Расчет токов КЗ для системы электроснабжения

Расчет токов КЗ для системы электроснабжения

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФИЛИАЛ

государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ имени В.В Куйбышева)в г. Петропавловске-Камчатском

Специальность 140211 Электроснабжение

Кафедра «Промышленной теплоэнергетики и электроснабжения»

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

По дисциплине «Переходные процессы в системах электроснабжения»

Расчет токов КЗ для системы электроснабжения

вариант.

Петропавловск - Камчатский 2011г.

Введение

Целью расчетно-графического задания является составление однолинейной схемы замещения системы электроснабжения, расчет параметров схемы замещения системы электроснабжения, нахождение активного и  для КЛ, нахождение полного сопротивления до точек КЗ, расчет токов КЗ.

ток напряжение короткий замыкание

Реферат

Расчету подлежат токи трехфазного КЗ  , в различных точках системы, и токи двухфазного КЗ в тех же точках  .

Трехфазные КЗ - симметричные КЗ, согласно ПУЭ при выборе элементов защиты кабельных линий , воздушных линий, трансформаторов, электродвигателей. Ведется проверка трехфазного КЗ и двухфазного КЗ.

Перед началом расчёта составляется расчётная схема. На расчётной схеме изображаются все элементы, которые могут оказаться в наиболее тяжелом условии при КЗ. Расчётная схема, параметры элементов являются исходными данными для расчетов. По расчетной схеме составляют электрическую схему замещения, на которой электрические машины, силовые трансформаторы, автотрансформаторы , токоограничивающие реакторы, воздушные и кабельные линии учитываются в виде их индуктивных сопротивлений. На схеме замещения отмечаются все точки, в которых будут рассчитаны токи КЗ, целью выбора аппаратов защиты всех элементов. Для каждого элемента схемы задаются его основные параметры. Например: для ВЛ - удельное сопротивление и её длина, для Тр - его номинальное КЗ , коэффициент трансформации.

После составления схем замещения ведется расчет эквивалентных сопротивлений всех элементов схемы замещения с учетом их реактивных сопротивлений, а для КЛ и ВЛ и с учётом их активных сопротивлений, а так же с учётом РПН Тр.

1. По расчетной схеме составляем однолинейную схему замещения

Рисунок 1. Схему замещения системы электроснабжения

.1 Описание силового трансформатора ТДНС-16000/35

Структура условного обозначения:

Т - трансформатор трехфазный;

Д - принудительная циркуляция воздуха и естественная

циркуляция масла;

Н - регулирование напряжения под нагрузкой;

С - исполнение трансформатора собственных нужд электростанций.

Его параметры - трехфазной силовой трансформатор с расцепленной обмоткой низкого напряжения собственных нужд. Охлаждение выполнено в виде принудительной циркуляции воздуха и естественной масла. Предназначен для работы в электрических сетях общего назначения, в комплектных трансформаторных подстанциях, для собственных нужд электростанций.

Основные параметры ТДНС-16000/35:

Рисунок 2. Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры трансформатора 1 - расширитель; 2 - ввод "О" ВН; 3 - ввод НН; 4 - ввод ВН; 5 - бак

.2 Основные параметры электроустановки АД-400(Дизельная электростанция)

Структура условного обозначения:

АД - Электроагрегат дизельный;

- напряжение 400 В.

Технические характеристики электростанции:

2. Расчет параметров схемы замещения системы электроснабжения

.1 Расчет эквивалентных сопротивлений ВЛ и max рабочего тока

Сопротивление ВЛ1 и ВЛ2 находим по данным и удельному сопротивлению

-удельное сопротивление линии =ом/км

-длинна ВЛ по заданию =4км

.2 Максимальный рабочий ток ВЛ

К=0.7-доп. коэффициент нагрузки силового трансформатора

.3 Ток форсированного режима ВЛ

.4 Экономическое сечение провода

j =1.4 - экономическая плотность тока А/мм2

Выбираем провод сечением 150мм2. Провод А150. Допустимый ток 440 А.

.5 Система

Реактивное сопротивление системы находят по мощности К.З. системы

.5.1 Сопротивления трансформатора с РПН, приведенные к регулировочной стороне ВН. Поскольку у трансформатора есть ступени регулирования, то напряжения обмоток могут принимать max и min значения, считаем трансформатор 2х обмоточным.

.5.2 Максимально допустимые отклонения на обмотке ВН трансформатора, которые возможно компенсировать с помощью РПН:

 - диапазон регулирования устройства РПН

.5.3 Реальные коэффициенты трансформации

=6.53

5.13

Потери напряжения при КЗ для данного вида трансформатора с РПН.

.6 Длина кабельных линий КЛ1 и КЛ2.

lКл1 = lКл2 = 1.7 км - от ТР до РП

lКл3 = 150 м = 0,15 км - от РП до электроустановки

Сопротивление КЛ сможем определить после выбора кабеля. Выбор кабеля осуществляется по величине номинального тока, протекающего через кабель, экономической площади сечения кабеля, и по  допустимому току, который может протекать по кабелю не длительное время .

.6.1 Номинальное напряжение КЛ1 и КЛ2.

 (присоединен к нижней обмотке трансформатора = 6кВ)

.6.2 Находим номинальный ток КЛ12.

 - максимальная активная нагрузка КЛ

Согласно ПУЭ кроме номинального тока находится ток форсированного режима

.6.3 Находим сечение кабеля по экономической плотности тока

j =1.4 - экономическая плотность тока А/мм2

Выбираем кабель ОСБГ 3×150 (трехжильный)

Структура условного обозначения:

О - отдельные оболочки поверх каждой фазы;

С - свинцовая оболочка;

Б - Броня из двух стальных лент с антикоррозионным защитным покровом;

Г - отсутствие защитных покровов поверх брони или оболочки.

В системе электроснабжения используются 2 кабеля пи параллельной работе, поэтому результирующее сопротивление кабельной линии КЛ1//2:

(Ом)

(Ом)

Находим полное сопротивление КЛ:

(Ом)

.6.4. Находим сопротивление КЛ3, которое питает электродвигатель.

Находим полную мощность двигателя:

Номинальный ток двигателя

По величине номинального тока находим экономическое сечение кабельной линии 3

По величине экономическое сечение выбираем кабель с ближайшим стандартным сечением:

Кабель СШв 3 кВ трех жильный.

С - свинцовая оболочка;

Ш - защитный покров в виде выпресованного шланга.

Выбираем кабель со стандартным значением ;

2.7 Приведем сопротивление КЛ123 к базисным условиям, для этого воспользуемся действительными коэффициентами трансформаторов. Поскольку трансформатор известен, то и известен коэффициент трансформации, по этому метод приведения называется точный метод в именованных еденицах.

.7.1 Поскольку трансформатор имеет РПН т.е. существует max и min напряжения обмоток ,по этому ивеличина сопротивления будет соответственно max и min. Для КЛ будем находить активное и

Таблица приведенных к базисным условиям сопротивления КЛ

.8 Рассмотрим точку КЗ К1; К2; К3; К4, и находим эквивалентные сопротивления до каждой точки КЗ

До К1

До К2

До К3

До К4

.9 Находим полное сопротивление до точек КЗ

.9.1 Полное сопротивление до точки К1

2.9.2 Полное сопротивление до точки К2

.9.3. Полное сопротивление до точки К3

.9.4 Полное сопротивление до точки К4

Таблица найденных эквивалентный сопротивлений до каждой точки КЗ

.10 Рассчитываем токи трехфазного КЗ(1) и двухфазного КЗ(2) короткого замыкания в точках К1; К2; К3; К4

.10.1 Точка К1

.10.2 Точка К2

.10.3. Точка К3

.10.4. Точка К4

2.11 Приведение токов КЗ к базисному напряжению (напряжению на стороне которого происходит КЗ)

.11.1 В точке К4 на стороне НН

.11.2 В точке К3 на стороне НН

.11.3 В точке К2 на стороне НН

2.12 Результаты расчетов токов КЗ представляем в виде таблицы

.12.1 Токи трехфазного КЗ(3) в точках К1; К2; К3; К4. (в кА)

.12.2 Токи трехфазного КЗ(2) в точках К1; К2; К3; К4. (в кА)

Заключение

В ходе решения расчетно-графического задания была составлена однолинейная схема замещения системы электроснабжения, произведен расчет параметров схемы замещения системы электроснабжения, найдено активное и  для КЛ, найдено полное сопротивление до точек КЗ, рассчитаны токи КЗ.