Материал: Электроснабжение канализационной насосной станции
4 Расчет
токов короткого замыкания
Расчет токов короткого замыкания выполняется для
проверки электрооборудования на термическую и электродинамическую стойкости, а
также для определения параметров релейной защиты.
4.1
Расчет токов короткого замыкания в сети 6 кВ
Так как расчетные точки находятся на одной
ступени напряжения, расчет целесообразно выполнять в именованных единицах.
Расчетная схема сети 6 кВ представлена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 - Расчетная схема сети 6 кВ
Расчет параметров схемы замещения выполним используя формулы (4.1) - (4.17) [5],[7].
) параметры схемы замещения линий.
Активное сопротивление:
гдеr0 - удельное активное сопротивление линии, Ом/км;
l - длина линии, км.
Индуктивное сопротивление:
гдеx0 - удельное индуктивное сопротивление линии, Ом/км;
l - длина линии, км.
Определим параметры схемы замещения линииW1:
Значения r0,
x0
и l,
необходимые для расчета параметров линийберем из таблицы 3.3,
2) параметры схемы замещения трансформаторов:
гдеΔPк- мощность потерь короткого замыкания трансформатора, МВ∙А; Uном - номинальное напряжение трансформатора, кВ;
Sном - номинальная мощность трансформатора, МВ∙А.
гдеUном - номинальное напряжение трансформатора, кВ;
Sном - номинальная мощность трансформатора, МВ∙А;
Uк- напряжение короткого замыкания трансформатора, %.
Определим параметры схемы замещения трансформаторов Т1, Т2:
Значения величин необходимые для расчета
принимаем по таблице 2.1/
3) Параметры схемы замещения асинхронных двигателей.
Активное сопротивление:
гдеUном
- номинальное напряжение двигателя, кВ; Sм.ном
- номинальная полная мощность двигателя, МВ∙А; rм*(н)
- активное сопротивление двигателя при номинальных условиях в относительных
единицах.
гдеsном - номинальное скольжение двигателя, %.
Индуктивное сопротивление:
гдеxм*(н)
- сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя при номинальных условиях
в относительных единицах;
где Iп*(н) - кратность пускового тока двигателя по отношению к его номинальному току.
ЭДС:
гдеEм*(н)
- сверхпереходная ЭДС двигателя при номинальных условиях в относительных
единицах. Определим параметры схемы замещения двигателей М1-М4. Тип двигателей:
ВАН118/23-8У3 (смотри исходные данные). Номинальную полную мощность двигателей
можно определить по формуле:
Номинальное скольжение для данного типа
двигателей принимаем по паспортным данным sном
= 1,9 % [8].
Кратность пускового тока для данного типа
двигателей принимаем по паспортным данным Iп*(н)
= 4,2 [8].
4) параметры схемы замещения обобщенных нагрузок.
Активное сопротивление:
Индуктивное сопротивление:
где0,17 и 0,23- значения активного и индуктивного сопротивления типовой нагрузки в относительных единицах [7];
Sном- полная мощность нагрузки, МВ∙А;
ЭДС:
Где 0,788- значения ЭДС типовой нагрузки, отн. ед.[7].
Определим параметры нагрузки Н3.
В качестве нагрузки Н3 представлена
трансформаторная подстанция ТП-365 мощностью 1,3 МВ∙А, подключенная к
шинам первой секции распределительного устройства 6кВ (смотри исходные данные).
5) Параметры схемы замещения систем электроснабжения.
Активное сопротивление:
Индуктивное сопротивление:
где Iк(3) - ток трехфазного короткого замыкания на шинах питающей подстанции, кА.
ЭДС:
Определим параметры системы С1.
Параметры остальных элементов схемы замещения
определяем аналогичным образом, результаты сводим в таблицу 4.1. Схема
замещения представлена на рисунке 4.2.
Таблица 4.1 - Параметры элементов схемы замещения сети 6 кВ
|
Элемент схемы |
Обозначение на плане |
r, Ом |
х, Ом |
ЭДС, кВ |
|
С1 |
- |
0,012 |
0,182 |
3,64 |
|
С2 |
- |
0,012 |
0,182 |
3,64 |
|
W1 |
I |
0,129 |
0,071 |
- |
|
W2 |
II |
0,013 |
0,007 |
- |
|
W3 |
III |
0,206 |
0,061 |
- |
|
W4 |
Т1-1 |
0,011 |
0,001 |
- |
|
W5 |
1-1 |
0,012 |
0,002 |
- |
|
W6 |
3-1 |
0,012 |
0,001 |
- |
|
W7 |
Т1-2 |
0,008 |
0,000 |
- |
|
W8 |
2-1 |
0,008 |
0,001 |
- |
|
W9 |
4-1 |
0,014 |
0,002 |
- |
|
Т1,Т2 |
Т1,Т2 |
4,08 |
10,13 |
- |
|
М1, М2, М3, М4 |
1,2,3,4 |
1,37 |
17,28 |
3,2 |
|
Н1 |
- |
83,62 |
113,13 |
2,87 |
|
Н2 |
- |
88,86 |
120,23 |
2,87 |
|
Н3 |
- |
4,71 |
6,37 |
2,87 |
Рисунок 4.2 - Схема замещения сети 6 кВ
Расчет токовКЗ в точке К1.
Ток трехфазного короткого замыкания, равный
периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени определим по
формуле [7]:
гдеEэ - эквивалентная ЭДС источников, участвующих в питании места КЗ, кВ;
xэ - эквивалентное индуктивное сопротивление относительно точки КЗ, Ом;
1)определим эквивалентное индуктивное сопротивление.
Суммарное сопротивление 1-й ветви:
Суммарное сопротивление 3-й ветви:
Суммарное сопротивление 4-й ветви:
Суммарное сопротивление 5-й ветви:
Суммарное сопротивление 6-й ветви:
Сопротивление при параллельном соединении 1-й и
3-й ветви:
Сопротивление при параллельном соединении 1-й,
3-й и 4-й ветвей:
Сопротивление при параллельном соединении 1-й,
3-й, 4-й и 5-й ветвей:
Эквивалентное индуктивное сопротивление:
2) определим эквивалентное активное сопротивление.
Суммарное сопротивление 1-й ветви:
Суммарное сопротивление 3-й ветви:
Суммарное сопротивление 4-й ветви:
Суммарное сопротивление 5-й ветви:
Суммарное сопротивление 6-й ветви:
Сопротивление при параллельном соединении 1-й и
3-й ветви:
Сопротивление при параллельном соединении 1-й,
3-й и 4-й ветвей:
Сопротивление при параллельном соединении 1-й,
3-й, 4-й и 5-й ветвей:
Эквивалентное активное сопротивление:
3) определим эквивалентную ЭДС.
Эквивалентная ЭДС от 1-й и 3-й ветви:
Эквивалентная ЭДС от 1-й, 3-й и 4-й ветви:
Эквивалентная ЭДС от 1-й, 3-й, 4-й и 5-й ветвей:
Эквивалентная ЭДС источников, участвующих в
питании точки КЗ:
4) определим по формуле (4.18) ток трехфазного
КЗ в точке К1:
5) ударный ток в точке К1определим по формуле
[7]:
где Куд - ударный коэффициент,
определяемый по формуле (4.20)
где
Токи КЗ в точке К2 определяются аналогичным
образом, результаты сведены в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 - Расчет токов КЗ в сети 6 кВ