АД - асинхронные двигатели; СД - синхронные двигатели; ЛН - лампы накаливания; ЛГ - лампы газоразрядные; П - преобразователи; ЭУ - электротермические установки; К - конденсаторные батареи; КЛ - кабельная линия; АГ - автономный источник электроэнергии; KI. К2, КЗ - точка КЗ; Т - трансформатор.
КЗ (поНГ) в килоамперах следует определять с учетом влияния двигательной и статической нагрузок, используя формулу
Черт. 24
Преобразование схемы замещения комплексной нагрузки
Черт. 25
При КЗ за общим для узла нагрузки сопротивлением (черт. 25б) начальное значение периодической составляющей тока трехфазного
НГ ср.НН
*
U2U2
інг Т; cos^Hr + riY ) + (zlHr “ sin^Hr + ХД )
* ^ Y * ^ Y
(43)
Е''
ЕНГ где *
zlHr
*
эквивалентная ЭДС и сопротивление прямой
последовательности узла нагрузки; их значения в относительных единицах определяют по кривым, приведенным на черт. 10 и 11 приложения 8 в зависимости от относительного состава потребителей;
ris и Xis - соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления цепи короткого замыкания, мОм (см. и. 3,4);
5s - суммарная номинальная мощность нагрузки, кВ-А;
^ср.нн - среднее номинальное напряжение сети,
соответствующее обмотке низшего напряжения трансформаторов, В.
Значения ударного тока и периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от электродвигателей следует определять в соответствии с требованиями разд. 5 и 7.
При коротком замыкании за общим для нагрузки и системы сопротивлением (черт. 25в) и близких значениях отношения х/r ветвей расчетной схемы начальное значение периодической составляющей тока КЗ (Iпок) допускается рассчитывать по формуле
Uср.НН
пок
zlHr ni
+ EНГ Uср.ННzc
*
zc z 1НГ +z с z к +zlHr z к
(44)
Е''
НГ
где * - ЭДС узла нагрузки;
ni - коэффициент трансформации трансформатора;
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
z 1НГ, z c, z к - модули сопротивлений ветвей исходной схемы замещения
(черт. 25 в), причем
Расчетная схема к примеру 1 и ее преобразование
U2
ср.НН
= 21НГ е ;
* S S
рассчитывается как указано в п. 3.2;
zк
+ x
2
1Ек;
r 1Ек и x 1Ек - соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления цепи КЗ.
Ударный ток следует определять в соответствии с требованиями разд. 5
ПРИЛОЖЕНИЕ 11
Рекомендуемое
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ТОКОВ КЗ
Пример 1. Для схемы, приведенной на черт. 26 определить токи при трех-, двух- и однофазном КЗ в точке К1. Для трехфазного КЗ определить максимальные и минимальные значения тока КЗ.
1.1.Исходные данные
Система С
Sк = 200 МВ-А; Uср.вн = 6,0 кВ.
Трансформатор Т: ТС = 1000/6
Sт.ном = 1000 кВ-А; Uвн = 6,3 кВ;
UНн = 0,4 кВ; Р к ном = 11,2 кВ;
и к = 5,5 %.
Черт. 26
Автоматический выключатель «Электрон»
QF : rкв= 0,14 мОм; хкв = 0,08 мОм.
Шинопровод ШМА-4-1600Ш
:Электротехническая библиотека / www.elec.ru
r ш = 0,030 мОм/м; х ш = 0,014 мОм/м;
r нп = 0,037 мОм/м; х нп = 0,042 мОм/м; lш = 10 м.
Болтовые контактные соединения: r к = 0,003 мОм; n = 4.
Расчет параметров схемы замещения
Параметры схемы замещения прямой последовательности
Сопротивление системы (х с), рассчитанное по формуле 1, составит:
z1y = r + r = 2,24 + 5,6 = 7,84 мОМ; 1^ 1 ^ д
I по min
400
л/Зд/2,242 + 9,642
= 23,33 кА;
= 400 =18,6кА.
V377.842 + 9,642
x=(400)2-10
c 200
i„m.x = V21поm.xКуд = V2 - 23,33 -1,45 = 47,84 кА,
Активное и индуктивное сопротивления трансформаторе в rrт) и (xт), рассчитаны по формулам 3 и 4, составят:
0,42 6
-1 = — -10 = 1,79 мОм;
i„™ = V21 по min Ку, = к/2 -18,6 -1,08 = 28,32 кА, где Куд определяют по кривой черт. 2.
= V2/nomln = 26,23 kA.
5,52-
100-11,2^
1000 J
042 . .
, 104 = 8,62 мОм.
100
1.4.Расчет токов однофазного КЗ
4+ =4, + 4Ш +4, +4 = 19,1+0,3 + 3.0,37 + 0,14 + 0,012 = 20,66 мОм;
I(1) =
по
Активное и индуктивное сопротивления шинопровода:
r ш = 0,030-10 = 0,30 мОм; x ш = 0,014-10 = 0,14 мОм.
Активное сопротивление болтовых контактных соединений:
r к = 0,003-4 = 0,012 мОм.
Активное сопротивление дуги определяют, как указано приложении 9, черт. 22: rд = 5,6 мОм.
1.2.2. Параметры схемы замещения нулевой последовательности.
r от = 19,1 мОм; х от = 60,6 мОм;
r0 ш = Г1ш +3Гнп ;
м м 60,6 + 0,14 + 3 • 0,42 + 0,08 = 62,08 мОм;
КВ J J J J J '
= r0y + r = 20,66 + 8,6 = 29,26 мОм;
о^ Д
3-- 400 О1„ д
. = = 8,13 кА
7(2 - 2,24 + 20,66)2 + (2 - 9,64 + 62,08)2
Ток однофазного КЗ с учетом активного сопротивления дуг
и
I(1) =
по
r1S = r
+Гш
+r +r =1,79+0,30+0,14+0,013 = 2,24 мОм; кв к
1.5. Расчет токов двухфазного КЗ
r1Y = x c
+x
т
+x +x =0,80+8,62+0,14+0,08=9,64мОм; ш кв
r нп = 0,037-10 = 0,37 мОм; х нп = 0,042-10 = 0,42 мОм.
1.3.Расчет токов трехфазного КЗ
33 - 400
, = = 7,46 кА.
7(2 - 7,84 + 29,26)2 + (2 - 9,64 + 62,08)
2
Т
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
I(2) =
по
400
2-^2,242 + 9,642
= 20,21 кА.
4
I(2) =
по
2д/(2,24 + 2,8)2 + 9,642
Р
=18,39кА.
езультаты расчета токов КЗ сведены в табл. 22.П
Точка КЗ |
Вид КЗ |
Максимальное значение тока КЗ, кА |
Минимальное значение тока КЗ, кА |
||||
Zno |
i ао |
i уд |
Zno |
Іао |
Кд |
||
К1 |
К(3) |
23,33 |
32,9 |
47,84 |
18,6 |
26,23 |
28,32 |
К1 |
К(1) |
8,13 |
- |
- |
7,46 |
- |
- |
К1 |
К(2) |
20,21 |
- |
- |
18,39 |
- |
- |
Таблица 22
Результаты расчета токов КЗ к примеру 1
ример. 2. Для схемы, приведенной на черт. 27, определить максимальные и минимальные значения токов при трехфазном КЗ в точках К1 и К2.2.1. Исходные данные
Система С Uср.вн = 10,5 кВ; Iот™ = 11 кА.
Трансформатор Т. ТС = 1600/10,0
т.ном = 1600 кВ-A, CTbh = 10,5 кВ;
UНН = 0,4 кВ, Р к.ном = 16 кВт, и к = 5,5 %
Шинопроводы
Ш1 : ШМА4-3200 : Iном = 3200 А, r 1ш = 0,01 мОм/м;
х1ш = 0,005 мОм/м, l1 = 10 м.
Ш2, Ш3 : ШМА4-1600 : Iном = 1600 А, r 1ш = 0,03 мОм/м;
х1ш = 0,014 мОм/м, l2 = 20 м, l3 = 30 м.
Ш4, Ш5 : ШРА-73У3 : Iном = 600 А, r 1ш = 0,1 мОм/м;
х1ш = 0,13 мОм/м, l4 = 50 м, l5 = 40 м.
Кабельные линии
КЛ1, КЛ2, КЛ3 : ААШЬ = 3x185 : r 1кб = 0,208 мОм/м; х 1кб = 0,055 мОм/м;
l1 = 150 м, l2 = l3 = 20 м.
Измерительные трансформаторы тока
ТА1, ТА2 : Iном = 500 А, r таї = r та2 = 0,05 мОм;
хТА1 = хТА2 = 0,07 мОм;
ТА3, ТА4, ТА5 : Iном = 200 А, r таз = r та4 = r та5 = 0,42 мОм; хтА3 = хтА4 = хтА5 = 0,67 мОм.
Активное сопротивление болтовых контактных соединений:
r к = 0,03 мОм, n = 4.
Автоматические выключатели типа «Электрон»
QF1, QF4. Iном = 1000 А, r и1 = r кв4 = 0,25 мОм;
xкв1 х кв4 0,1 мОм;
QF2, QF3, QF5, QF6 :
Iном 400 А, r кв2 = r квз = r кв5 = r кв6 = 0,65 мОм,
xкв2 = х кв3 = xкв5 = х кв6 = 0,17 мОм,
QF7, QF8, QF9, QF10 : /Н0М = 200 А;
0<г.7 — /'кі'. 8 — О<г.9 — 0<г. 10 — 1,1 мОм,
Хкв7 — х кв8 — ^кв9 — 0<г. 10 — 0,5 мОм.
Синхронный двигатель СД.
СД-12-24-12А : Р = 125 кВт; //„<», = 380 В;
Iном = 234А, cos Сном = 0,811,Iпуск / Iном = 3,5;
= 1,2,
ном
= 1,8.
НОМЭлектротехническая библиотека / www.elec.ru
Расчетная схема к примеру 2
QF5
АЮ АД?_
Черт. 27
Асинхронные двигатели АД1 и АД2.
Uном
А03-315М-6У3 : Р = 132 кВт, Iпуск/1ном = 7,0;
= 380 В, Iном = 238,6 A, Mmax/Мном = b ном = 2,6;
Мпуск/Мном = 1,6; Mmin/Мном = 0,8; cos Фном = 0,9;
n с = 1000 об/мин; п = 93,5 %; $ ном = 1,7 %.
Схема замещения к примеру 2
Черт. 28
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
Комплексная нагрузка КН
Суммарная активная мощность составляет Ps= 350 кВт, cos ф = 0,8. В состав нагрузки входят асинхронные двигатели (АД), лампы накаливания (ЛН), преобразователи (П) в следующем соотношении: РАД =175 кВт, РЛН = 35 кВт, РП = 140 кВт.
Расчет параметров схемы замещения (черт. 23)
Параметры схемы замещения прямой последовательности
Сопротивление системы (х с), рассчитанное по формуле (2) настоящего стандарта, составит:
(400)2 -10-3
3-11-10,5
= 0,8 мОм.
Активное (rт) и индуктивное (x T) сопротивления трансформаторов, рассчитанное по формулам (3), (4) настоящего стандарта, составят:
= = 16'°’42 -106 =1,0мОм; т (1600)2
o
r2
7,02 -200,52-(1-0,017)
-106 =40мОм;
$ $ ном U н2ом cos Фном 1,7 0,382 - 0,9-106
r = ном - ном ном = - = 16,74 мОм;
ном
АД 3II I
пуск ном
*
V3 - 7 - 238,5
=132мОм;
r =16,74+0,96-40=55,14мОм;
АД
x" = 71322 - 55,142 = 119,9 мОм;
АД
119,9 + 3,09
314-40
= 0,01 с;
т _ 119,9 + 3,09
= 0,02 с;
/+ = 7(220 • 0,9 - 238,6 • 0,055)2 + (220 • 0,44 - 238,6• 0,145)2 = 195 В.
5,52
100-16^2
1600 J
042 , .
- — 104 =5,4 мОм.
1600
Расчет параметров СД:
Активное и индуктивное сопротивления шинопроводов.
Ш1 : тші = 0,01-10 = 0,1 мОм; хші = 0,005-10 = 0,05 мОм;
Ш2 ; тш2 = 0,03-20 = 0,6 мОм; хш2 = 0,014-20 = 0,28 мОм;
Ш3 : r ш3 = 0,03-30 = 0,9 мОм; х ш3 = 0,014-30 = 0,42 мОм;
Ш4 : r ш4 = 0,1-50 = 5,0 мОм; х ш4 = 0,13-50 = 6,5 мОм;
Ш5 : r ш5 = 0,1-40 = 4,0 мОм; х ш5 = 0,13-40 = 5,2 мОм;
Активное и индуктивное сопротивления кабельных линий:
" /Л 1 Г ҐХ 1 г 11
xdном = 0,15; гсд = 0,15xd;
**
СД. ном
0,382-Ю6
125
= 936,9 мОм;
xd = 140,53 мОм; гСд = 21 мОм;
КЛ1 : r 1кб1 = 0,208-150 = 31,2 мОм; х 1кб1 = 0,055-150 = 8,25 мОм;
КЛ2, КЛ3 : r 1кб2 = r 1кб3 = 0,208-20 = 4,16 мОм;
х1кб2 = х1кб2 = 0,055-20 = 1,1 мОм.
Расчет параметров АД1 и АД2.
Z АДном Z АДном
Принимая Р мх = 0,02- Р ном; r 1 = $ ном * = 0,017 * , получаем:
Е ф.СД = 7(220 - 234 - 0,14 - 0,585)2 + (234 - 0,021 - 0,811)2 = 239,2 В.
Расчет параметров комплексной нагрузки НГ Параметры комплексной нагрузки определяют по кривым черт.
11а приложения 8, при этом
Р= 175
*АД 350
= 0,5;
Р=
ЛН =
35
350