Як приклади в обчисленні використовують такі навантаги: Sb = 0, Sb = 15 MBA і S“ = ЗО MBA за cos фь = 0,8 в діапазоні напруги від Uq = ЗО кВ до Uq = 36 кВ = UmQ.
На рисунку 11 ділянка можливих струмів короткого замикання особливо обмежує максимальну напругу иі = UmQ.
Коефіцієнт трансформації t ►
ІЕС 969/2000
Рисунок 11 — Сила струму короткого замикання Гьз, розрахована методом накладання (S), порівнювана з /цЕС> розрахованим методом еквівалентного джерела напруги ІЕС в точці короткого замикання, залежно від коефіцієнта трансформації t, до настання короткого замикання. Двигуни увімкнені. Положення перемикача відгалужень відрегульоване для напруги Ub і навантаги Sb (cos <рь = 0,8)5 ОБЧИСЛЮВАННЯ ТРИФАЗНИХ СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ ДЛЯ ЕНЕРГОБЛОКА СТАНЦІЇ ТА ДОПОМІЖНОЇ МЕРЕЖІ
Поставлення задачі
Трифазні струми короткого замикання в точках короткого замикання F1—F5 на рисунку 12 розраховують згідно з I EC 60909-0.
Енергоблок станції (S) із SrG = SrT= 250 MBA з’єднано з мережною лінією живлення із UnQ= = 220 кВ. Фактична сила струму короткого замикання дорівнює /”а = 21 кА і дається енергопостачаль- ною компанією в результаті обчислення відповідно до ІЕС 60909-0, с = стах = 1,1 (SkQ =->/3 S"q I"q ~ == 8000 MBA). Одиничний трансформатор оснащений перемикачем відгалужень під навантагою на стороні високої напруги (див. 3.7.1 з ІЕС 60909-0). Допоміжний трансформатор AT — триобмотковий трансформатор (див. 3.3.2 з ІЕС 60909-0) із двома вторинними обмотками, які живлять дві окремі допоміжні шини В і С із UnB= и„с = 10 кВ.
Під час обчислювання сили струму короткого замикання в F2—F5 потрібно враховувати вплив асинхронних двигунів середньої та низької напруги (див. 3.8 з ІЕС 60909-0). Групи двигунів низької напруги, з'єднані з шинами D і Е, розглядають як еквівалентні двигуни (див. 3.8.2 з ІЕС 60909-0).
Кінцеві струми короткого замикання двигунів середньої напруги М1—М14 і груп двигунів низької напруги М1—М26 розраховані в таблицях 8 і 9, використовуючи таблицю 3 з ІЕС 60909-0. Повними опорами сполучних кабелів між шинами і двигунами нехтують. Тому результати будуть приблизними.
Очікують, що всі асинхронні двигуни працюють за різної навантаги. Це також призводить до наближених результатів. Сума номінальної повної потужності асинхронних двигунів на шині В досягає ^Згмв • 40 MBA і на шині С приблизно XSrMC = ЗО MBA. На відміну від цих номінальних повних потужностей, максимальна допоміжна навантага під час роботи енергоблока станції приблизно досягає 25 MBA < SrATA= 0,1 • SrG в енергетичній станції, що працює на вугіллі.
У 5.3.4, що розглядає коротке замикання в F4, можна показати, що двигуни з живленням лише від шини С змінюють менше ніж на 1 % початкову силу струму короткого замикання /мм- Отже, результати струмів короткого замикання в F4 приблизно ідентичні, якщо двигуни М8—М14 і групи двигунів М21—М26 не працюють
.NJ
00
Одиничний трансформатор Т:
SrT= 250 MBA; UmMnx = 250 кВ/21 кВ ра = ± 12 %; £4,= 15 %; Рм = 520 кВт
Генератор G:
8Ю= 250 MBA; = 21 кВ; рв « ± 5 % Ra= 0,0025 Ом; х; = 17 %; Xd,* = 200 %
cos фкз = 0,78
Допоміжний шинопровід В
7 и„в = 10кВ
Мережка лінія живлення
Q
Una = 220 кВ
G
G
F4
©©©©©©©
М7 М6 М5 М4 М3 М2 М1
і"м = 21 kA, Rq/Xq= 0,12 (Z*Om« = 5,25 кА)
3~
РМ= 1.71 2х
6 0,53 0,7 1,5 3,1 6,8
1х 2х 1х
2х 1х 2х
Т19
Т21
Подробиці див. в таблиці 9
D
F5
0 М15 М19
I Т20
-< н» t/nD = 400 В
М21
Т25
Групи двигунів
Подробиці див. на рисунку 14 і 151 в таблиці 8
Допоміжний трансформатор AT:
8,tab = Sfl-дс =S,tbc = 25 MBA
u,ta = 21 кВ; urTB = urTC = 10,5 кВ
OkrAB = UkrAC = 7 %; UkrBC ~ 1 3 %
PkrAB = PkrAc = 59 кВт; Pkrec = 114 кВт
Допоміжний шинопровід С
и„с= 10 кВ
©©©©©©©
М8 М9 М10М11 М12 М13М14
Рм= 5,1 3,1 1,5 1,85 0,7 0,53 2
1х 1х 2х їх 2х 2х 1х
Т26
Подробиці див. в таблиці 9
І£С 970/2000
Рисунок 12 —Дані для енергоблока станції (генератор і одиничний трансформатор з перемикачем відгалужень під навантагою) і допоміжна мережа з асинхронними двигунами середньої і низької напруги
5.2 Повні опори короткого замикання електроустатковання
Мережна лінія живлення
Згідно з 3.2 і рівняннями (4) і (5) ІЕС 60909-0 повний опір ZQ мережної лінії живлення визначають як /”Q = 21 kA, Rq/Xq = 0,12 і с = стах =1,1 (таблиця 1 ІЕС 60909-0).
7 — сїЛіа 1,1’220 кВ д осо п...
Zq ——— = —== = 6,653 Ом,
ї/3& V3-21 кА
XQ = j.Qsв.6539м. = 6,606 Ом; Ra = 0,12XQ;
V1 + (Kq/Xq)2 y1 + (0,12)2
Zq = (0,793 + j6,606) Ом.
Для обчислення максимальної сили струму короткого замикання в точках короткого замикання F2—F5 потрібно використовувати значення ZQm)n, відповідне = 52,5 кА (див. 4.2.1.3 ІЕС 60909-0).
/Гат» з Rq/Xq = 0,1 оцінюють під час планування системи живлення, враховуючи ресурс енергоблока станції:
-у CUnQ
^•Qrnln — *
N 3 /kQmax
1,1-220 кВ
>/3-52,5кА
= 2,661 Ом;
ZQmln =(0,265+ J2,648) Ом.
5.2.2 Енергоблок станції
Гэнератор:
Zg= Rg + jXd" = (0,0025+ j0,2999) Ом; Z6=0,2999 Ом;
зх; =
A.^=J7%.(2ijfi)L=2999Ом 100% 100% 250 MBA
Під час обчислювання к та /р використовують уявний опір Ре{(див. 3.6.1 ІЕС 60909-0):
RGf = 0,05Xd (SrG> 100 MBA);
ZG( = R6f + jX> (0,0150 + j 0,2999) Ом.
5.2.2.2 Одиничний трансформатор
Згідно з 3.3.1 ІЕС 60909-0 повний опір одиничного трансформатора на стороні високої та низької напруги обчислюють так:
Uh Uaw _ 15 % 100%' SrT ”100%
(240 кВ)2 250 MBA
= 34,56 Ом;
Rwv = Ркгт = 0,52 МВт
5,т
(240 кВ)2
(250 MBA)2
= 0,479 Ом =
URr
100 %
С/гТНУ .
srT ’
з Ur, = ~ • 100 % = 0,203 %; SrT
Xthv — yjZxw — Rthv = 34,557 Ом;
^thv =Rthv + jX-rw = (0,479 + j34,557) Ом.
Повний опір короткого замикання одиничного трансформатора стосується сторони низької напруги з tr = 240/21 кВ = 11,429:
ZTLV = ZTHV • = (0,0037 + j0,265) Ом; Ztlv = 0,255 Ом.
5.2.2.3 Енергоблок станції (одиничний трансформатор із перемикачем відгалужень під на- вантагою)
Згідно з 3.7.1 ІЕС 60909-0 і MG = UvG: Ks= ;
UG UrTHV 1 + |XJ _ Хт I Sin фг<
э_ (220 кВ)2 (21 кВ)2 11
S (21 кВ)2 (240 кВ)2 1 + |0,17-0,15|0,6258
Zs = Ks(fr2ZG + ZTHV);
ч2
І
Zs =0,913
(0,0025 + j0,2999) Ом+ (0,479+ j34,557) Ом =(0,735 + j67,313) Ом.Використовуючи уявне значення Reh визначають навдений нижче повний опір:
Zsf = (2,226 + j 67,313) Ом; (RSfIXSf = 0,033).
Допоміжні трансформатори
Повні опори системи прямої послідовності триобмоткового трансформатора AT (рисунок 12) на стороні А визначають за рівнянням (10) ІЕС 60909-0:
zab =Г^!7 +і^г!7>|-^- = (0>0416+І1-235) Ом
(100% 100%jSrTAB
з Urtab = • 100 % і і/хгав = -^UkrAB-i/RrAB (рівняння (10d) ІЕС 60909-0);
SrTAB
ZAC = Zab = (0,0416 + j1,235) Ом;
Zbc = f tSv + jTonV = (0,°804+j2.292) Ом.
lUU /о 1UU % JoriBC
Коригувальні коефіцієнти повного опору Кт можна визначити за рівнянням (13) ІЕС 60909-0 з Хтав = ^тас = 0,07 і Хтвс “ 0,1299:
Ктав = Ктас = 0,95 = 1,003;
1 + 0,6 • ХтАВ
Ктвс = 0,95-—— = 0,969.
1 + 0,6 • Хтвс
Скориговані Zabk І Zbck призводять ДО скоригованих ПОВНИХ опорів Zak, Zbk і Zck (рівняння (11) ІЕС 60909-0) принципової еквівалентної схеми, поданої на рисунку 7Ь ІЕС 60909-0:
Zak = ^(KtabZab + *tacZac -KTBCZBC) = (0,0028 + JO,1275) Ом;
ZBK= Zck = (Ktbc Z^ + KTab Z дв - KTac Z ac ) = (0,0390+ j 1,1105) Om.
Трансформатори низької напруги 2,5 MBA та 1,6 MBA
Згідно з рисунком 12 на допоміжній шині В є п'ять трансформаторів (від Т15 до Т19), а на допоміжній шині С є п’ять трансформаторів (від Т21 до Т25) з SrT = 2,5 MBA, UrjmfUrrLy =10 кВ/0,73 кВ (таблиця 8). Також наявні трансформатори (Т20) і (Т26) з SrT =1,6 MBA, (Лтну/ІЛпу =10 кВ/0,42 кВ (таблиця 8), приєднані до шин В (Т20) і С (Т26). Кожний із цих трансформаторів живить групу асинхронних двигунів (таблиця 8). Повні опори трансформаторів розраховують згідно з 3.3.1 ІЕС 60909-0 і коригувальним коефіцієнтом Кт із рівняння (12а) ІЕС 60909-0, враховуючи дані, надані в таблиці 8.
Трансформатори SrT= 2,5 MBA (від Т15доТ19, від Т21 до Т25)
UkrT15 t/?T15HV 6% (10 KB)2 _ . _
Z”5m =ioo%"s^“=ioo%' гімёА’2’40’*
R™ = Ptoris = 0,0235 МВт ■ ■ = 0,3760« (u„ =0,94%);
SrT15 (2,5 MBA)2
Ztishv — (0,376 + j2,370) Ом;
Ktishv =0,95
Стах
1 + 0,6Хт15
0,95
1 + 0,6 0,0593
= 1,009;
Ztwhvk = (0,379 + J2.392) Ом;
(ZtisHVK = Zt16HVK ZT19HVK, Zt21HVK, • ■ ■, Zt25HVk)
•Трансформатори SrT = 1,6 MBA (T20, T26)
7 UkrTza UrT2ow 6% (10 KB)2 _ _c _
4t2ohv = — = 3,75 Ом:
100% SrT20 100 % 1,6 MBA
f?T20HV = PkrT20= 0,0165 МВт • 7Д°.К^.2- = 0,645 Ом; (u* = 1.03 %);
S™ (1,6 MBA)2 ' '
—t2ohv = (0,645 + j3,694) Ом;
—
Xt20HV =0,95 —
1 + O,6xt2o
0,95
1 + 0,6-0,0591
= 1,009;
На стороні низької напруги:
_ _ 1
—T20LV — ?T20HV ’ TY ~(1,138 + j6,516)MOM;(fr = 10 кВ/0,42 кВ);
Xt2OLV = 0,95
Стах
1 + О,6хт2о
0,95
1 + 0,6-0,0591
= 0,963;
—T20LVK = (1.096 +j6,277) Ом.
Таблиця 8—Дані щодо трансформаторів 10 кВ/0,73 кВ і 10 кВ/0,42 кВ, дані щодо груп двигунів низької напруги і часткових струмів короткого замикання цих груп двигунів в F4
|
Групи двигунів трансформаторів |
1516 1718 19 |
£ 15—19 |
20 |
£ 15—20 |
Примітки |
|
|
$.т U.THV UrltV l/kr Pk.T |
MBA кВ кВ % кВт |
2,5 10 0,73 6 23,5 |
12,5 |
1,6 10 0,42 6 16,5 |
14,1 |
Дані надає виробник |
|
рмимСОВфгмТІгМ W/|M Rm/Xm Krtk |
МВт кВ MBA |
0.9 0,69 0,72 5 0,42 1,3 1.25 |
4,5 6,25 |
1,0 0,40 0,72 5 0,42 1,3 1,39 ' |
5,5 7,64 |
Дані про групи двигунів Див. 3.8.2 ІЕС 60909-0 Див. 3.8.2 ІЕС 60909-0 Див. 3.8.2 ІЕС 60909-0 РгіЛСОЗфгмТІгм) |
|
Rthvk XthVK |
Ом Ом |
0,379 2,392 |
|
0,651 3,728 |
|
Див. 5.2.4 |
|
Rm Xm |
Ом Ом |
0,0295 0,0702 |
|
0,0089 0,0212 |
|
RM = 0,42 Хм Хм = 0,922 ZM” |
|
Гы |
кА |
5,491 |
|
10,532) |
|
с= 1,05 = 0,69 кВ UnD = 0,4 кВ |
Кінець таблиці 8
|
Групи двигунів трансформаторів |
15 16 17 18 19 |
X 15—19 |
20 |
X 15—20 |
Примітки |
|
|
г ? II II ї * і |
Ом Ом |
5,536 13,179 |
|
5,045 12,018 |
|
tr= ЮкВ/0,73 кВ або t,= 10 кВ/0,42 кВ |
|
Rthvk +Rmi XlHVK +Хмі IZthvk +Zmi| |
Ом Ом Ом |
5,915 15,571 16,657 |
1,183 3,114 3,331 |
5,696 15,746 16,745 |
0,980 2,600 2,779 |
На стороні 10 кВ |
|
/kTF4. Е/кТМ |
кА |
0,381 |
1,906 |
0,379 |
2,2853> |
UnB= 10 кВ с= 1,1 |
|
’’ Zm із рівняння (26) ІЕС 60909-0. 21 Частковий струм короткого замикання в F5. 31 Частковий струм короткого замикання в F4. |
||||||
