 

 

r 2


 

(51)


 

 


де U б1 U сер1 6,3 кВ


- базова (середня) висока напруга, кВ;


х 1 - сумарний індуктивний опір від джерела живлення до шин 6 кВ та від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм;

r - сумарний активний опір від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм

х 1 х1 х2

(52)

де х1 - індуктивний опір від джерела живлення до шин, мОм;


х2

х 1


- індуктивний від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм

363 40 403 мОм


r r


 

(53)


де r2 - активний опір від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм

r 135 мОм


І п0с


 

3 4032 1352


8,6 кА


Визначимо струм короткого замикання від двигуна за формулою:


 

І п 0д


U б1

3 х 2


 

 

r 2


 

(54)


 

 


де U б1 U сер1 6,3 кВ


- базова (середня) висока напруга, кВ;


х 2 - сумарний індуктивний опір від шин трансформаторної підстанції до дви-

гуна та індивідуальний опір двигуна, мОм;

r - сумарний активний опір від шин трансформаторної підстанції до двигуна,


 

/
х 2 х3


 

х4


 

(55)


 

де х3 - індуктивний опір від шин трансформаторної підстанції до двигуна,


х4

х 2


 

- індуктивний опір двигуна, мОм

4 18400 18404 мОм

 

/


r r


(56)


 


 

 

мОм


де r3

 

r


- активний опір від шин трансформаторної підстанції до двигуна,

 

 

13,5 мОм


 

І п 0д


 

6300

3 184042 13,52


 

 

0,23 кА


Визначимо сумарний струм короткого замикання в точці k1 за формулою:


І п 0k


I п0с 2 І п0д


(57)


де I п0с


 

- струм короткого замикання від системи, кА;


І п0д - струм короткого замикання від двигуна М1, кА


І п 0k


8,6 0,23 8,83 кА

Визначимо ударний струм короткого замикання від системи в точці К1


за формулою:

іус


 

2 k у I п0с


 

 

(58)


 


де I п0с


- струм короткого замикання від системи, кА;


k у

 

іус


1,369 - коефіцієнт

 

2 1,369 8,6 16,8 кА


Визначимо ударний струм від двигуна за формулою:


іуд


2 k у I п0д


 

(59)


де І п0д - струм короткого замикання від двигуна М1, кА;


k у

 

іуд


2 - коефіцієнт

 

2 2 0,23 0,65 кА


Визначимо сумарний ударний струм в точці k1 за формулою:


іуk


і ус 2 і уд (60)


 

де іус - ударний струм короткого замикання від системи, кА;


 

 

іуk


іуд - ударний струм від двигуна, кА

16,8 2 0,65 18,1 кА


При визначенні струмів короткого замикання на шинах 0,4 кВ цехової

трансформаторної підстанції в точці k2 приймаємо U б2 U сер2 0,4 кВ .

 


/
x 1


 

 

мОм


0,938

 

r /

1 мОм

0,54

 

 


5,4


 

мОм


 

К rТ мОм

1,03

 

 

М3

 

Рисунок 4 – Схема заміщення №2


Опір від системи до шин 6 кВ ТП приводимо до напруги 0,4 кВ:

/ 2


х1 х1 kT


(61)


 

де х 1 - сумарний індуктивний опір від джерела живлення до шин 6 кВ та

від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм;

 

k 0,4 0,06 - коефіцієнт трансформації

T 6,3

х/ 403 0,06 2 0,938 мОм


r / r


 

T
k 2


 

 

(62)


 

 


 

 

мОм;


де r - сумарний активний опір від ГПП до трансформаторної підстанції,


k 0,4 0,06 - коефіцієнт трансформації

T 6,3

r / 135 0,062 0,54 мОм

В виду віддаленості синхронного двигуна М1 від точки k2, впливом його на величину струмів короткого замикання на шинах 0,4 кВ нехтуємо.

Визначаємо опір трансформатора 6/0,4 кВ за формулою:


Рк


U
сер 2

S
2

н


 

(63)


де Рк - потужність короткого замикання в трансформаторі, кВт;


U б2 U сер2 0,4 кВ


- базова (середня) низька напруга, кВ;

 

.


S н - номінальна потужність трансформатора кВ А


16,5 4002

1600 2


 

1,03 мОм


 

х
u

к


 

Р U 2

к б


 

 

(64)


Т 100


Sн S н


де Рк - потужність короткого замикання в трансформаторі, кВт;


U б2 U сер2 0,4 кВ


- базова (середня) низька напруга, кВ;


н
S - номінальна потужність трансформатора кВ.А;

- напруга короткого замикання в трансформаторі, кВ


 

5,5


 

16,5


 


хТ 5,4 мОм





Визначимо опір асинхронного двигуна М2 за формулою:


 

d
д
х х //


U б 2

S


 

(65)


д ном


де U б2 U сер2 0,4 кВ - базова (середня) низька напруга, кВ;


 

МВ.А;


 

S д ном


Pном

i cos


0,9 0,9


 

0,43 - номінальна потужність двигуна,


d
х // 0,2 - коефіцієнт


 

хд 0,2


0,42

0,43


 

74 мОм


Визначимо сумарні опір від системи до шин 0,4 кВ ТП з урахуванням опору шин, з’єднуючий трансформатор із збірними шинами 0,4 кВ й перехідного опору контактів, які прийнято рівним rдоб=2мОм за формулами:

/


r r

2 1


rT rдоб


(66)


 


де rT


- активний опір трансформатора, мОм;


rдоб 2 мОм - додатний опір, мОм

r 0,54 1,03 2 3,57 мОм

/


х2 х1 хT


(67)


 


де хT

х 2


- індуктивний опір трансформатора, мОм;

1,62 5,4 7,03 мОм


Опором кабелю, яким двигун М2 підключений до шин 0,4 кВ, нехтуємо ма-

лою довжиною кабеля:

Визначаємо струм короткого замикання від системи в точці k2 за формула-

ми:


 

І k 2 с


U б 2

3 х 2 r 2

2 2


 

(68)


 

де U б2 U сер2 0,4 кВ - базова (середня) низька напруга, кВ;

х 2 - сумарний індуктивний опір від системи до шин 0,4 кВ, мОм;

 

r - сумарний активний опір від системи до шин 0,4 кВ, мОм


 

І k с


3 3,57 2 7,022


 

29,3 кА


Визначимо струм короткого замикання від двигуна М2 за формулою:


І п0д 4,5 I ном д


(69)


 

де I ном д - номінальний струм двигуна, кА


 

I ном д


Рном д

3 U сер2 icos


 

(70)


де Рном д


 

- номінальна потужність двигуна, кВт;


cos


- коефіцієнт потужності;


i 0,76 ;

U б2 U сер2 0,4 кВ

ном д
I 350

3 0,4 0,9 0,9


 

 

- базова (середня) низька напруга, кВ

 

635,4 А


І п0д 4,5 635,4 2,8 кА

Визначимо ударний струм короткого замикання в точці k2 від системи за формулою:


іус 2


2 k у I k с


(71)


де k у


1,3 - коефіцієнт;


I k с - струм короткого замикання від системи в точці k2, кА


 

іус2


 

2 1,3 29,3 53,9 кА


 

лою:


Визначимо ударний струм короткого замикання від двигуна М2 за форму-


іуд2 6,5 I номд


(72)


де I ном д - номінальний струм двигуна, кА


і уд2 6,5 635,4 4,1 кА

Визначимо сумарні струми короткого замикання в точці k2 за формулами:


k
І І k c І п0д


(73)


 

де I k с - струм короткого замикання від системи в точці k2, кА;

І п0д - струм короткого замикання від двох двигунів, кА

k
І 29,3 2,8 32,1 кА


іуk


іус 2 іуд 2


(74)


де і ус2 - ударний струм короткого замикання в точці k2 від системи, кА;

іуд2 - ударний струм короткого замикання від двох двигунів, кА


іуk


53,9 4,1 58 кА


 

Перевірка виковольтного обладнання та струмоведу-

чих частин на дію струму к.з

Для перевірки апаратів і струмоведучих частин на термічну стійкість при к.з. необхідно визначити величину теплового імпульса

Вк, пропорційного кількості виділюваного при цьому тепла. Процеси,

що відбуваються при коротких замиканнях, дуже складні і для визна-

чення величини теплового імпульсу на підстанціях промислових під-

приємств користуються формулою

Вк I п.о. (tоткл. Т а ),

де Iп.о. – зверхперехідний струм к.з., кА;

tоткл. – дійсний час протікання струму к.з., що визначається кон-

кретно для заданої крапки схеми.

Наприклад, на стороні вищої напруги ГПП із віддільниками і корот-

козамикачами

tоткл. .т. t к. з. . л. .в. ,

де tз.т. – час дії захисту трансформатора (диференціального чи токового відсічення);

tк.з. – час включення короткозамикача (по технічним даним для обраного типу короткозамикача);

tз.л. – час дії захисту лінії з боку живильної підстанції; варто взя-

ти до уваги максимальний струмовий захист;


t о.у - час відключення вимикача на живильній підстанції (по техніч-

ним даним зазначеного типу вимикача);

Та - постійна часу загасання аперіодичної складової струму к.з.

Величина Та визначається по табл.7.1 [2] При обчисленні теп- лового імпульсу короткого замикання на шинах цехової підстанції час протікання струму к.з. складається з

tоткл = t з + t о.у

де t з - час дії максимального токового захисту t з = 0,5-1 c

t о.у - каталожний час відключення вимикача, прийнятого до

установки.

Величина Вк повинна визначатися з урахуванням призначення і місця апарата в схемі, тому що час протікання струму к.з. по елемен- тах схеми може бути по-різному. Наприклад, для віддільника і корот- козамикача воно різне, але для навчального проектування можна до- пустити визначення Вк по найбільшому tоткл і використовувати це значення для всіх елементів схеми.

Для установки на стороні вищої напруги ГПП варто вибрати основне

устаткування відповідно до схеми комутації: вимикач, роз'єднувач, віддільник, короткозамикач. Вибір апаратів варто представляти у таб- личній формі.

Перетин збірних шин розподільного устрою на 0,4 кВ вибирають

за умовою нагрівання тривалим робочим струмом, а вище 1000В по економічній щільності струму . Для РУ 6-10 кв варто приймати алю- мінієві шини прямокутного перетину. Табличне значення тривалого припустимого струму шин зменшується на 5% при положенні шин на опорних ізоляторах у горизонтальній площині, тому що погіршу- ються умови охолодження

I’ дл.доп = 0 95 • I дл.доп

Довгостроково припустимі величини струмів визначаються по

[2],с.511 чи [1],с.359.

Умова вибору по нагріву I’ дл.доп ≥ Iрасч

Шини перевіряються за умовами термічної і динамічної стійкості.

При перевірці шин і кабелів на термічну стійкість визначається міні- мально припустимий перетин по нагріванню струмом короткого за- микання

В

S к

мин

с


де Вк - розрахункова величина теплового імпульсу к.з, А2 • с;

С - термічний коефіцієнт (функція), А• с1/2 /мм2 ,

рівний для алюмінієвих шин - 95; для кабелів з

алюмінієвими жилами з паперовою ізоляцією 6 кв-98

і 10 кв-100; те ж, але з поліетиленовою ізоляцією -

62 і 65 відповідно.

Умова термічної стійкості Sмин ≤ S выбр

S выбр - перетин обраного чи кабелю шин.

При перевірці шин на динамічну стійкість розраховується меха-

нічна напруга в матеріалі шин σрасч і порівнюється з припустимим значенням σдоп .Умова динамічної стійкості

σрасч≤ σдоп

Значення припустимої напруги в матеріалі шин наприклад, для

алюмінієвих шин марки АТ, А1 σдоп =82,3 МПа.

Порядок визначення розрахункової величини напруги в матеріа-

лі шин для односмужних шин наступний.

Визначається сила, що діє на шину середньої фази при трифаз-

ному короткому замиканні


 

ф
F 3 10 7 K


i2

y l,H,

a


де iy - ударний струм к.з. А;

Кф- коефіцієнт форми шин;

Кф= I для прямокутних шин, тому що відстань між фазами значно

більше периметра шин;

а - відстань між осями фаз, визначається безпосередньо для при-

йнятого до установки типу осередку РУ 6-10 кв; при відсутності таких даних для осередків КРУ можна приймати а = 260 мм;

l - відстань між сусідніми опорними ізоляторами, рівна розміру осередку КРУ по фасаду; для КРУ типів К-ХП

l = 900 мм, КМ-1Ф l = 750 мм чи 1125 мм.

Шина розглядається як багатопрогонова балка, що вільно ле-

жить на опорах; згинальний момент шин

M F l

Далі визначається момент опору шини щодо осі, перпендикуля-

рної дії зусилля. Для різного конструктивного виконання шинної конструкції ця величина розраховується по спеціальних формулах


Для односмужних шин, розташованих в одній горизонтальній площи-

b h 2

ні(рис,5) момент опору дорівнює W

 

Напруга в матеріалі шин, що виникає при впливі згинаючого момен-


ту, дорівнює


M

rрасч

W


 







Последнее изменение этой страницы: 2016-08-01; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.175.191.72 (0.067 с.)