Меню

Тепловой импульс токов короткого замыкания



Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств — Расчетные условия для проверки

Содержание материала

  • Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств
  • Расчетные условия для проверки
  • Выбор выключателей
  • Выбор трансформаторов тока
  • Выбор трансформаторов напряжения
  • Выбор шин закрытых распределительных устройств
  • Примеры выбора шин ЗРУ
  • Выбор жестких шин ОРУ
  • Выбор кабелей
  • Выбор кабелей по допустимому току
  • Выбор токоограничивающих реакторов
  • ПРИЛОЖЕНИЕ А

1.2 Расчетные условия для проверки электрических аппаратов и токоведущих частей по режиму короткого замыкания
При проверке выбранных электрических аппаратов и токоведущих частей электроустановки на термическую и динамическую устойчивость при коротком замыкании (КЗ) необходимо правильно выбрать положение расчетной точки и расчетный вид КЗ.
Расчетную точку КЗ для проверки выбирают так, чтобы через электрический аппарат или токоведущую часть электроустановки протекал наибольший ток КЗ.
Расчетным видом КЗ, для проверки электрических аппаратов и токоведущих частей на динамическую и термическую устойчивость, является трехфазное КЗ [2] . По трехфазному току КЗ производится так же проверка выключателей на отключающую способность, а в сетях напряжением 110 кВ и выше — дополнительно по однофазному току КЗ. При проверке на термическую стойкость проводников и аппаратов в цепях генераторного напряжения электростанций расчетным током короткого замыкания может быть двухфазное КЗ, если оно обуславливает больший нагрев проводников и аппаратов, чем при трехфазном КЗ [2].
Для проверки электрических аппаратов и токоведущих частей на термическую устойчивость, а выключателей дополнительно на отключающую способность, необходимо знать расчетное время протекания тока КЗ, т.е. время через которое происходит отключение тока КЗ. Согласно [2, 3] время отключения тока КЗ для проверки проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость складывается из времени действия основной релейной защиты рассматриваемой цепи и полного времени отключения выключателя :
. (1.11)
Электрические аппараты и токопроводы, применяемые в цепях генераторов мощностью 63 МВт и более, а также в цепях блоков генератор-трансформатор такой же мощности, должны проверяться по термической устойчивости, исходя из времени протекания тока КЗ четыре секунды [3].
При проверке электрических аппаратов на отключающую способность в качестве расчетного времени протекания тока КЗ следует принимать сумму минимального времени действия релейной защиты данного присоединения и собственного времени отключения выключателя , т.е [2].
Термическая устойчивость (стойкость) электрических аппаратов и токоведущих частей проверяется по тепловому импульсу тока КЗ.
Электрический аппарат удовлетворяет условию термической стойкости, если выполняется условие
, (1.12)
где — тепловой импульс (интеграл Джоуля) тока КЗ в рассматриваемой цепи, А2 с;
— допустимое значение теплового импульса (интеграла Джоуля) для проверяемого аппарата, А2 с.
Проводник удовлетворяет условию термической стойкости, если конечная его температура к моменту отключения КЗ не превышает предельно допустимую температуру нагрева при КЗ , т.е. если выполняется условие: [2].
Определение теплового импульса тока КЗ для оценки термической стойкости зависит от местоположения точки КЗ в рассматриваемой электроустановке. В соответствии с [4, 5] можно выделить три основных случая: удаленное КЗ, КЗ вблизи генераторов и КЗ вблизи группы электродвигателей. Тепловой импульс тока КЗ имеет две составляющие: периодическую и апериодическую :
. (1.13)
При удаленном КЗ, если отношение действующего значения периодической составляющей тока любого генератора (синхронного компенсатора) в начальный момент КЗ к его номинальному току меньше двух, т. е. при , это обычно сборные шины напряжением 35 кВ и выше, все источники исходной схемы объединяются в один эквивалентный источник. В этом случае периодическая составляющая тока КЗ принимается незатухающей, т.е. , а апериодическая составляющая затухающей по экспоненте с постоянной времени системы , которая берется из таблицы 1.1. Таким образом, при удаленном КЗ, тепловой импульс тока КЗ согласно [2] определяется по формуле:
, (1.14)
где — начальное значение периодической составляющей тока КЗ от эквивалентного источника.
В том случае, если тепловой импульс тока КЗ можно определять по формуле
. (1.15)
Таблица 1.1 ‑ Значения постоянной времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания

Элементы или части энергосистемы

Турбогенераторы мощностью:
12 ¸ 63 МВт
100 ¸ 1000 МВт
Блоки, состоящие из турбогенератора мощностью 63 МВт и трансформатора при номинальном напряжении генератора:
6,3 кВ
10,0 кВ
Блоки, состоящие из турбогенератора и трансформатора, при мощности генераторов:
100 ¸ 200 МВт
300 МВт
500 МВт
800 МВт
Система, связанная с шинами, где рассматривается короткое замыкание, воздушными линиями напряжением:
35 кВ
110 ¸ 150 кВ
220 ¸ 330 кВ
500 ¸ 750 кВ
Система, связанная со сборными шинами 6 — 10 кВ через трансформаторы мощностью:
80 МВА и выше
32 ¸ 80 МВА
5,6¸32 МВА
Ветви, защищенные реактором с номинальным током:
1000 А и выше
630 А и ниже

0,16 ¸ 0,25
0,40 ¸ 0,54

0,02
0,02 ¸ 0,03
0,03 ¸ 0,04
0,06 ¸ 0,08

0,06 ¸ 0,15
0,05 ¸ 0,10
0,02 ¸ 0,05

По выражению (1.15) можно вычислять тепловой импульс тока КЗ в цепях генераторного напряжения ТЭЦ, если место КЗ находится за реактором, а также на шинах низкого напряжения подстанций, если нет крупных электродвигателей и синхронных компенсаторов.
При КЗ вблизи генератора, последний выделяется в отдельную ветвь, а все остальные источники объединяются в эквивалентный источник. В этом случае апериодическая и периодическая
составляющие теплового импульса тока КЗ определяются по выражениям:
, (1.16)
где — начальный периодический ток генераторов эквивалентного источника;
— относительный тепловой импульс тока КЗ от периодической составляющей тока генераторов, определяемый по [2] или кривым, представленным на рисунке 1.1,а;
-относительный токовый импульс от генераторов, определяемый по [2] или кривым рисунка 1.1,б.

а б
Рисунок 1.1- Кривые для определения относительного теплового импульса тока КЗ и относительного токового импульса от синхронных генераторов с тиристорной системой возбуждения

, (1.17)

где постоянные времени изменения токов в цепях системы и генераторов, определяемые по таблице 1.1, с.
В том случае, если , тепловой импульс тока КЗ допускается определять по выражению [2]
((1.18)
Если же , то тепловой импульс тока КЗ можно рассчитывать по формуле
(1.19)
При КЗ вблизи группы электродвигателей все электродвигатели заменяются эквивалентным электродвигателем, а все источники объединяются в эквивалентный источник, который является системой по отношению к эквивалентному электродвигателю. Для определения суммарного теплового импульса тока КЗ с учетом электродвигателей рекомендуется [2] пользоваться выражениями (1.16) — (1.19), в которых необходимо заменить и соответственно на и эквивалентного электродвигателя.
Согласно [1, 6] группа электродвигателей заменяется эквивалентным электродвигателем со следующими параметрами: постоянная времени периодической составляющей тока ; постоянная времени апериодической составляющей тока коэффициент полезного действия , коэффициент мощности , кратность пускового тока .
Начальный периодический ток эквивалентного электродвигателя определяется по выражению
(1.20)
Относительный тепловой импульс тока КЗ и относительный токовый импульс от эквивалентного электродвигателя определяются по [2] или кривым, приведенным на рисунках 1.2 и 1.3.

