Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания

Система Sс=67,3 МВА Генераторы Sг1,2=20 МВА

Двигатели

Реакторы

Трансформаторы

Линии L, км

Wl,2=200 W3=0,1 W4=0,15 W5=0,15 W6=0,2 W7=0,25 W8=0,5

Нагрузка S ,MBA

Sн1=3 Sн2=1 Sн3=2 Sн4=2

Розомкнутые выключатели

QF17 QF3

Определить однофазный и трехфазный ток короткого замыкания

1.                Электромагнитные переходные процессы

1.1 Расчет электрической удаленности источников

Составляется схема замещения для начального момента переходного процесса. Определяется реакция каждого источника питания на КЗ. Она определяется расчетом электроудаленности источника от точки КЗ. В схему замещения не входят сверхпереходные сопротивления и ЭДС двигателей М6, М7, М8 вследствие малости их мощностей, а также нахождения их за трансформаторами ТV3, ТV4, ТV5, соответственно на другой ступени напряжения. Также в схему не включены сверхпереходные сопротивления контактов выключателей, так как они несоизмеримо малы по сравнению с сопротивлениями других элементов схемы.

Электрическая удаленность системы:

Хс=(Хс) ∙U²/Sн=0,125∙110²/67,3= 22,474 Ом

Хтр1=(Uk1/100) ∙U²/Sн1=(11,6/100)∙115²/31,5= 48,70 Ом     

Хтр2=(Uk2/100) ∙U²/Sн2=(11,6/100)∙115²/31,5= 48,70 Ом

Хw1= Хw2=Xo∙l1=0,4∙200=80 Ом   

Хlr3= (Хlr3)∙Uн/(1,73∙Iнlr3)=(Хрlr3/100)∙Uн/(1,73∙Iнlr3)=

(6/100)∙6000/(1,73∙1000)=1,3 Ом

Xw6= Xo∙0,2=0,08∙0,2=0,016 Ом

Хlr5=(Хlr5) ∙Uн/(1,73∙Iнlr5)=(Хрlr5/100)∙Uн/(1,73∙Iнlr5)=

(5/100)∙6000/(1,73∙600)= 0,288 Ом

Хlr2= (Хlr2) ∙Uн/(1,73∙Iнlr2)=(Хрlr2/100)∙Uн/(1,73∙Iнlr2)=

(3/100)∙6000/(1,73∙600)= 0,173 Ом

Xw5= Xo∙l5=0,08∙0,15=0,012 Ом

X = Хс+ Хw/2+ Хтр1∙(Хтр2+Хlr3+Xw6+(Хlr2+Xw5)∙Хlr5/

(Хlr2+Xw5+Хlr5))/ (Хтр1+Хтр2+

+Хlr3+Xw6+(Хlr2+Xw5)∙Хlr5/(Хlr2+Xw5+Хlr5))=

22,474 +40+48,70 ∙(48,70 +1,3 +0,016 +(0,173 +

+0,012)∙ 0,288 /(0,173 +0,012 +0,288)/

( 48,70 +48,70 +1,3 +0,016 +(0,173 +0,012)∙ 0,288 /(0,173 +

+0,012 +0,288)=64,749 Ом

X* = Х ∙Sб/Uн²= 64,749 ∙100/110²= 0,535<3

Следовательно, система электрически не удалена.

Электрическая удаленность Н1:

Хн1=(Х”dн1)∙Uн²/Sнн1=0,35∙6²/3=4,2 Ом

X = Хн1=4,2 Ом

X* = Х ∙Sнн1/Uн²= 4,2 ∙3/6²=0,35<3

Следовательно, нагрузка Н1 электрически не удалена.

Электрическая удаленность М5:

Хм5=(Х”dм5)∙Uн²/Sнм5=(Х”dм5)∙Uн²∙cosφ/Рнм5=0,1∙6²∙0,9/2,5=1,296

Xw3= Xo∙l3=0,08∙0,1=0,008 Ом

Хlr1= (Хlr1)∙Uн/(1,73∙Iнlr1)=(Хрlr1/100)∙Uн/(1,73∙Iнlr1)=

(5/100)∙6000/(1,73∙300)=0,577 Ом

X = Хм5+ Хw3+ Хlr1=1,296 +0,008 +0,577 =1,88 Ом

X* = Х ∙Sнм5/Uн²= 1,88 ∙2,5/(6²∙0,9)=0,145<3

Двигатель М5 электрически не удален.

