Расчет токов короткого замыкания

 

Горное предприятие получат питание от двухисточников:

1. Подстанция № 1 ЭС

2. Подстанция № 2 ЭС

Энергосистема (ЭС), которая представляет собой комплекс связанных между собой предприятий, производящих, преобразующих и передающих элек­трическую энергию. ЭС, как правило, является источником неограниченной мощ­ности. Напряжение на шинах такого источника питания практически остается не­изменным в течение всего периода КЗ.

Уровень напряжения внешнего электроснабжения предприятия 35 кВ.

В связи с тем, что горное предприятие является потребителем первой категории, для преобразования напряжения установлены 2 одинаковых силовых трансформатора марки ТМН-6300-35/6 с параметрами:

Тип Мощность, кВА Напряжение, кВ Потери, кВт Uкз, % Ixx, %
ВН НН ΔPxx ΔPм
ТMН 6,3 46,5 7,5 0,8

Основными потребители предприятия являются:

- 3 синхронных двигателя типа СДВ-15-39-10У3 с параметрами:

Марка Активная мощность Рном, кВт Номинальное напряжение, кВ Сosφном
СДВ-15-39-10У3 0,9

 

- 3 асинхронных двигателя типа АК-13-46-6У4 с параметрами:

Марка Активная мощность Рном, кВт Номинальное напряжение, кВ Сosφном
АК-13-46-6У4 0,88

 

- потребители на 0,4 кВ мощностью Р0.4 = 1100 кВт;

 

Структурная схема электроснабжения предприятия представлена на рис. 2.

 

ЭС

Рис 2. Структурная схема электроснабжения

 

При расчете токов КЗ определяются следующие величины:

– начальное значение периодической составляющей тока КЗ;

– ударный ток КЗ, необходимый для проверки электрических аппаратов, изоляторов, шин на динамическую стойкость;

– наибольшее действующее значение полного тока КЗ для проверки электрических аппаратов на динамическую стойкость в течение первого периода КЗ;

– значение тока при с для проверки выключателей по отключаемому ими току;

– действующее значение установившегося тока КЗ для проверки электрических аппаратов, шин, проходных изоляторов, кабелей на термическую стойкость;

– мощность КЗ при с для проверки выключателей по отключаемой мощности.

Произведем расчет токов КЗ:

1. Выбираем базисные величины.

- базисная мощность Sб = 1000 МBA;

- базисное напряжение Uб1 = 37,5 кB, Uб2 = 6,6 кB,

2. Составляем первичную схему замещения (рис. 3) и определяем отно­сительные сопротивления её элементов.

- сопротивление энергосистемы:

- сопротивление воздушных и кабельных линий:

где х0 = 0,399 для провода АС-95/16,

где х0 = 0,126 для кабеля СБ 95-35;

- Сопротивление понизительного трансформатора:

.

- Сопротивление синхронных двигателей

где

 

X14б=279  
X11б=112
X9б= X10б =112
X12б= X13б=279  
X4б=0,134
X3б=1,7
X8б=11,9
X7б=11,9
X2б=1  
X1б=1  
К2
К1
ЭС
ЭС

Рис. 3. Первичная схема замещения

 

- Сопротивление асинхронных двигателей

где = 0,2 сверхпереходное сопротивление двигателя; МВ.А

3. Преобразуем схему замещения

Рис. 4. Преобразованная схема замещения для точки К1

4. Источники объединить нельзя , т.к. x*<3 у обоих источников. Токи КЗ рассчитываем отдельно.

 

1. Так как , пользуемся расчётными кривыми:

k =0.35; k0.2=0.35; k∞=0.39.

Определяем базисный ток:

 

Токи трёхфазного короткого замыкания:

Периодическая составляющая

Ударный ток КЗ:

где = 1,8 – ударный коэффициент.

Наибольшее действующее значение тока КЗ за первый период:

Ток отключения:

Установившийся ток КЗ:

Мощность КЗ:


 

2. Для расчёта тока КЗ в точке К2 преобразуем схему (рис. 3).

X5∑б=26,6
X2∑б=5,341
X1∑б=55,96

Рис. 5. Схема замещения для точки К2

Поскольку сопротивление потребителей, питаемых от шин ГПП больше трёх, то можно объединить эти источники, подпитывающие точку КЗ К2.

Сопротивление воздушных и кабельных линий:

Суммарное сопротивление цепи со стороны питания

Поскольку сопротивление потребителей, питаемых от шин ГПП больше трёх, то можно объединить эти источники, подпитывающие точку КЗ.

Суммарное сопротивление электродвигателей

Источники можно объединить, т.к. x*>3 у обоих источников.


 

Базисный ток:

Так как >3, то ток КЗ в точке К2:

Мощность КЗ в точке К2:

Итоговые значения расчетов токов КЗ

Точки КЗ It=0, кА It=0.2, кА It=∞, кА iу, кА Iу, кА S0.2, МВА
К1 5,39 5,39 39,2 8,69 143,77
К2 3,9 3,9 3,9 10,15 6,43 45,61