Высшего и профессионального образования липецкий государственный технический университет

Скачать 1.17 Mb.

Название	Высшего и профессионального образования липецкий государственный технический университет
страница	5/10
Дата публикации	16.01.2015
Размер	1.17 Mb.
Тип	Исследование

100-bal.ru > Физика > Исследование

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

5. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ С УЧЕТОМ

ОСОБЕННОСТЕЙ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

5.1. Общие сведения
Рассчитаем токи короткого замыкания в точках, указанных на рис. 5.1. ТЭЦ связана с энергосистемой двумя воздушными ЛЭП-110 кВ за базисную мощность ТЭЦ принять установленную мощность станции, мощность короткого замыкания системы S_к.з.=1000 МВА. Электрические нагрузки на генераторном напряжении: а) максимальная - 97,6 МВт; б) минимальная - 94,0 МВт; на напряжении 110 кВ: а) максимальная - 70 МВт; б) минимальная - 60 МВт.

На основе расчетов токов короткого замыкания произвести выбор электрического оборудования ТЭЦ с проверкой на электродинамическую и термическую устойчивость.

В ГРУ-6 кВ ТЭЦ предусмотреть для питания потребителей:

а) 2 шинопровода, каждый на ток 6000 А;

б) 10 отходящих линий на 1000 А (в том числе две резервные);

в) 16 отходящих линий на 600 А (в том числе две резервные).

5.2. Выбор электрических генераторов и трансформаторов для связи

с энергосистемой
Основными потребителями электрической энергии являются лесопромышленный комплекс, расположенный в непосредственной близости от ТЭЦ, коммунально-бытовая нагрузка г. Липецка. Учитывая это обстоятельство, принимается электроснабжение перечисленных потребителей на генераторном напряжении, равном 6 кВ.

Расчет токов короткого замыкания. Определение значений токов короткого замыкания производим при следующих условиях:

- все генераторы снабжены А.Р.Н.;

Производим расчет в относительных единицах. За базисную мощность принимаем установленную мощность S_б=300 МВА.Вычисляем сопротивление всех элементов схемы в относительных единицах при принятой базисной мощности (рис. 5.2, 5.3). Система

Сопротивление генераторов

Сопротивление трансформаторов 5,6

Сопротивление трансформатора 7

Сопротивление секционных реакторов 8, 9

Рис. 5.2. Расчетная схема станции

Рис. 5.3. Схема замещения

5.3. Выбор секционных реакторов
Величина индуктивного сопротивления секционного реактора для уменьшения тока короткого замыкания на шинах ГРУ 6 кВ принимаем 18 %, а величина номинального тока его 50 % от тока секции. Ток секции будет равен току генератора, следовательно реактор выбираем на ток:

Точка "К-1" (трехфазное короткое замыкание), рис. 5.4.

Сложим последовательные сопротивления см. рис. 5.5.

Заменим звезду Y (Х₃, Х₆, Х₉) в треугольник

(Х₁₃, Х₁₄, Х₁₅):

Преобразуем  (Х₅, Х₈, Х₁₃) в Y (Х₁₆, Х₁₇, Х₁₈) (рис. 5.6) по формулам:

, (рис. 5.7):

, (рис. 5.8),

, (рис. 5.9 – 5.10),

Рис. 5.11.

X₂₄=0,52.

Определим коэффициенты токораспределения:

Номинальные токи лучей определим по формулам:

Для системы, Г₄;

Для Г_2,3;

Для Г₁;

Токи короткого замыкания к точке короткого замыкания от каждого

луча определяется по формулам:

от системы, Г₄ :

от Г_2,3:

от Г₁:

Общий ток трехфазного короткого замыкания в точке "К-1"

Мощность трехфазного короткого замыкания

Ударный ток короткого замыкания

Коэффициент затухания

Точка "К-2" (на выводах генератора №1). Определим расчетное сопротивление станции (Г₁) по формуле:

При Х_*расч=0,195 по расчетным кривым

получим начальное сверхпереходное и установившееся относительное значение токов короткого замыкания

Ток короткого замыкания в точке "К-2"

Мощность трехфазного короткого замыкания

от Г₁:

на выводах Г₁:

Коэффициент затухания

Точка К-3. Расчет токов короткого замыкания в данной точке производим при отключенном трансформаторе 5 со стороны 110 кВ. Преобразуем треугольник  (Х₂, Х₃, Х₉) в звезду Y(Х₂₄, Х₂₅, Х₂₆) (см. рис. 5.12):