Электрическая удаленность М1:

Хм1=(Х”∙dм1)∙Uн²/Sнм1=(Х”∙dм1)∙Uн²∙cosφ/Рнм1=

0,182∙6²∙0,83/2= 3,35 Ом

Хlr5=0,288 Ом

Хlr2=0,173 Ом

Xw5=0,012 Ом

Хтр1= Хтр2=48,70 Ом

Хlr3=1,3 Ом

Xw6= Xo∙l6=0,08∙0,2=0,016 Ом

X = Хм1+Хlr2∙(Xw5+Хlr5∙(Xw6+Хlr3+2∙Хтр1)/

(Хlr5+Xw6+Хlr3+2∙Хтр1)/(Хlr2+Xw5+

+Хlr5∙(Xw6+Хlr3+2∙Хтр1)/(Хlr5+Xw6+Хlr3+2∙Хтр1))=

3,35 +0,173 ∙(0,012 +0,288 ∙(0,016 +0,016 +2∙48,70)/

( 0,173 +0,012 +0,288 +2∙48,70)/( 0,173 +0,012 +0,288 ∙

(0,016 +1,3+ +2∙48,70)/(0,288+0,016++1,3 +2∙48,70))=

=3,37 Ом

X* = Х∙Sнм1/Uн²= 3,37 ∙2/(6²∙0,83)=0,225<3

Двигатель М1 электрически не удален.

Электрическая удаленность М2:

Хм2=(Х”dм2)∙Uн²/Sнм2=(Х”dм2)∙Uн²∙cosφ/Рнм2=0,182∙6²∙0,83/2=2,72

X*=Хм2+Хlr2∙(Xw5+Хlr5∙(Xw6+Хlr3+2∙Хтр1)/

(Хlr5+Xw6+Хlr3+2∙Хтр1)/(Хlr2+Xw5+ +Хlr5∙(Xw6+Хlr3+2∙Хтр1)/(Хlr5+Xw6+Хlr3+2∙Хтр1))=

2,72 +0,173 ∙(0,012 +0,288 ∙(0,016 +1,3 +2∙∙48,70)/

( 0,173 +0,012 +0,288 +2∙48,70)/( 0,173 +0,012 +0,288 ∙

(0,016 +1,3 +2∙48,70)/( 0,288 +0,016 ++1,3 +2∙48,70))=

=2,83 Ом

Х ∙Sнм2/Uн²=2,83 ∙2/(6²∙0,83)=0,189<3

Двигатель М2 электрически не удален.

Электрическая удаленность М9:

Хм9=(Х”dм9)∙Uн²/Sнм9=(Х”dм9)∙Uн²∙cosφ/Рнм9=0,21∙6²∙0,9/1,6=4,253

X*=Хм9+(Хlr2+Xw5)∙Хlr5∙(Xw6+Хlr3+2∙Хтр1)/

((Хlr2+Xw5)∙Хlr5+(Хlr2+Xw5)∙(Xw6+Хlr3+

+2∙Хтр1)+Хlr5∙(Xw6+Хlr3+2∙Хтр1))=

4,253+(0,173 +0,012)∙ 0,288 ∙(0,048+1,3 +2∙48,70)/

(( 0,173 +0,012)∙ 0,288 +(0,173 +0,012)∙( 0,048+1,3 +2∙48,70)+ 0,012∙

( 0,048+1,3 +2∙48,70))=4,38 Ом

X* = Х ∙Sнм9/Uн²=4,38∙1,6/(6²∙0,9)=0,216<3

Двигатель М9 электрически не удален.

Электрическая удаленность Н3:

Хн3=(Х”dн3) ∙Uн²/Sнн3=0,35∙6²/2=1,01 Ом

X*=Хн3+(Хlr2+Xw5)∙Хlr5∙(Xw6+Хlr3+2∙Хтр1)/

((Хlr2+Xw5)∙Хlr5+(Хlr2+Xw5)∙(Xw6+Хlr3+

+2∙Хтр1)+Хlr5∙(Xw6+Хlr3+2∙Хтр1))= 1,01 +

(0,173 +0,012)∙ 0,288 ∙(0,048+1,3 +2∙48,70)/

(( 0,173 ++0,012)∙ 0,288 +(0,173 +0,012)∙( 0,048+1,3 +2∙48,70)+ 0,012∙

(0,048+1,3 +2∙48,70))=1,16 Ом

X* = Х ∙Sнн3/Uн²=1,16∙2/6²=0,07<3

Нагрузка Н3 электрически не удалена.

Электрическая удаленность G2:

Хg2=(Х”dg2)∙Uн²/Sнg2=0,125∙6²/20= 0,225 Ом

X = Хg2=0,225 Ом

X* = Х∙Sнg2/Uн²= 0,225∙20/6²= 0,75<3

Генератор G2 электрически не удален.

Электрическая удаленность G1:

Хg1=(Х”dg1)∙Uн²/Sнg1=0,125∙6²/20= 0,225 Ом

X*=Хg1+2∙Хтр1∙(Хlr3+Xw6+Хlr5∙(Xw5+Хlr2)/

(Хlr2+Xw5+Хlr5)/(2∙Хтр1+Хlr3+Xw6+Хlr5∙(Xw5+

+Хlr2)/(Хlr2+Xw5+Хlr5))= 0,225 +2∙48,70∙

(1,3 +0,048+0,288∙(0,173+0,012)/

(0,173+0,012+0,288)/(2∙48,70+1,3 +0,048+0,288 ∙

(0,173 +0,012)/

( 0,173+0,012+0,288)=3,12 Ом

X* = Х∙Sнg1/Uн²=3,12∙20/6²= 1,73<3

Генератор G1 электрически не удален.

Электрическая удаленность Н2:

Хн2=(Х”dн2) ∙Uн²/Sнн2=0,35∙6²/2=12,6 Ом

X*=Хн2+2∙Хтр1∙(Хlr3+Xw6+Хlr5∙(Xw5+Хlr2)/

(Хlr2+Xw5+Хlr5)//(2∙Хтр1+Хlr3+Xw6+Хlr5∙(Xw5++Хlr2)/

(Хlr2+Xw5+Хlr5))=

= 12,6 +2∙48,70∙(1,3 +0,048+0,288 ∙

(0,173 +0,012)/( 0,173+0,012+0,288)/(2∙48,70+1,3 +0,048++0,288 ∙

(0,173 +0,012)/( 0,173+0,012+0,288)=15,562 Ом

X* = Х∙Sнн2/Uн²=15,562∙1/6²= 0,432<3

Следовательно, нагрузка Н2 электрически не удалена.

Электрическая удаленность М10:

Хм10=(Х”dм10)∙Uн²/Sнм10=(Х”dм10)∙Uн²∙cosφ/Рнм10=0,18∙6²∙0,87/1,6

=3,52 Ом

X*=Хм10+(Хlr2+Xw5)∙Хlr5∙(Xw6+Хlr3+2∙Хтр1)/

((Хlr2+Xw5)∙Хlr5+(Хlr2+Xw5)∙(Xw6+Хlr3+

+2∙Хтр1)+Хlr5∙(Xw6+Хlr3+2∙Хтр1))= 3,52 +

(0,173 +0,012)∙ 0,288 ∙(0,048+1,3 +2∙48,70)/

(( 0,173 +0,012)∙ 0,288 +(0,173 +0,012)∙( 0,048+1,3 +2∙48,70)+ 0,012∙

( 0,048+1,3 +2∙48,70))=3,65 Ом

X* = Х ∙Sнм10/Uн²=3,65∙1,6/(6²∙0,87)=0,186<3

Двигатель М10 электрически не удален.

Электрическая удаленность М3:

Хм3=(Х”dм3)∙Uн²/Sнм3=(Х”dм3)∙Uн²∙cosφ/Рнм3=0,18∙6²∙0,87/4.5=1,25

X*=Хм3+((Хlr2+Xw5)∙Хlr5/(Хlr2+Xw5+Хlr5)+Xw6)∙(Хlr3+2∙Хтр1)/

((Хlr2+Xw5)∙Хlr5/(Хlr2+

+Xw5+Хlr5)+Xw6+Хlr3+2∙Хтр1)=1,25+((0,173+0,012)∙0,288/

(0,173+0,012+0,288)+0,048)∙(1,3+2∙48,70)/

((0,173+0,012)∙ 0,288/(0,173+0,012+0,288)+0,048+1,3+2∙48,70)=1,63 Ом

X* =Х∙Sнм3/Uн²=1,63∙4,5/(6²∙0,87)=0,234<3

Двигатель М3 электрически не удален.

Электрическая удаленность М4:

Хм4=(Х”dм4)∙Uн²/Sнм4=(Х”dм4)∙Uн²∙cosφ/Рнм4=0,14∙6²∙0,89/2=2,24 Ом

X*=Хм4+((Хlr2+Xw5)∙Хlr5/(Хlr2+Xw5+Хlr5)+Xw6)∙(Хlr3+2∙Хтр1)/

((Хlr2+Xw5)∙Хlr5/(Хlr2+Xw5+Хlr5)+Xw6+Хlr3+2∙Хтр1)=2,24+

((0,173+0,012)∙0,288/(0,173+0,012+0,288)+0,048)∙(1,3+2∙48,70)/

((0,173+0,012)∙ 0,288/(0,173+0,012+0,288)+0,048+1,3+2∙48,70)=2,62 Ом

X* = Х∙Sнм3/Uн²=2,62∙2/(6²∙0,89)=0,16 <3

Двигатель М4 электрически не удален.

Электрическая удаленность Н4:

Хн4=(Х”dн4)∙Uн²/Sнн4=0,35∙6²/2= 0,252 Ом

X*=Хн4+(Хlr2+Xw5)∙Хlr5∙(Xw6+Хlr3+2∙Хтр1)/

((Хlr2+Xw5)∙Хlr5+(Хlr2+Xw5)∙(Xw6+Хlr3+

+2∙Хтр1)+Хlr5∙(Xw6+Хlr3+2∙Хтр1))=0,252+(0,173+0,012)∙0,288∙

(0,048+1,3+2∙48,70)/((0,173+

+0,012)∙ 0,288+(0,173+0,012)∙( 0,048+1,3+2∙48,70)+

 0,288∙(0,048+1,3+2∙48,70))=0,528 Ом

X* =Х∙Sнн4/Uн²=0,528 ∙2/6²= 0,03<3

Нагрузка Н4 электрически не удалена

1.2 Расчет симметричных режимов

Составляем новую схему замещения с учетом удаленности источников питания и потребителей. Расчет ведем в базисных относительных единицах при Sб=100 МВА, Uн1=115 кВ, Uн2= 6,3 кВ.

Iб2=Sб/(1,73∙Uб2)=100/(1,73∙6,3)=9,165 кА;

Х1=(Хс)∙Sб/Sн=0,125∙100/67,3= 0,185;

Х2=(Хw1/2)∙Sб/Uб1²=(80/2)∙100/110²=0,331;

Х3=(Uктр1%/100)∙(Sб/Sнтр1)=(11,6/100)∙(100/31.5)=0,368;

Х4=(Uктр2%/100)∙(Sб/Sнтр2)=(11,6/100)∙(100/31,5)=0,368;

Х5=(Хн1)∙Sб/Sнн1=0,35∙100/3= 11,6;

Х6=Хр1+Хw3+Хм5= Хlr1∙Iб/ Iрном1+Хw3∙Sб/Uб2²

+(Х”dм5)∙Sб/Sнм5=0,57∙9165/300+

+0,008 ∙100/39,69+0,1∙100∙0,9/2,5=17,414+0,02 +3,6 =21,03;

Х7=Хр2=Хlr2∙Iб/Iрном2=0,173 ∙9165/600=2,658;

Х8=Хм1=(Х”dм1)∙Sб/Sнм1=0,118∙100∙0,9/1,6=6,638;

Х9=Хм2=(Х”dм2) ∙Sб/Sнм2=0,182∙100∙0,83/2=7,54;

Х10=Хw5= Хw5∙Sб/Uб2²=0,012 ∙100/39,69=0,3;

Х11=Хм9=(Х”dм9)∙Sб/Sнм9=0,21∙100∙0,9/1,6=11,813;

Х12=Хр5=Хlr5∙Iб/Iрном4=0,288 ∙9165/600=4,4;

Х13=Хg1=(Х”dg1)∙Sб/Sнg1=0,125∙100/20=0,278;

Х14=(Хн3)∙Sб/Sнн3=0,35∙100/2= 4,66;

Х15=(Хн2)∙Sб/Sнн2=0,35∙100/1= 35;

Х16=Хр3=Хlr3∙Iб/Iрном3=1,3 ∙9165/1000=11,915;

Х17=Хм3=(Х”dм3)∙Sб/Sнм3=0,18∙100∙0,89/4,5=3,56;

Х18=Хм4=(Х”dм4)∙Sб/Sнм4=0,14∙100∙0,89/2,5=4,984;

Х19=Хw6= Хw6∙Sб/Uб2²=0,016 ∙100/39,69=0,043;

Х20=Хм10=(Х”dм10)∙Sб/Sнм10=0,18∙100∙0,87/1,6=9,78;

Х21=Хg2=(Х”dg2)∙Sб/Sнg1=0,125∙100/20=0,278;

Х22=(Хн4)∙Sб/Sнн4=0,35∙100/2=0,7.

Производим упрощение схемы.

Страницы: 1, 2