а б
Рисунок 1.2-Кривые для определения относительного теплового импульса тока КЗ и относительного токового импульса от синхронного электродвигателя

Читайте также:  Аватарки тока бока красивые

Допустимое значение теплового импульса для коммутационных аппаратов зависит не только от указанного заводом-изготовителем нормированного тока термической стойкости , но и от соотношения между расчетной продолжительностью тока КЗ и допустимым временем термической стойкости [2].
Если в этом случае допустимое значение теплового импульса равно
. (1.21)
В том случае если , то допустимое значение теплового импульса равно
. (1.22)

а б
Рисунок 1.3-Кривые для определения относительного теплового импульса тока КЗ и относительного токового импульса от асинхронного электродвигателя

Источник

Расчет тепловых импульсов токов к.з

Для расчета тепловых импульсов токов к.з. составляется схема селективности работы релейной защиты подстанции, на которой указывается время отключения тока к.з. в каждой характерной точке подстанции.

Тепловой импульс тока к.з., кА 2 · С,

где t откл – время отключения тока к.з., с,

где t св – собственное время отключения выключателя с приводом по каталогу, с;

t ср — собственное время срабатывания защиты, 0,1 с;

t рз — время выдержки срабатывания защиты, с, определяемое по схеме селективности работы релейной защиты;

Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з., с, принимается Та = 0,02-0,03с для сборных шин 110 кВ; для сборных шин низшего напряжения понижающих подстанций с трансформаторами мощностью 32-80 МВА Та = 0,05-0,1 с и 25 МВА и ниже Та = 0,045 с.

Расчет минимально допустимых сечений токоведущих частей, мм 2 ,

10 3

где С – коэффициент, учитывающий теплопроводность материала, принимаемый для алюминиевых шин и проводов 88; для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами 85.

Пример 1.

Определить токи к.з., тепловые импульсы и минимально допустимые сечения токоведущих частей для характерных точек РУ 110; 27,5; 10кВ тяговой подстанции переменного тока.

Точки к.з. и необходимые технические данные элементов цепи к.з. приведены на расчетной схеме рис.2.

Рисунок 2 — Расчетная схема

1. Составляем схему замещения.

На основании заданной расчетной схемы (рис.2) составляем схему замещения (рис.3). Так как напряжение ЛЭП выше 1000 В, сопротивления элементов схемы носят индуктивный характер и заменяются индуктивностями.

Рисунок 3 — Схема замещения

2. Принимаем Sб= 100 МВА и рассчитываем все сопротивления схемы замещения при этой базисной мощности.

3. Расчет относительных сопротивлений элементов схемы замещения.

3.1. Относительные сопротивления энергосистемы:

где Sб — мощность к.з. системы, МВА, по заданию.

3.2. Относительные сопротивления ЛЭП:

где х— индуктивное сопротивление 1 км линии, Ом/км, принимаем х= 0,4 Ом/км;

l – длина линии, км, по заданию;

Uср – среднее напряжение, кВ, Uср = 115 кВ.

Х* б2(2) = 0,4 ∙ 20 ∙ 100/115 2 = 0,06;

Х* б3 = 0,4 ∙ 60 ∙ 100/115 2 = 0,18;

Х* б4 = 0,4 ∙ 20 ∙ 100/115 2 = 0,06;

Х* б5 = 0,4 ∙ 40 ∙ 100/115 2 = 0,12;

Х* б7(7) = 0,4 ∙ 30 ∙ 100/115 2 = 0,09.

3.3. Напряжение к.з. каждой обмотки трансформатора, %,

где UК В-С, UК В-Н , UК С-Н — напряжение к.з. для каждой пары обмоток трансформатора, %.

UК В = 0,5 (10,5 + 17 — 6 ) = 10,75%;

UК С = 0,5 (10,5 + 6 – 17) = — 0,25 %;

UК Н = 0,5 (17 + 6 – 10,5) = 6,25 %.

3.4. Относительные сопротивления каждой обмотки трансформатора:

где S н.тр – номинальная мощность трансформатора, МВА.

Х* б 8 = 10,75/100 ∙ 100/25 = 0,43;

Х* б 9 = -0,25/100 ∙ 100/25 = -0,01;

Х* б 10 = 6,25/100 ∙ 100/25 = 0,25.

4. Расчет относительных сопротивлений точек к.з.

4.1. Суммарное относительное сопротивление точки К1 рассчитываем по схеме замещения рис.3.