Преобразуем треугольник  (Х₁, Х₂₈, Х₂₆) в звезду Y(Х₂₉, Х₃₀, Х₃₁) (рис. 5.13):

Преобразуем звезду в разомкнутый треугольник (рис. 5.15-5.16):

Определим общее эквивалентное сопротивление лучей (рис. 5.17):

Определим коэффициенты токораспределения в ответвлениях:

Результирующее сопротивление схемы до точки "К-3" короткого замыкания:

Эквивалентное сопротивление отдельных источников (станций) отно-

сительно точки короткого замыкания:

Результирующее сопротивление системы:

Расчетное сопротивление станции (Г₁,Г₂):

Ток системы:

Ток станции (Г₄):

Ток станции (Г₁, Г₂) определяется по расчетным кривым:

;

где

Ударные токи трехфазного короткого замыкания:

Коэффициент затухания:

Точка "К-4".

Для расчета используем схему, изображенную на рис. 5.16 предыдущего расчета. Сложим последовательно сопротивления (рис. 5.18-5.19):

Расчетные сопротивления станций:

Токи от системы:

.
Токи от станции (Г₄) определяем по расчетным кривым

Токи от станции (Г₁,Г₂,Г₃) определяем по расчетным кривым при

Общие токи трехфазного короткого замыкания в точке (К-4)

Коэффициент затухания

Мощность трехфазного короткого замыкания

Ударный ток трехфазного короткого замыкания

Точка "К-5" (за реактором на потребительской линии, рис.5.20).

Номинальный ток наиболее загруженной ветви реактора

Рис. 5.21. Схема к расчету токов к.з. для точки К-6

Рис. 5.22. Схема к расчету токов к.з. для точки К-6

5.4. Выбор сдвоенного реактора
Выбор реактора производим исходя из условий установки за реактором масляных выключателей тип ВВЭ-10-20 с

.

Результирующее сопротивление цепи до точки короткого замыкания с учетом реактора

где

Реактивное сопротивление ветви реактора

Определим сопротивление реактора

Выбираем расщепленный реактор типа РБСГ-10х2х1600-0,14 на напряжение 10 кВ, ток I_рн=1600 А, Х_р=14 %.

5.5. Проверка колебания напряжения за реактором при изменении нагрузки
Определим величину колебания напряжения за расщепленным реактором при любом изменении нагрузок, так как изменение напряжения на одной из секций схемы повлечет изменение напряжения на другой секции (рис. 5.21).

Для I секции с учетом допуска превышения напряжения на шинах 5%:

Для секции II:

где

- измененные значения напряжения на секциях;

- нагрузочные токи секций, кА; sin ₁, sin ₂ - тригонометрические функции, определяемые нагрузками и cos  каждой секции; f_c-коэффициент связи между ветвями реактора (принимается равным 0,5); Х_р%-реактивное сопротивление одной ветви рабочего реактора.

Колебания напряжения на каждой секции соответственно определяются разностью:

Проверка величины колебания напряжения за расщепленным реакто-

ром в различных режимах работы реактора РБСГ-10х2х1600-0,14 (нагрузка на плечо 1 - I₁=1600А, нагрузка на плечо 2 - I₂=800А), cos =0,85, sin =0,61, К_св=0,55, принимаем sin ₁=sin ₂.

а) Для I секции:

Для секции II:

б) Для I секции I₁=1600 А, I₂=0 А:

Для II секции:

c) Для I секции I₁=800 А, I₂=0:

Для II секции:

Расщепленный реактор типа РБСГ-10х2х1600-0,14 имеет колебание напряжения при нагрузке в плечах:

I₁=1600 А, I₂=800 А составляет 6,6%;
I₁=1600 А, I₂=0 А составляет 13,2%;
I₁=800 А, I₂=0 А составляет 6,6%.

Проверим выбранный реактор на потерю напряжения в нормальном режиме на его I и II ветвях по формулам:

при cos =0,85, sin =0,61, К_св=0,55 принимаем sin ₁=sin ₂

- на I ветви:

- на II ветви:

Определим ток короткого замыкания в точке "К-5" по формуле:

Расчет колебания напряжения за реактором произведен без учета влияния нагрузки асинхронных и синхронных двигателей на величину сопротивления реактора и cos  (от 0,850,95). Это и вызвало повышение колебания напряжения для варианта б). Расчет колебания напряжения за другими реакторами производим аналогичным образом.

