не враховують, крім спеціальних випадків, ємнісні провідності елементів короткозамкненого ланцюга не землю;

уважають, що трифазна система є симетричною (несиметричні К.З. розглядаються в конкретній крапці, вся інша частина схеми вважається симетричною);

зневажають активними опорами ланцюга, якщо відношення х/ч більше трьох;

наближений облік навантаження. Для того, щоб урахувати в підживленні струму К.З. масу двигунів, що харчуються те генератора, приймають: потужність двигунів узагальнюється; навантаження підключається в схемах у характерних крапках.

Зазначені допущення поряд зі спрощеннями розрахунків приводять до деякого перебільшення струмів К.З. (погрішність практичних методів розрахунку не перевищує 10%, що прийнято вважати припустимим).

6.2 Розрахунок струмів при трифазному короткому замиканні

Для того щоб зробити розрахунок кожного К.З. за вихідною схемою ділянки енергосистеми складається так називана схема заміщення, у яку кожен елемент входить зі своїми опором, а джерела показуються крапками додатка ЕДС (рис.6.2).

Тому що елементи вихідної схеми щодо крапки К.З. перебувають у різних умовах (за рівнем напруги) необхідно всі опори елементів привести до єдиної умови; до крапки К.З.

При використанні системи відносних одиниць вибирають базисні умови.

Як базисні величини приймаємо базисну потужність Sб і базисна напруга Uб.

За базисну потужність (залежно від потужностей трансформаторів у схемі) приймають 100 МВА або 1000 МВА.

Як базисна напруга приймають напругу щабля К.З. (місця К.З.).

Рис 6.1 - Розрахункова схема        Рис 6.2 - Схема заміщення

Для наступного вибору й перевірки апаратур розглянемо три випадки розташування крапки К.З.

Струм К.З. на шинах 115 кв (крапка ДО1)

Базисні умови:

Sб = 100 МВА, Uб = 115кв

; кА (5.1)

= 0,502 кА

Рис.6.3 Схема заміщення при к.з. на шинах 115 кВ

Розраховуємо опору ланцюга по наступних формулах:

Опір системи:

xc = , о. е. (1.5.2)

Опір ЛЕП:

x = ; о. е

де  - питомий опір ВЛЭП (0,4 Ом/км)

 - середня напруга ЛЕП; кв

L - довжина лінії, км.

Опір двухобмоточного трансформатора:

xт = ; о. е (1.5.4)

Опір синхронного генератора:

xг = cos ; о. е (1.5.5)

де  - сверхпереходное опір генератора =0,23.

cos =0,85.

Відповідно до вищевказаних формул расчитываем опір елементів ланцюга:

=

= =

= =

= =

Перетворимо схему:

= =

= = + =

Тому що значення ЕДС генераторів на двох кінцях галузей схеми однакові, те

= =

= + =

Схема має вигляд:

Рис 6.4                                                      Рис 6.5

Розраховуємо значення періодичної складової струму к.з. у нульовий момент часу.

Значення періодичної складової струму к.з. від системи:

Iп0* з = =;

Iп0 з = Iп0* з = кА;

Значення періодичної складової струму к.з. від генераторів:

Iп0* сг = =;

Iп0 з = Iп0* з = кА;

де Ес - ЕДС системи, Е =1.

Есг - ЕДС генератора;

Есг = 1+ ; (5.2)

Есг = 1+ ;

Сумарне значення періодичної складової струму к.з. у нульовий момент часу на шинах 115 кв.

Iп0 Σ = Iп0 з + Iп0 сг = 23,905 + 0,968 = 24,873 кА

Струм к.з. на шинах 10,5 кв (крапки К2, К3)

Базисні умови:

Sб = 100 МВА, Uб = 10,5кВ

; кА (5.3)

= 5,499 кА

Відповідно до попередніх розрахунків:

=

=

=

Рис 6.6

Перетворимо схему:

= + = + 0,021

= + =

Рис 6.7

Далі перетворимо схему методом коефіцієнтів участі. Суть методу полягає в тім, що струм у місці к.з. приймається (в в.о) рівним 1 і розраховується частка участі кожного джерела в підживленні крапки к.з.

Розрахунок проводиться по наступному алгоритмі:

Розраховуємо результуючий опір

=

Розраховуємо коефіцієнт участі:

Розраховуємо загальний опір.

= + =

Розраховуємо нові опори:

Перетворена схема має вигляд:

Рис 6.8

Тому що ЕДС генераторів на кінцях галузей схеми рівні, те

=

Схема має вигляд:

Рис 6.9

Розраховуємо значення періодичної складової струму к.з. у нульовий момент часу:

Значення періодичної складової струму к.з. від системи

=

= = = 12,19 кА

Значення періодичної складової струму к.з. від генераторів

=

= = = 9,07 кА

Сумарне значення періодичної складової струму к.з у нульовий момент часу на шинах 10,5 кв

Iп0 Σ = Iп0 з + Iп0 сг = 12,19 + 9,07 = 21,26 кА

Найбільшим значенням струму к. з. у ланцюзі є ударне значення струму к. з. Максимальне миттєве значення повного струму наступає звичайно через 0,01з послу початку процесу к. з. воно зветься ударного струму й позначається

, кА (1.5.7)

де Ку - ударний коефіцієнт;

Ку з = 1,9; Ку г = 1,95 з (для генераторної напруги, 10 кв);

Ку = 1,8 (для 110 кв).

Розраховуємо значення ударного струму к.з.

На шинах 10 кв:

iу = ·1,95·21,26 = 58,629 кА

На шинах 110 кв

iу = ·1,8·24,874 = 63,316 кА

Всі основні розрахункові величини даного розділу вносяться в таблицю 6.1

Таблиця 6.1

Розрахунок однофазного к.з. не проводиться, тому що не входить у завдання. Струми однофазного к.з. можуть перевищувати значення трифазного к.з. Для зниження однофазних к.з. некомендуется разземление частини нейтрали трансформаторів.

7. Вибір високовольтних апаратур і струмоведучих частин

Струмоведучі частини (шини, кабелі) і всі види апаратів (вимикачі, разъдинители, запобіжники, вимірювальні трансформатори й т.п.) повинні вибиратися відповідно до обчислених максимальних розрахункових величин (струмами, напругами, потужностями відключення) для нормального режиму й короткого замикання. Для їхнього вибору проводиться порівняння зазначених розрахункових величин з допускають значениями, що, для ТВЧ і високовольтних апаратів. Складається таблиця порівняння указаных розрахункових і припустимих величин. При цьому для забезпечення надійної роботи розрахункові величини повинні бути менше припустимих.

Вибір ТВЧ й апаратів проводиться по тривалих режимах роботи.

Тривалий режим роботи електротехнічного пристрою має місце, коли система або електроустановка перебуває в одному з наступних режимів: нормальному, ремонтному й послеаварийном. [13]

Нормальний режим - це такий режим роботи електротехнічного пристрою, при якому значення його параметрів не виходять за межі, припустимі при заданих умовах експлуатації. [13]

У нормальному режимі функціонують всі елементи електроустановки, без змушених відключень і перевантажень. Струм навантаження в цьому режимі може мінятися залежно від графіка навантажень. Для вибору апаратів і ТВЧ варто приймати найбільший струм нормального режиму Iнорм

Ремонтный режим - це режим планових, профілактичних і капітальних ремонтів. У ремонтному режимі частина елементів електроустановки відключена, тому на елементи, що залишилися в роботі, лягати підвищене навантаження. При виборі апаратів і ТВЧ необхідно враховувати це підвищення навантаження до Iрем макс [13]

Послеаварийный режим - це режим, у якому частина елементів електроустановки вийшла з ладу або виведена в ремонт внаслідок аварійного (позапланового) відключення. При цьому режимі можливе перевантаження елементів, що залишилися в роботі, електроустановки струмом Iп. ав. макс [13].

Из двох останніх режимів вибирають найбільш важкий, коли в розглянутому елементі електроустановки проходить найбільший струм Iмакс.

У такий спосіб розрахунковими струмами тривалого режиму є:

Iнорм - найбільший струм нормального режиму; Iмакс - найбільший струм ремонтного або послеаварийного режиму.

Обрані ТВЧ й апарати перевіряють за умовами к. з. [11]. По режиму к.з. повинні перевіряться всі установки вище 1кв.:

а) електричні апарати, токопроводы, кабелі й інші провідники, а також опорні й несучі конструкції для них;

б) повітряні ЛЕП при ударному струмі к.з.50 ка й більше для попередження схлестывания проводів при динамічній дії струмів к.з.

Проведення ВЛЕП, обладнаних пристроями швидкодіючого АПВ, варто перевіряти на термічну стійкість.

Стійкими при струмах к.з. є ті апарати й провідники, які при розрахункових умовах витримують впливу цих струмів не піддаючись електричним, механічним й іншим руйнуванням або деформаціям, що перешкоджають їх подальшої нормальної експлуатації.

По режиму к.з. при напрузі вище 1 кв не перевіряються:

а) апарати й провідники захищені плавкими запобіжниками із вставками на номінальний струм до 60А, - по електродинамічній стійкості.

б) апарати й провідники захищені запобіжниками незалежно від їхнього номінального струму й типу, - по термічній стійкості.

Ланцюг уважається захищеної плавким запобіжником, якщо його здатність, що відключає, обрана відповідно до вимог ПУЕ й він здатний відключити найменший можливий аварійний струм у даному ланцюзі.

в) трансформатори струму в ланцюгах до 20 кв, що харчує трансформатори або реактированные лінії, у випадках коли вибір трансформаторів струму за умовами к.з. вимагає такого завищення коефіцієнтів трансформації, при якому може бути забезпечений необхідні клас точності приєднаних вимірювальних приладів;

г) апарати й шини ланцюгів трансформаторів напруги при розташуванні їх в окремій камері або за додатковим резистором, убудованим у запобіжник або встановленим окремо.

Вибір високовольтних апаратів.

Роз'єднувач

Це контактний комутаційний апарат, призначений для відключення й включення електричного ланцюга без струму або з незначним струмом, що для забезпечення безпеки має між контактами у відключеному положенні ізоляційний проміжок.

При ремонтних роботах роз'єднувачем створюється видимий розрив між частинами оставшимся під напругою й апаратами виведені в ремонт.

Роз'єднувачі по числу полюсів можуть бути одне й триполюсними, по роду установки - для внутрішніх і зовнішніх установок, по конструкції - що рубає, поворотного, що котиться, пантографічного й підвісного типу. По способі установки розрізняють роз'єднувачі з вертикальним і горизонтальним розташуванням ножів.

Вибір роз'єднувачів:

По напрузі установки

Uн Uуст

По струму

Iнорм Iном, Iнорм Iмакс

По конструкції й роду установки.

По електродинамічній стійкості

iпр.с iу; Iп0  Iпр.с

де iпр.с, Iпр.с - граничний наскрізний струм (амплітуда й діюче значення);

По термічній стійкості

Вк  ·tтер

де Вк - тепловий імпульс, кА2·с

Вк = ·tпр (1.6.1)

tпр - наведений час відключення к. з.

tпр = tр.з. +tс.в, (1.6.2)

Цей час визначається за часом дії основних релейних захистів і за повним часом відключення вимикачів.

Приймаємо tр.з = 0,1

tс.в - час спрацьовування вимикачів по каталозі

 - граничний струм термічної стійкості;

tтер - тривалість протікання граничного струму термічної стійкості.

Перевірка й вибір роз'єднувачів наведені в підсумковій таблиці даного розділу.

Вимикачі високої напруги

Вимикач - комутаційний апарат, призначений для включення й відключення струму.

Вимикач є основним апаратом в електричних установках, він служить для включення й відключення в ланцюзі в будь-яких режимах: тривале навантаження, перевантаження, к.з. холостий хід, несинхронна робота. Найбільш важкою й відповідальною операцією є відключення струму к.з. і включення на існуюче к.з.

До вимикачів високої напруги висувають наступні вимоги:

Надійне відключення будь-яких струмів (від десятків амперів до номінального струму відключення);

Швидкість дії, тобто найменший час відключення;

Придатність для швидкодіючого АПВ, тоесть швидке включення вимикача відразу після відключення;

Можливість пофазного (пополюсного) керування вимикачів 110 кв і вище;

Легкість ревізії й огляду контактів;

Взрыво - і пожаробезопасность;

Зручність транспортування й експлуатації.

У дипломному проекті до установки приймаються элегазовые вимикачі.

Достоїнства элегазовых вимикачів:

Взрыво - і пожаробезопасность, швидкість дії, висока здатність, що відключає, мале зношування дугогасительных контактів, можливість створення серій з уніфікованими вузлами, придатність для зовнішньої й внутрішньої установки.

Недоліки элегазовых вимикачів:

Необхідність спеціальних пристроїв для наповнення, перекачування й очищення элегаза, відносно висока вартість.

Вибір вимикачів:

По напрузі установки Uн Uуст

По тривалому струмі Iнорм Iном, Iнорм Iмакс

По здатності, що відключає

У першу чергу виробляється перевірка на симетричний струм відключення за умовою:

Iп Iотк.ном

Потім перевіряється можливість відключення аперіодичної складової струму к.з

iаτ iан = ,

де iан - номінальне припуска значение, що, аперіодичної складової у відключає токе, що, для часу ;

 нормований зміст аперіодичної складової у відключає токе, що, %

iаτ - аперіодична складова струму к. з. у момент розбіжності контактів ;

 - найменший час від початку к. з. до моменту розбіжності дугогасительных контактов

= tз. мін.+ tс.в = 0,01+0,035 = 0,045з

tз. мін = 0,01 з - мінімальний час дії релейного захисту;

tс.в - власний час відключення вимикача. Якщо умова Iп Iотк.ном

iаτ iан, те допускається перевірку за здатністю, що відключає, робити по повному струмі к.з.:

( Iп + iаτ)   Iотк.ном (1 + )

По здатності, що включає, перевірка виробляється за умовою iвкл iу; Iп0 Iвкл, где iу - ударний струм к. з. у ланцюзі вимикача;

Iп0 - початкове значення періодичної складової струму к. з. у ланцюзі вимикача;

Iвкл - номінальний струм включення (діюче значення періодичної складової);

iвкл - найбільший пік струму включення;

На електродинамічну стійкість вимикачі перевіряються по граничних наскрізних струмах к.з.

Iп0 Iдин, iдин iу

де Iдин - діюче значення періодичного складового граничного наскрізного струму к. з.,

iдин - найбільший пік (струм електродинамічної стійкості) по довіднику;

На термічну стійкість вимикач перевіряється по тепловому імпульсі струму к.з:

;

де  - тепловий імпульс струму к. з. з розрахунку;

 - струм термічної стійкості по довіднику;

 - тривалість протікання струму термічної стійкості по довіднику, с.

Вимірювальні трансформатори.

Трансформатори струму.

Вони призначені для зменшення первинного струму до значень, найбільш зручних для вимірювальних приладів і реле, а також для відділень ланцюгів виміру й захистів від первинних ланцюгів високої напруги.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5