Получаем схему замещения рис. 4.

Рисунок 4 — Схема замещения

Преобразуем треугольник сопротивлений Х* б3, Х* б 4 и Х* б 5 в эквивалентную звезду:

Получаем схему замещения рис.5.

Рисунок 5 — Схема замещения

Х* б 16 = Х* б 11 + Х* б 13 = 0,23 + 0,03 = 0,26;

Х* б 17 = Х* б 12 + Х* б 14 = 0,145 + 0,06 = 0,205;

Х* б 19 = Х* б К1 = Х* б 18 + Х* б 15 = 0,115 + 0,02 = 0,135.

Получаем схему замещения рис. 6.

Рисунок 6 — Схема замещения

4.2. Суммарное относительное сопротивление точки К2 рассчитываем по схеме замещения рис. 7.

Рисунок 7 — Схема замещения

Х* б к2 = Х* б 19 + Х* б 8 + Х* б 9 = 0,135 + 0,43 – 0,01 = 0,555.

4.3. Суммарное относительное сопротивление точки К3 рассчитываем по схеме замещения рис. 8.

Рисунок 8 — Схема замещения

Х* б к3 = Х* б 19 + Х* б 8 + Х* б 10 = 0,135 + 0,43 + 0,25 = 0,815.

Результаты расчета суммарных относительных сопротивлений точек к.з. сводим в таблицу 4.

Таблица 4 — Результаты расчета суммарных сопротивлений

Точки к.з., РУ Суммарные относительные сопротивления
К1, РУ 110 кВ 0,135
К2, РУ 27,5 кВ 0,555
К3, РУ 10 кВ 0,815

5. Расчет токов и мощности к.з. сводим в таблицу 5.

Таблица 5 — Расчет токов и мощностей к.з.

Точки к.з., РУ Расчетные выражения Значения токов и мощностей к.з.
К1 РУ-110кВ Iб = Sб /√3 Uср Iк = Iб / Х* бк1 iу = 2,55 Iк Sк = Sб / Х* бк1 Iб = 100/√3 ∙ 115 = 0,503 кА Iк = 0,503/0,135 = 3,73 кА iу = 2,55 ∙ 3,73 = 9,51 кА Sк = 100/0,135 = 740,7 МВА
К2 РУ 27,5 кВ Iб = Sб /√3 Uср Iк = Iб / Х* бк2 iу = 2,55 Iк Sк = Sб / Х* бк2 Iб = 100/√3 ∙ 26,2 = 2,1 кА Iк = 2,1/0,555 = 3,78 кА iу = 2,55 ∙ 3,78 = 9,64 кА Sк = 100/0,555 = 180,2 МВА
К3 РУ 10кВ Iб = Sб /√3 Uср Iк = Iб / Х* бк3 iу = 2,55 Iк Sк = Sб / Х* бк3 Iб = 100/√3 ∙ 10,5 = 5,5 кА Iк = 5,5/0,815 = 6,75 кА iу = 2,55 ∙ 6,75 = 17,21 кА Sк = 100/0,815 = 122,7 МВА

В таблице 5 приняты следующие обозначения:

Iб — базисный ток, кА;

Iк — периодическая составляющая тока к.з., кА;

iу — ударный ток к.з., кА;

Sк — мощность к.з., МВА.

6. Расчет тепловых импульсов токов к.з.

Для расчета тепловых импульсов токов к.з. составляем схему селективности работы релейной защиты подстанции рис.9.

Рисунок 9 — Схема селективности работы релейной защиты

Тепловой импульс тока к.з., кА 2 ∙ с,

где Та — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з., с;

Читайте также:  Ток зарядки генератора ваз 2114

t откл – время отключения тока к.з.,с,

где t св – собственное время отключения выключателя с приводом по каталогу, с;

t ср — собственное время срабатывания защиты, 0,1с;

t рз — время выдержки срабатывания защиты, с, определяемое по схеме селективности работы релейной защиты (рис.15).

Результаты расчета тепловых импульсов токов к.з. сводим в таблицу 6.

7. Расчет минимально допустимых сечений токоведущих частей, мм 2 ,

где С – коэффициент, учитывающий теплопроводность материала, С=88.

Результаты расчета минимально допустимых сечений токоведущих частей сводим в таблицу 6.

Таблица 6 — Расчет тепловых импульсов и минимальных сечений

Источник

Определение теплового импульса

Тепловой импульс состоит из двух составляющих с учетом того, что полный ток к.з. состоит из периодической и апериодической составляющих. Обе составляющие тока к.з. изменяются во времени по сложному закону, поэтому чаще всего определяется приближенно по выражению: (кА×с) 2

где — начальное значение периодической составляющей тока к.з., суммарное от всех источников; — время, через которое отключается к.з.; — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з.

Время отключения (время действия к.з.) складывается из времени действия основной релейной защиты данной цепи и полного времени отключениявыключателя :

Время срабатывания основной релейной защиты можно принять равным с.

Время отключения маломасляных и воздушных выключателей 110-220 кВ равно 0,06¸0,08 с.

Постоянную времени затухания апериодической составляющей при к.з. на шинах электростанции приближенно можно считать равной 0,26с.


Расчет на ЭВМ токов трехфазных к.з.

2.1 Схема замещения прямой последовательности
для составления таблицы

Рис.9. Схема замещения для компьютерного расчета токов К.З. прямой последовательности


Составление таблицы для расчета на ЭВМ

Таблица данных для внесения в программу расчета

Д1 Д2 Д3 Д4 Д5 Д6 Д7 Д8
1 13 1 1 1 0,203 78,75 1
2 13 2 1 1 0,203 78,75 1
3 13 3 1 1 0,203 78,75 1
4 1 4 1 2 0,115 63 1
5 3 4 1 2 0,115 63 1
6 2 1 1 4 0,18 4 10,5
7 2 3 1 4 0,18 4 10,5
8 13 4 1 1 0,189 137,5 1
9 4 5 1 2 0,11 125 1
10 6 5 1 3 0,4 62 230
11 7 6 1 3 0,4 38 230
12 7 11 2 3 0,4 80 230
13 11 5 2 3 0,4 64 230
14 13 8 3 1 0,203 353 1
15 8 7 3 2 0,11 400 1
16 9 7 1 2 0,11 501 1
17 13 10 4 1 0,203 353 1
18 10 9 4 2 0,13 400 1
19 12 11 2 2 0,11 501 1
20 13 12 1 1 0,93 4200 1

Д2 – номер начала ветвей

Д3 – номер конца ветвей

Д4 – число параллельных ветвей

Д5 – код оборудования:

2 – трансформатор, автотрансформатор

Выбор расчётных условий

Напряжение U2 R2 – 230

Постоянная временного затухания R3 – 0.26

Коэффициент К.З. R4 – 1

Исходные величины Таблица

│ D1 │ D2 │ D3 │ D4 │ D5 │ D6 │ D7 │ D8 │

│ 1 13 1 1 1 0.2030 78.75 1.0 │

│ 2 13 2 1 1 0.2030 78.75 1.0 │

│ 3 13 3 1 1 0.2030 78.75 1.0 │

│ 4 1 5 1 2 0.1150 63.00 1.0 │

│ 5 3 5 1 2 0.1150 63.00 1.0 │

│ 6 2 1 1 4 0.1800 4.00 10.5 │

│ 7 2 3 1 4 0.1800 4.00 10.5 │

│ 8 13 4 1 1 0.1890 137.50 1.0 │

│ 9 4 5 1 2 0.1100 125.00 1.0 │

│ 10 5 5 1 3 0.4000 62.00 230.0 │

│ 11 7 6 1 3 0.4000 38.00 230.0 │

│ 12 7 11 2 3 0.4000 80.00 230.0 │

│ 13 11 5 2 3 0.4000 64.00 230.0 │

│ 14 13 8 3 1 0.2030 353.00 1.0 │

│ 15 8 7 3 2 0.1100 400.00 1.0 │

│ 16 9 7 1 2 0.1100 501.00 1.0 │

│ 17 13 10 4 1 0.2030 353.00 1.0 │

│ 18 10 9 4 2 0.1300 400.00 1.0 │

│ 19 12 11 2 2 0.1100 501.00 1.0 │

│ 20 13 12 1 1 0.9300 4200.00 1.0 │

количество независимых узлов — A= 12

количество ветвей — B= 20

Сопротивления ветвей схемы замещения Таблица

│ N ветви │ Сопротивления ветвей, о.е. │

│ 10 │ X= 0.00046881 │

│ 11 │ X= 0.00028733 │

│ 12 │ X= 0.00030246 │

│ 13 │ X= 0.00024197 │

│ 14 │ X= 0.00019169 │

│ 15 │ X= 0.00009167 │

│ 16 │ X= 0.00021956 │

│ 17 │ X= 0.00014377 │

│ 18 │ X= 0.00008125 │

│ 19 │ X= 0.00010978 │

│ 20 │ X= 0.00022143 │

Расчетные параметры Таблица

│ Названия расчетных параметров │Величины расчет. параметров│

│Номер узла к.з. │ 5.00 │

│Напряжение в точке к.з.,кВ │ 230.00 │

│Значение постоянной времени затухания │ │

│апериодической составляющей тока к.з., c │ 0.26 │

│Коэффициент схемы │ 1.00 │

│до точки к.з., Oм │ 16.17 │

│Ток в точке к.з., кА │ 8.21 │

│Ударный ток к.з., кА │ 22.80 │

│Тепловой импульс, кА*кА*с │ 287.44 │

Результаты расчета Таблица

│ № │ток по ветвям│коэф.токораспределения│ ударный ток│тепл. импульс│

│ветви│ [кА] │ [о.е.] │ [кА] │ [ка*ка*с] │

│ 1 0.49 0.060 1.4 1.03 │

│ 2 0.37 0.046 1.0 0.60 │

│ 3 0.49 0.060 1.4 1.03 │

│ 4 0.68 0.083 1.9 1.97 │

│ 5 0.68 0.083 1.9 1.97 │

│ 6 0.19 0.023 0.5 0.15 │

│ 7 0.19 0.023 0.5 0.15 │

│ 8 1.11 0.136 3.1 5.28 │

│ 9 1.11 0.136 3.1 5.28 │

│ 10 0.00 0.000 0.0 0.00 │

│ 11 0.00 0.000 0.0 0.00 │

│ 12 2.36 0.287 6.5 23.67 │

│ 13 5.74 0.699 15.9 140.44 │

│ 14 1.44 0.175 4.0 8.83 │

│ 15 1.44 0.175 4.0 8.83 │

│ 16 0.92 0.112 2.5 3.59 │

│ 17 0.92 0.112 2.5 3.59 │

│ 18 0.92 0.112 2.5 3.59 │

│ 19 3.38 0.412 9.4 48.79 │

│ 20 3.38 0.412 9.4 48.79 │

Расчёт токов несимметричных к.з.

Схема замещения нулевой последовательности.

Рис.10. Схема замещения для компьютерного расчета токов К.З. нулевой последовательности

Составление таблицы для расчёта на ЭВМ

Д1 Д2 Д3 Д4 Д5 Д6 Д7 Д8
1 11 1 2 2 0,115 63 1
2 11 1 1 2 0,11 125 1
3 2 1 1 3 1,2 62 230
4 3 2 1 3 1,2 38 230
5 11 2 1 2 0,23 32 1
6 11 2 1 2 0,23 32 1
7 3 4 2 3 1,279 80 230
8 4 6 1 3 1,88 80 230
9 5 1 2 3 1,279 64 230
10 6 5 1 3 1,88 64 230
11 11 3 3 2 0,11 400 1
12 7 3 1 2 -0,25 501 1
13 11 7 1 2 21,75 501 1
14 8 7 1 2 11,5 501 1
15 11 8 4 2 0,13 400 1
16 9 6 2 2 -0,25 501 1
17 10 9 2 2 21,75 501 1
18 11 9 2 2 11,5 501 1
19 11 10 1 1 2,7 4200 1