5.6. Определение подпитки места короткого замыкания ударным

током асинхронных двигателей
Определим подпитку места короткого замыкания (шины 6 кВ за реактором) ударным током асинхронных двигателей:

Общий ударный ток короткого замыкания:

Коэффициент затухания:

Определили подпитку места короткого замыкания (шины 6 кВ за реактором) ударным током асинхронных двигателей.

6.7. Проверка выбранного сдвоенного реактора на термическую

устойчивость токами короткого замыкания
Проверим выбранный реактор на термическую устойчивость токами короткого замыкания:

По кривым фиктивного времени при =1 и t_откл.=2,05 находим t_фп=1,7:

где

Тогда

т.е.

следовательно, реактор термически устойчив.

Точка "К-6" (за реактором собственных нужд ТЭЦ).

Вся нагрузка на секции собственных нужд состоит из асинхронных электродвигателей, подключенных за реактором (рис.5.22). Выбор реактора собственных нужд производим по второй секции, как наиболее нагруженной, исходя из условий установки за реактором масляного выключателя типа ВВЭ-10-20 с током отключения

Максимальная нагрузка II секции составляет 9,7 МВт. Номинальный ток одной ветви реактора

Определим результирующее сопротивление цепи до точки короткого замыкания "К-6" (с учетом реактора):

Реактивное сопротивление ветви реактора будет:

Сопротивление реактора, отнесенное к его номинальным параметрам, оп-

ределяем по формуле:

Выбираем расщепленный реактор типа РБС-10-2х1000х0,14 на напряжение 10 кВ, ток I_рн=1000 А, Х_р%=14. Проверим выбранный реактор на потерю напряжения в нормальном режиме на его I и II ветвях по формулам при cos=0,85, sin=0,61, К_св=0,55, принимаем sin₁=sin₂:

- на I ветви реактора:

что меньше допустимого по норме. Потери напряжения на II ветви будут одинаковыми, так как номинальная нагрузка II ветви равна I ветви реактора.

Определим ток короткого замыкания в точке "К-6" по формуле:

Расчетная мощность трехфазного короткого замыкания:

Ударный ток трехфазного короткого замыкания:

Определим подпитку места короткого замыкания ударным током от асинхронных двигателей:

Общий ударный ток короткого замыкания с учетом подпитки от асинхронных двигателей в точке "К-6":

что меньше допустимого амплитудного тока масляного выключателя типа ВВЭ-10-20, равного 52 кА. Коэффициент затухания:

Проверим выбранный реактор на термическую устойчивость токам короткого замыкания:

При коэффициенте затухания =1 и t_откл.=2,05 находим t_фп=1,7. Тогда

фиктивное время соответствующее полному току короткого замыкания:

где

т.е.

Следовательно, реактор термически устойчив. Расчет на термическую устойчивость других реакторов производим аналогичным образом.

Точка "К-7" (за реактором на фидере резервного питания собственных нужд ТЭЦ, см. рис. 5.23).

Номинальный ток реактора по наиболее загруженной II секции:

Определим сопротивление реактора:

Выбираем одинарный реактор типа РБГ-10-1600-0,14 на напряжение 10 кВ, на ток I_рн=1600 А, Х_р=14%. Проверим реактор на потерю напряжения:

Определим ток короткого замыкания в точке "К-7" по формуле:

Коэффициент затухания:

Подпитка места короткого замыкания ударным током от асинхронных двигателей:

Общий ударный ток короткого замыкания:

Точка "К-8".

Используем схему, изображенную на рис. 5.16 предыдущих расчетов. Преобразуем треугольник (Х₅ ,Х₂₉ , Х₃₂) в эквивалентную звезду (Х₃₆, Х₃₇, Х₃₈) (см. рис. 5.24):

Сложим последовательные сопротивления (см. рис. 5.26):

Сложим последовательные сопротивления (рис. 5.28):

Приведем схему к виду, показанному на рис. 5.29:

Результирующее сопротивление до точки короткого замыкания:

Коэффициенты токораспределения в лучах системы и станции (Г₁,Г₂,Г₃):

Результирующее сопротивление системы (рис. 5.29):

Расчетное сопротивление станции (Г₁,Г₂):

Расчетное сопротивление станции (Г₄):

Токи от системы:

Токи от станции (Г₁, Г₂):

Токи от станции (Г₄):

где

Общий ток короткого замыкания системы и станции (Г₁, Г₂, Г₃):

Коэффициент затухания:

Точка "К-9"

(для выбора секционных выключателей).

При коротком замыкании в точке "К-9" считаем выключатель "В" отключенным.

Тогда схема приведется к виду, показанному на рис. 5.30.

Преобразуем треугольник (Х₂, Х₃, Х₉) в звезду (Х₄₃, Х₄₄, Х₄₅) (см. рис. 5.31):

Сложим последовательные сопротивления:

Преобразуем звезду в разомкнутый треугольник (см. рис. 5.33):

Определим общее (эквивалентное) сопротивление лучей (рис. 5.34):

Находим коэффициенты токораспределения:

Результирующее сопротивление до точки "К-9":

Рис. 5.33. Схема к расчету токов к.з. для точки К-9

Эквивалентное сопротивление отдельных источников короткого замыкания:

Результирующее сопротивление системы:

Расчетное сопротивление станции (Г₂, Г₃):

Токи системы:

Ток станции (Г₄):

Ток от станции (Г₂,Г₃) определяем по расчетным кривым [19]:

Ударные токи трехфазного короткого замыкания:

Общий ударный ток:

Коэффициент затухания:

Точка "К-10" (за реактором на потребительской линии). Номинальный ток реактора по наиболее загруженной II секции (рис. 5.35):

Реактор выбирается исходя из установки за реактором масляного выключателя типа МГГ-10-400-45У3 с I^"=45 кА, I_макс=120 кА.

Результирующее сопротивление цепи до точки замыкания с учетом реактора:

Приведенное значение реактивного сопротивления реактора:

Определим сопротивление реактора:

Выбираем реактор типа РБДГ-10-4000-0,105 на напряжение 10 кВ, на ток I_нр=4000 А, Х_р=10,5 %. Проверим реактор на потерю напряжения в нормальном режиме:

что допустимо по норме. Ток короткого замыкания в точке "К-10":

Подпитка асинхронных двигателей:

Общий ударный ток короткого замыкания:

Проверим выбранный реактор на термическую устойчивость токам короткого замыкания:

По кривым фиктивного времени при коэффициенте затухания =1 и t_откл.=2,12 находим t_фп=1,75. Тогда фиктивное время соответствующее полному току короткого замыкания:

где

Поэтому, реактор на потребительской линии термически устойчив.

5.8. Расчет токов однофазного короткого замыкания на вводах

трансформатора 63 МВА со стороны 110 кВ.
Произведем расчет однофазного короткого замыкания на выводах транс-

форматора 63000 кВА со стороны 110 кВ (см. рис.5.36-5.37):

S_б=300, МВА;

Сопротивление нулевой последовательности линии:

Сопротивление трансформаторов связи:

Суммарное сопротивление нулевой последовательности:

Суммарное относительное сопротивление прямой последовательности, приведенное к шинам ОРУ-110 кВ:

Результирующее сопротивление:

Значения токов короткого замыкания сведем в табл. 5.1.

Таблица 5.1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

	Методические указания по выполнению реферата Волгоград Ысшего профессионального образования «волгоградский государственный технический университет» камышинский технологический институт...		Липецкий государственный технический университет Электротехника, электромеханика и электротехнологии на квалификационную степень бакалавра техники и технологии на тему
	Учебно-методический комплекс дисциплины культурология федеральное... «Дальневосточный государственный технический университет (двпи им. В. В. Куйбышева)» в г. Петропавловске-Камчатском		Учебно-методический комплекс дисциплины социология федеральное агентство... «Дальневосточный государственный технический университет (двпи им. В. В. Куйбышева)» в г. Петропавловске-Камчатском
	Учебно-методический комплекс дисциплины информатика Федеральное агентство... Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования образовательной программы, утвержденный		«московский государственный технический университет гражданской авиации»... Кирсановский авиационный технический колледж-филиал федерального государственного бюджетного образовательногоучреждения высшего профессионального...
	Теоретические основы комплексной технологии окончательной влажно-тепловой... «Орловский государственный технический университет» (Орелгту) и Государственном образовательном учреждении высшего профессионального...		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «алтайский государственный...
	Учебно-методический комплекс дисциплины логистика федеральное агентство... Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования образовательной программы 080504 «Государственное...		«Саратовский государственный технический университет имени гагарина ю. А.» Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Южно-Российский государственный технический университет Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Патентам и товарным знакам (19) Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет...
	«Проектирование электротехнических устройств» Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования омский государственный технический университет		Патентам и товарным знакам (19) Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет...
	Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) Негосударственное образовательное частное учреждение высшего профессионального образования		Отчет государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет)

Высшего и профессионального образования липецкий государственный технический университет

5. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ С УЧЕТОМ

ОСОБЕННОСТЕЙ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Похожие: