При коротком замыкании токи в шинах трансформаторной подстанции

Рассмотрим на примере двухтрансформаторных п/с с двухобмоточными и трехобмоточными тр-рами.

Расчет токов КЗ, в общем случае, производят в основных коммутационн-ых узлах подстанции. Для определения наибольшего возможного тока КЗ в каждом узле следует считать включенными все генераторы в системе, все трансформаторы и линии электропередачи (ЛЭП) подстанции.

При определении тока КЗ в расчётной точке составляется расчётная схема замещения, включающая в себя: источники питания (генераторы, компенса-торы); все элементы электрической цепи, которые связывают источники питания с точкой КЗ (трансформаторы, автотрансформаторы, ЛЭП, реакто-ры, электродвигатели, подключённые вблизи места КЗ).

В схему замещения генераторы системы, синхронные компенсаторы и эл-ектродвигатели вводятся своими ЭДС и сопротивлениями, а все остальные элементы схемы – только своими индуктивными сопротивлениями, за искл-ючением кабелей, которые вводятся как индуктивными, так и активными сопротивлениями.

Пример расчета тока КЗ на шинах п/с (приближенное приведение в о.е):

Дано: S_С, x_C – заданная мощность и эквивалентное сопротивление системы.

Определяем сопротивление системы, о.е. (одинаково для двух п/с)

S_б — принятое значение базисной мощности.

Определяем сопротивление двухобмоточного тр-ра, который в схему замещения вводится одним сопротивлением:

Определяем сопротивление трехобмоточного тр-ра, который в схему замещения вводится тремя сопротивлениями:

Рассчитаем ток КЗ:

Базисное значение тока, I_Б1 = S_б/Ö3·U_б1. U_б1 – напряжение на стороне ВН; I_Б2 = S_б/Ö3·U_б2. U_б2 – напряжение на стороне НН; I_Б3 = S_б/Ö3·U_б3. U_б3 – напряжение на стороне СН.

Определяем периодическую составляющую тока КЗ в т. К1 (одинаково для двух п/с):

Определяем периодическую составляющую тока КЗ в т. К2 (для п/с с двухобмоточными тр-рами – выключатель Q5 замкнут): I_ПК2 = Е * ·I_Б2/(X * _C + X_Т1/2); выключатель разомкнут — I_ПК2 = Е * ·I_Б2/(X * _C + X_Т1), т.е при разомкнутом секционном выключателе ток КЗ меньше.

Определяем периодическую составляющую тока КЗ в т. К2 (для п/с с трехобмоточными тр-рами – выключатель Q5 замкнут): I_ПК2 = Е * ·I_Б2/(X * _C + (X_Т1В+X_Т1Н)/2); выключатель разомкнут — I_ПК2 = Е * ·I_Б2/(X * _C + (X_Т1В+X_Т1Н)).

Определяем периодическую составляющую тока КЗ в т. К3 (только для п/с с трехобмоточными тр-ми – выключатель Q8 замкнут): I_ПК3 = Е * ·I_Б3/(X * _C + (X_Т1В+X_Т1С)/2); выключатель разомкнут — I_ПК3 = Е * ·I_Б3/(X * _C + (X_Т1В+X_Т1С))

Пример расчета тока трехфазного к.з. в сети 0,4 кВ

В данном примере будет рассматриваться расчет тока трехфазного короткого замыкания в сети 0,4 кВ для схемы представленной на рис.1.

1. Ток короткого замыкания на зажимах ВН трансформатора 6/0,4 кВ составляет — 11 кА.

Читайте также: Шины 2014 года лето

2. Питающий трансформатор типа ТМ — 400, основные технические характеристики принимаются по тех. информации на трансформатор:

• номинальная мощностью Sн.т — 400 кВА;
• номинальное напряжение обмотки ВН Uн.т.ВН – 6 кВ;
• номинальное напряжение обмотки НН Uн.т.НН – 0,4 кВ;
• напряжение КЗ тр-ра Uк – 4,5%;
• мощность потерь КЗ в трансформаторе Рк – 5,5 кВт;
• группа соединений обмоток по ГОСТ 11677-75 – Y/Yн-0;

3. Трансформатор соединен со сборкой 400 В, алюминиевыми шинами типа АД31Т по ГОСТ 15176-89 сечением 50х5 мм. Шины расположены в одной плоскости — вертикально, расстояние между ними 200 мм. Общая длина шин от выводов трансформатора до вводного автомата QF1 составляет 15 м.

4. На стороне 0,4 кВ установлен вводной автомат типа XS1250CE1000 на 1000 А (фирмы SOCOMEC), на отходящих линиях установлены автоматические выключатели типа E250SCF200 на 200 А (фирмы SOCOMEC) и трансформаторы тока типа ТСА 22 200/5 с классом точности 1 (фирмы SOCOMEC).

5. Кабельная линия выполнена алюминиевым кабелем марки АВВГнг сечением 3х70+1х35.

Для того, чтобы рассчитать токи КЗ, мы сначала должны составить схему замещения, которая состоит из всех сопротивлений цепи КЗ, после этого, определяем все сопротивления входящие в цепь КЗ. Активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражаются в миллиомах (мОм).

1. Определение сопротивлений питающей энергосистемы

В практических расчетах для упрощения расчетов токов к.з. учитывается только индуктивное сопротивление энергосистемы, которое равно полному. Активное сопротивление не учитывается, данные упрощения на точность расчетов – не влияют!

1.1 Определяем сопротивление энергосистемы со стороны ВН по выражению 2-7 [Л1. с. 28]:

1.2 Определяем сопротивление энергосистемы приведенное к напряжению 0,4 кВ по выражению 2-6 [Л1. с. 28]:

2. Определение сопротивлений трансформатора 6/0,4 кВ

2.1 Определяем полное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по выражению 2-8 [Л1. с. 28]:

2.2 Определяем активное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по выражению 2-9 [Л1. с. 28]:

2.3 Определяем индуктивное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по выражению 2-10 [Л1. с. 28]:

Для упрощения расчетов можно воспользоваться таблицей 2.4 [Л1. с. 28], как видно из результатов расчетов, активные и индуктивные сопротивления совпадают со значениями таблицы 2.4.

3. Определение сопротивлений шин

3.1 Определяем индуктивное сопротивление алюминиевых прямоугольных шин типа АД31Т сечением 50х5 по выражению 2-12 [Л1. с. 29]:

3.1.1 Определяем среднее геометрическое расстояние между фазами 1, 2 и 3:

3.2 По таблице 2.6 определяем активное погонное сопротивление для алюминиевой шины сечением 50х5, где r_уд. = 0,142 мОм/м.

Для упрощения расчетов, значения сопротивлений шин и шинопроводов, можно применять из таблицы 2.6 и 2.7 [Л1. с. 31].

Читайте также: Температура использования летних шин мишлен

3.3 Определяем сопротивление шин, учитывая длину от трансформатора ТМ-400 до РУ-0,4 кВ:

4. Определение сопротивлений кабеля

4.1 Определяем активное и индуктивное сопротивление кабелей по выражению 2-11 [Л1. с. 29]:

5. Определение сопротивлений трансформаторов тока

Значения активных и индуктивных сопротивлений обмоток для одного трансформатора тока типа ТСА 22 200/5 с классом точности 1, определяем по приложению 5 таблица 20 ГОСТ 28249-93, соответственно r_та = 0,67 мОм, х_та = 0,42 мОм.

Активным и индуктивным сопротивлением одновитковых трансформаторов (на токи более 500 А) при расчетах токов КЗ можно пренебречь.

Согласно [Л1. с. 32] для упрощения расчетов, сопротивления трансформаторов тока не учитывают ввиду почти незаметного влияния на токи КЗ.

6. Определение сопротивлений автоматических выключателей

Определяем активное сопротивление контактов по приложению 4 таблица 19 ГОСТ 28249-93:

• для рубильника на ток 1000 А – r_ав1 = 0,12 мОм;
• для автоматического выключателя на ток 200 А — r_ав2 = 0,60 мОм.

7. Определение сопротивлений контактных соединений кабелей и шинопроводов

Для упрощения расчетов, сопротивления контактных соединений кабелей и шинопроводов, я пренебрегаю, ввиду почти незаметного влияния на токи КЗ.

Если же вы будете использовать в своем расчете ТКЗ значения сопротивления контактных соединений кабелей и шинопроводов, то они принимаются по приложению 4 таблицы 17,18 ГОСТ 28249-93.

При приближенном учете сопротивлений контактов принимают:

• rк = 0,1 мОм — для контактных соединений кабелей;
• rк = 0,01 мОм — для шинопроводов.

8. Определение тока трехфазного к.з. в конце кабельной линии

8.1 Определяем ток трехфазного к.з. в конце кабельной линии:

9. Список литературы

1. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ. Учебное пособие. 2008 г.
2. Голубев М.Л. Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4 — 35 кВ. 2-e изд. 1980 г.
3. ГОСТ 28249-93 – Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.

Расчёт токов короткого замыкания (т.к.з.) на шинах РП 0,4кВ. и на шинах 6кВ. Выбор разъединителей

7. Расчёт токов короткого замыкания (т.к.з.) на шинах РП 0,4кВ. и на шинах 6кВ. Выбор разъединителей

— по расчётной схеме составить схему замещения, выбрать точки КЗ;

— определить в каждой выбранной точке 3-фазные, 2-фазные и 1-фазные токи КЗ, заполнить «Сводную ведомость токов КЗ».

Схема замещения представляет собой вариант расчётной схемы, в которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи — электрическими. Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечном электроприёмнике.

Точки КЗ нумеруются сверху вниз, начиная от источника.

Читайте также: Мартин шин в молодости

Для определения токов КЗ используются следующие соотношения:

,

где U_к – линейное напряжение в точке КЗ, кВ;

Z_к – полное сопротивление до точки КЗ, Ом;

;

,

где U_кф – фазное напряжение в точке КЗ, кВ;

Z_п – полное сопротивление петли «фаза — нуль» до точки КЗ, Ом;

Z_т (1) – полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом;

,

где К_у – ударный коэффициент, определяется по графику

.

д) действующего значения ударного тока, кА:

,

где q – коэффициент действующего значения ударного тока,

Сопротивления схем замещения определяются следующим образом.

1. Для силовых трансформаторов по таблице 1.9.1 или расчётным путём из соотношений:

; ; ,

где ∆Р_к – потери мощности КЗ, кВт;

U_нн – линейное напряжение обмотки НН, кВ;

S_т – полная мощность трансформатора, кВА;

2. Для токовых трансформаторов по таблице 1.9.2.

3. Для коммутационных и защитных аппаратов по таблице 1.9.3.

4. Для ступеней распределения по таблице 1.9.4.

5. Для линий ЭСН кабельных, воздушных и шинопроводов из соотношений

; ,

где r₀, х₀ – удельное активное и индуктивное сопротивления, мОм/м;

L_л – протяжённость линии, м.

Сопротивления элементов на ВН приводятся к НН по формулам

; ,

где R_нн, X_нн – сопротивления, приведённые к НН, мОм;

R_вн, X_вн – сопротивления на ВН, мОм;

U_нн, U_вн – напряжения низкое и высокое, кВ.

Алюминиевый кабель ВН длиной 320м и сечением жил 25мм 2 ;

; ;

; .

Сопротивления приводятся к НН

;

.

R_т = 3,1мОм, Х_т = 13,6мОм; .

SF – R_SF = 0,1 мОм; x_SF = 0,1 мОм; R_uSF = 0,15 мОм;

Для кабельных линий (КЛ) КЛ1:

; .

Так как в схеме 3 паралельных кабеля, то

;

; .

КЛ2: ; .

; .

Для ступеней распределения R_c1 = 15мОм, R_c2 = 20мОм

r₀ = 0,034мОм/м; х₀ = 0,016 мОм/м; r_0п = 0,068мОм/м; х_0п = 0,053 мОм/м;

;

Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносятся на схему

;

;

;

.

;

Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ и заносятся в «Сводную ведомость»

; ;

;

;

;

;

;

;

;

; ; ;

Определяются коэффициенты К_у и q

;

;

;

;

;

.

Определяются 3-фазные и 2-фазные токи КЗ и заносятся в «Ведомость»:

;

;

;

;

;

;

Определяем силу ударного тока с учётом электродвигателей

Сила номинального тока двигателей

;

Сила ударного тока от двигателей

;

;

Сила ударного тока с учётом электродвигателей составит

;

;

Сила ударного тока с учётом электродвигателей составит

;

;

.

Сводная ведомость токов КЗ

Составляется схема замещения для расчёта 1-фазных токов КЗ и определяются сопротивления. Для кабельных линий

; ;

; ;

; ;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Выбираем силовой выключатель ВН ВВЭ – 10 – 630 – 10:

;

;

;

.

;

;

.

Ток термической стойкости

.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  Автоподбор © 2023
  Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер