Книга: Релейная защита в распределительных электрических Б90 сетях
Назад: 3.2. Анализ нормальных режимов контролируемой сети
Дальше: 3.4. Выбор защит и расчет их уставок
3.3. Токи короткого замыкания
Необходимо определить действующие значения токов КЗ во всех местах (по схеме) установки защит (местах контроля тока защитами) в максимальном и минимальном режимах работы электрической системы при повреждениях в расчетных точках. За расчетные точки принимаются шины всех подстанций, места присоединений трансформаторов Т4, Т5, Т6 к магистральной линии и зажимы обмоток 0,4 кВ этих трансформаторов. Схема замещения, соответствующая исходной конфигурации рассматриваемой электрической сети, показана на рис. 3.2.
3.3.1. Параметры схемы замещения
Параметры всех элементов схемы замещения приводятся к стороне 10 кВ.
Сопротивления линий электропередачи определяются по значениям удельных сопротивлений проводов и протяженности линий.
Так, активное сопротивление линии W1 35 кВ, приведенное к стороне 10 кВ:
Здесь rУД W1 и lW1 — удельное активное сопротивление линии W1 и ее протяженность соответственно; UНОМ Б и UHOM W1 — значения номинальных напряжений базисной ступени и линии W1 (UНОМ Б = 10 кВ; UНОМ W1 = 35 кВ).
Значение rУД W1 = 0,16 Ом/км определяется по справочной таблице 7.35 [10] для провода АС-185.
При заданной протяженности линии lW1 = 8 км будем иметь:
Индуктивное сопротивление этой линии:
Здесь xУД W1 = 0,4 Ом/км — среднее значение удельного индуктивного сопротивления линии по справочной таблице 7.41 [10]. Это значение может быть использовано и для других линий.
Активное и индуктивное сопротивления линии 10 кВ W5 определяются так:
rW5 = rУД W5 × lW5; xW5 = xУД W5 × lW5,
где rУД W5 и xУД W5 — значения удельного активного и индуктивного сопротивлений линии W5 соответственно.
По справочным таблицам [10] для провода АС-150:
rУД W5 = 0,2 Ом/км; xУД W5 = 0,4 Ом/км.
Тогда: rW5 = 0,2 × 4 = 0,8 Ом; xW5 = 0,4 × 4 = 1,6 Ом.
Значения сопротивлений всех других линий определяются аналогично и приведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Сопротивления трансформаторов определяются по их паспортным данным.
Активное сопротивление трансформатора Т1, приведенное к базисной стороне 10 кВ, определяется так:
где PK T1 — мощность короткого замыкания трансформатора Т1.
Индуктивное сопротивление этого трансформатора, приведенное к базисной стороне 10 кВ, равно:
где UK T1 % — напряжение КЗ трансформатора Т1 в процентах от номинального.
Используя справочные данные для трансформатора PK T1 = 65 кВт и UK T1 % = 7,5 [10], получим:
Значения сопротивлений всех трансформаторов, определенные аналогично, приведены в табл. 3.5.
Внутреннее сопротивление эквивалентного источника питания (энергосистемы) определяется так:
Таблица 3.5
В исходных данных задано только одно значение мощности КЗ на шинах подстанции № 1, поэтому можно считать внутреннее сопротивление энергосистемы постоянной величиной.
3.3.2. Расчет токов короткого замыкания
Значения токов КЗ определяются по методике расчета токов при симметричных замыканиях без учета подпитки со стороны нагрузок. Для конкретных расчетных условий составляется отдельная схема замещения на основе схемы электрической сети (см. рис. 3.1) и исходной схемы замещения (см. рис. 3.2).
Расчетная схема замещения для определения токов КЗ в начале линии W6 (место установки защиты) в максимальном режиме энергосистемы показана на рис. 3.3.
Схема соответствует конфигурации сети, когда питание подстанции № 2 осуществляется по линии W2. Значения максимальных токов в начале линии W6 при повреждениях (трехфазных КЗ) в разных точках (номер расчетной точки указан в индексе обозначения тока) определяются так:
Минимальные аварийные токи в месте установки защиты в начале линии W6 возникают при двухфазных КЗ в контролируемой сети в минимальном режиме работы энергосистемы. Расчетная схема замещения для определения этих токов показана на рис. 3.4.
Схема соответствует другой конфигурации электрической сети, при которой питание подстанции № 2 осуществляется по линиям W1 и W3 через подстанцию № 3 (при выведенной из рабочего состояния линии W2). Значения минимальных токов в начале линии W6 при повреждениях (двухфазных КЗ) в расчетных точках (номер расчетной точки также указан в индексе обозначения тока) определяются так:
Обмотки 0,4 кВ трансформаторов Т4, Т5, Т6 работают в трехфазной электрической сети с глухозаземленной нейтралью. В этой сети возможны еще и однофазные КЗ. Токи в линии W6 при этих КЗ могут иметь меньшие значения, чем при двухфазных замыканиях. Поэтому дополнительно необходимо определить значения токов при однофазных КЗ за трансформаторами Т4, Т5, Т6. Эти токи на стороне 0,4 кВ с учетом переходного сопротивления в месте повреждения и эквивалентного сопротивления питающей электрической сети определяются так [11]:
Здесь
— значения токов в фазных выводах обмоток 0,4 кВ трансформаторов Т4, Т5, Т6 при однофазных КЗ на зажимах этих обмоток соответственно;
— полные сопротивления трансформаторов Т4, Т5, Т6 соответственно при однофазных КЗ, учитывающие переходные сопротивления в месте повреждения и эквивалентное сопротивление электрической сети от источника питания до трансформатора.
Токи в линии W6 на стороне 10 кВ при однофазных замыканиях за трансформаторами Т4, Т5, Т6 в точках К10, К12, К14 соответственно можно определить так:
Здесь NT4, NT5, NT6 — номинальные коэффициенты трансформации трансформаторов Т4, Т5, Т6 соответственно (NT4 = NT5 = NT6 = 10,5/0,4 = 25).
Подставив значения параметров (Z(1)Т4 = 31,68 МОм; Z(1)Т5 = Z(1)Т6 = 40,1 МОм [11] и Еф = 230 В), будем иметь:
Токи, возникающие при КЗ в местах установки других защит, определяются по аналогичной методике. Для их расчета необходимо использовать еще и другие схемы замещения рассматриваемой электрической системы, которые показаны на рис. 3.5 и 3.6. Значения токов КЗ приведены в табл. 3.6.
Назад: 3.2. Анализ нормальных режимов контролируемой сети
Дальше: 3.4. Выбор защит и расчет их уставок
