Расчет токов КЗ в точке К1
Для того, чтобы произвести необходимые расчеты составим схему замещения РЭС:
Рисунок 1 - Схема внешнего электроснабжения согласно заданных условий
Рисунок 2 – Схема замещения внешнего электроснабжения
Далее произведем расчет схемы замещения:
Рисунок 3 – эквивалентная схема замещения
Принимаются базисные величины:
МВ∙А;
МВ∙А;
.
Базисное напряжение, приведенное к стороне 220 кВ, кВ,
, (1)
кВ;
где , - соответственно высшее и низшее напряжения обмоток трансформатора Т1,Т2,
кВ,
где , - соответственно высшее и низшее напряжения обмоток трансформатора Т3,
Параметры схемы замещения рассчитываются в относительных единицах.
Сверхпереходное сопротивление генератора, о.е.,
, (2)
где , - соответственно номинальная мощность и номинальное напряжение турбогенератора;
о.е.
о.е.
о.е.
Сопротивление трансформатора Т3, о.е.,
, (4)
где - напряжение КЗ трансформатора;
- соответственно номинальные значения напряжения высшей обмотки (кВ) и мощности (МВ∙А) трансформатора Т3;
о.е,
о.е,
Сопротивление трансформатора Т1 и Т2, о.е.,
Сопротивление линии, о.е.,
, (5)
где - длина участка линии, км;
Сопротивление линий W1, о.е.,
.
Сопротивление линий W2, о.е.,
.
Активное сопротивление линии , о.е.,
(5)
(6)
Мощность нагрузки в узле 4, о.е.,
(6)
Активная мощность генератора, о.е.,
Реактивная мощность генератора, о.е.,
Мощность нагрузки в узле 6, о.е.,
Далее произведем расчет схемы замещения:
Рисунок 4 – эквивалентная схема замещения
Произведем расчет периодической составляющей тока КЗ. Расчет осуществляется по формуле:
(7)
Где - составляющая тока КЗ со стороны генераторов;
- составляющая тока КЗ со стороны системы;
- базисный ток КЗ
В свою очередь базисный ток КЗ вычисляется по формуле:
(8)
ЭДС генератора в относительных единицах вычисляется по формуле:
(9)
Номинальный ток и напряжение в относительных единицах принимаются равными единице.
Составляющие тока КЗ со стороны генераторов и системы:
2.1.4 Расчёт ударного тока КЗ
Параметры элементов схемы в относительных единицах.
Для определения ударного тока к.з используется отношение x/r для каждого элемента:
- для турбогенератора х/r =70
Из этих соотношений находим r для элементов системы.
Параметры элементов схемы в относительных единицах, о.е:
Эквивалентное сопротивление схемы для точки К1, о.е.:
,
.
Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока, с,
| (10)
|
Значение ударного тока КЗ в точке К1, кА
| (11)
|
где - ударный коэффициент, о.е.
| (12)
| ,
.
2.1.5 Определение периодической и апериодической составляющих тока КЗ в момент времени
Периодическая составляющая тока КЗ определяется двумя составляющими: от системы – и от генераторов : принимается неизменной во времени, кА,
(13)
Для системы: кА.
Для генераторов не удаленных от места к.з. , кА,
, (14)
где – коэффициент затухания периодической составляющей, определяется по кривым.
Номинальный ток генераторов, приведенный к напряжению 220 кВ, кА,
(15)
Определяется удаленность точки к.з. от генераторов по условию:
.
,
поэтому к.з. в точке К1 является не удаленным.
Для генераторов не удаленных от места КЗ , кА:
| (16)
| где – коэффициент затухания периодической составляющей, определяется по кривым в зависимости от отношения . /2, рисунок 3.26/, о.е.,
Для генератора G2, : .
В именованных единицах, , кА:
Апериодическая составляющая тока КЗ в момент времени , кА,
, (17)
где - амплитудное значение апериодической составляющей тока КЗ (апериодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени КЗ), кА,
, (18)
- момент времени, когда ток КЗ достигает своего наибольшего значения, с,
с,
Тепловой импульс, кА2∙с, рассчитывается по программе импульс:
Осциллограмма электромагнитного переходного процесса к.з. изображена на рисунке 8.
Рисунок-6 Осцилограмма тока КЗ и его составляющих
Выбор выключателя Q3
а) по напряжению
, (19)
где - напряжение в месте установки выключателя, кВ,
- номинальное напряжение выключателя, кВ,
кВ.
б) по длительному току нормального режима
,
где - ток нормального режима, кА,
, (20)
здесь - полная мощность нагрузки подстанции, МВ∙А,
кА,
- номинальный ток выключателя, кА.
в) по отключающей способности:
1) проверка на симметричный ток отключения
, (21)
где - периодическая составляющая тока КЗ в момент времени ,
- номинальный ток отключения выключателя, кА.
2) проверка отключения апериодической составляющей тока КЗ
, (22)
где - номинальное значение апериодической составляющей тока КЗ,
, (23)
здесь - нормированное содержание апериодической составляющей в полном токе КЗ, %, - номинальный ток отключения, кА.
г) по включающей способности:
1) , (24)
где - номинальный ток включения выключателя, кА,
2) , (25)
где - номинальный ток включения выключателя (начальное действующее значение периодической составляющей), кА,
д) на термическую стойкость
, (26)
где - ток термической стойкости, кА, - допустимое время его действия, с,
е) на динамическую стойкость
, (27)
, (28)
где - ток динамической стойкости.
Необходимые данные для выбора выключателя сведены в таблицу 5.
Таблица 5 – Расчетные данные, необходимые для выбора Q3
Расчетные данные
| Выключатель
ВМТ-220Б-20/1000/УХЛ1
| Uуст = 220 кВ
| Uном = 220 кВ
| Imax = А
| Iном = 1000 А
| Iп,t = кА
| Iотк.ном = 20 кА
| ia,t = кА
| iа,ном = 0,25×20 = 7,07 кА
| Iп,0 = кА
| Iвкл = Iдин = 20 кА
| iу = кА
| iвкл = iдин = 52 кА
| Вк = 14кА 2×с
| Iтер2× tтер = 20 2×3 = 1200 кА2×с
|
Поиск по сайту:
|