Д1 – номера ветвей

Д2 – номер начала ветвей

Д3 – номер конца ветвей

Д4 – число параллельных ветвей

Д5 – код оборудования:

2 – трансформатор, автотрансформатор

Напряжение U2 R2 – 230

Постоянная временного затухания R3 – 0.26

Читайте также:  Анод катод прохождение тока

Коэффициент К.З. R4 – 1

Исходные величины Таблица

│ D1 │ D2 │ D3 │ D4 │ D5 │ D6 │ D7 │ D8 │

│ 1 11 1 2 2 0.1150 63.00 1.0 │

│ 2 11 1 1 2 0.1100 125.00 1.0 │

│ 3 2 1 1 3 1.2000 62.00 230.0 │

│ 4 3 2 1 3 1.2000 38.00 230.0 │

│ 5 11 2 1 2 0.2300 32.00 1.0 │

│ 6 11 2 1 2 0.2300 32.00 1.0 │

│ 7 3 4 2 3 1.2790 80.00 230.0 │

│ 8 4 6 1 3 1.8800 80.00 230.0 │

│ 9 5 1 2 3 1.2790 64.00 230.0 │

│ 10 6 5 1 3 1.8800 64.00 230.0 │

│ 11 11 3 3 2 0.1100 400.00 1.0 │

│ 12 7 3 1 2 -0.2500 501.00 1.0 │

│ 13 11 7 1 2 21.7500 501.00 1.0 │

│ 14 8 7 1 2 11.2500 501.00 1.0 │

│ 15 11 8 4 2 0.1300 400.00 1.0 │

│ 16 9 6 2 2 -0.2500 501.00 1.0 │

│ 17 10 9 2 2 21.7500 501.00 1.0 │

│ 18 11 9 2 2 11.2500 501.00 1.0 │

│ 19 11 10 1 1 2.7000 4200.00 1.0 │

количество независимых узлов — A= 10

количество ветвей — B= 19

Сопротивления ветвей схемы замещения Таблица

│ N ветви │ Сопротивления ветвей, о.е. │

│ 10 │ X= 0.00227448 │

│ 11 │ X= 0.00009167 │

│ 12 │ X= -0.00049900 │

│ 13 │ X= 0.04341317 │

│ 14 │ X= 0.02245509 │

│ 15 │ X= 0.00008125 │

│ 16 │ X= -0.00024950 │

│ 17 │ X= 0.02170659 │

│ 18 │ X= 0.01122755 │

│ 19 │ X= 0.00064286 │

Расчетные параметры Таблица

│ Названия расчетных параметров │Величины расчет. параметров│

│Номер узла к.з. │ 1.00 │

│Напряжение в точке к.з.,кВ │ 230.00 │

│Значение постоянной времени затухания │ │

│апериодической составляющей тока к.з., c │ 0.26 │

│Коэффициент схемы │ 1.00 │

│до точки к.з., Oм │ 18.45 │

│Ток в точке к.з., кА │ 7.20 │

│Ударный ток к.з., кА │ 19.97 │

│Тепловой импульс, кА*кА*с │ 220.59 │

Результаты расчета Таблица

│ № │ток по ветвям│коэф.токораспределения│ ударный ток│тепл. импульс│

│ветви│ [кА] │ [о.е.] │ [кА] │ [ка*ка*с] │

│ 1 2.75 0.382 7.6 32.22 │

│ 2 2.85 0.396 7.9 34.66 │

│ 3 1.15 0.160 3.2 5.66 │

│ 4 0.91 0.126 2.5 3.49 │

│ 5 0.12 0.017 0.3 0.07 │

│ 6 0.12 0.017 0.3 0.07 │

│ 7 0.28 0.039 0.8 0.33 │

│ 8 0.28 0.039 0.8 0.33 │

│ 9 0.44 0.061 1.2 0.83 │

│ 10 0.44 0.061 1.2 0.83 │

│ 11 1.18 0.164 3.3 5.90 │

│ 12 0.01 0.001 0.0 0.00 │

│ 13 0.00 0.000 0.0 0.00 │

│ 14 0.00 0.001 0.0 0.00 │

│ 15 0.00 0.001 0.0 0.00 │

│ 16 0.16 0.022 0.4 0.11 │

│ 17 0.05 0.008 0.2 0.01 │

│ 18 0.11 0.015 0.3 0.05 │

│ 19 0.05 0.008 0.2 0.01 │

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 1300 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Тепловой импульс квадратичного тока КЗ

Одной из важных задач проверки аппаратов является проверка на термическую стойкость, которая предусматривает определение интеграла Джоуля или теплового импульса квадратичного тока КЗ.

Из курса «Электрические аппараты» известно, что

где — импульс квадратичного тока от периодической составляющей;

— импульс квадратичного тока от апериодической составляющей.

Методика определения интеграла Джоуля зависит от местоположения точки КЗ. Возможны три основных случая (рисунок 29.2):

— КЗ вблизи генераторов;

— КЗ вблизи группы электродвигателей.

Удаленное КЗ (К2 на рисунке 29.2)

При удаленном КЗ суммарный импульс квадратичного тока от периодической и апериодической составляющих тока КЗ

где Iп.o – суммарное действующее значение периодической составляющей точке КЗ в начальный момент времени;

— постоянная времени цепи КЗ, определяется расчетом или из таблиц по справочникам.

КЗ вблизи генераторов и наличии системы. Интеграл Джоуля Вр.п от периодических составляющих токов генераторов и системы имеют три слагаемых , определяемых: периодическим током системы Вр,п,c; периодическим током генераторов Вр,п,г и совместным действием периодических токов генераторов и системы Вр,п,г-с.

где В* -относительный импульс квадратичного тона от периодической составляющей тока генератора причем

где I* — относительный токовый импульс от генераторов причем

Таким образом определяется Вр.п.. в зоне I при неудаленном КЗ, точки К1′ и К1», и при КЗ в зоне II. Причем при КЗ в зоне II В* и I* может определяться по специальным кривым (О расчетных зонах сказано в лекции №23).

При КЗ в зоне III определяют Вр.п. либо от тока генератора (КЗ между КАГ-24 и блочным ТФМ, точка КЗ),

либо от энергосистемы (КЗ между КАГ-24 и генератором)

Интеграл Джоуля Вр.а для апериодической составляющей токов генератора и системы

Последнее выражение справедливо для зон I и II; для зоны III Ва определяется для каждой части (системы и генератор) отдельно в зависимости от места КЗ

КЗ между КАГ и генератором , (29.24)

КЗ между КАГ и блочным трансформатором. (29.25)

КЗ вблизи группы электродвигателей (К6, К6′, К7 на рисунке 29.2). При КЗ вблизи группы ЭД и наличии системы группу электродвигателей заменяют одним эквивалентным двигателем.

Интеграл Джоуля от периодических составляющих системы и эквивалентного двигателя

где — постоянная времени периодической составляющей эквивалентного двигателя.

Интеграл Джоуля для апериодической составляющей тока

где Тасх – расчетная постоянная времени апериодической составляющей для всей схемы причем

где Таэн – постоянная времени апериодической составляющей

Тас – постоянная времени апериодической составляющей тока системы.

Предложенный подход определения Вн справедлив для зоны VII.

Для зоны VI Вн должен определяться либо от эквивалентного двигателя, (в точке К6), либо от системы (в точке К6′). Затем выбираем большее значение Вк и по нему проверяют аппарат.

Контрольные вопросы.

1. Краткая характеристика продолжительных режимов работы электротехнических устройств.

2. Как определяются расчетные токи для выбора и проверки коммутационных аппаратов и токоведущих частей?

3. Важнейшие требования к выключателям высокого напряжения. По каким основным параметрам выбираются выключатели?

4. В какой последовательности производится проверка выключателей:

— по отключающей способности;

— по включающей способности;

— на электродинамическую стойкость;

— на термическую стойкость?

5. По каким параметрам выбирают разъединители и отделители?

6. По каким параметрам выбирают короткозамыкатели и выключатели нагрузки?

7. Понятие теплового импульса квадратичного тока КЗ. Варианты расчета интеграла Джоуля.

Источник