Обозначим через =2 (=2).
Этому значению соответствует =50 (=16).
Аналогично =3; =16. Тогда:
;
- , т.е.
(2,257) = 72,524 с.
Проверим выполнение условия, — условие (6.10) выполняется.
6.2.4 Проверка автоматического воздушного выключателя на предельную коммутационную способность
Для выбранного автоматического воздушного выключателя должно выполняться условие
(6.12)
где = 25 кА для автомата ВА 52-31, таблица 6.1;
- ток короткого замыкания за выбранным автоматом, , 10 с. .
Следовательно автомат ВА 52-31 проходит по предельной коммутационной способности.
6.2.5 Согласование расцепителя с защищаемым проводником
При согласовании расцепителя с проводником должно выполняться условие
, (6.13)
где — допустимый ток для кабеля с бумажной пропитанной изоляцией с алюминиевыми жилами, проложенного в земле, сечение 35 мм2 , следовательно
- расцепитель согласуется с защищаемым проводником.
Автоматизированный выбор автоматических воздушный выключателей производиться с помощью программы AVTOMAT. Используя данную программу были получены следующие результаты, которые приведены в распечатке на с.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 55.500
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.438
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.583
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.732
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 7.500
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.50
Коэффициент мощности cos fн : 0.880
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.875
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 14.799 A
Пусковой ток двигателя Iп = 110.991 A
Коэффициент спроса группы Кс = 0.693
Расчетная активная мощность группы Pp = 38.481 кВт
Расчетный ток группы Ip = 79.872 A
Пиковый ток группы Iпик = 180.602 A
- АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 —
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-31 ВА52-31 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 100 100
Электромагнитный расчет проектируемого двигателя постоянного тока
... на (рис.1) отображена схема обмотки якоря проектируемого двигателя постоянного тока 2.5 Определяем размеры магнитной цепи. 47. Предварительное значение ... Uн * kд , где k д - коэффициент двигателя берётся из [1, с.340, таб. 8-10 ... Z = 29; 18. Определяем число эффективных проводников в пазу по формуле принимаем N п ... МДС проходного слоя Таблица 2.1 - Исходные данные для расчёта кривых намагничивания № п/п ...
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 80.0 80.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 7 7
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 7.0 25.0
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата I ном I ном.р I отс / I ном.р I откл
А А о.е. кА
ВА51-33 160 80.0 10 12.5
ВА52-33 160 80.0 10 28.0
ВА51-35 250 80.0 12 15.0
ВА52-35 250 80.0 12 30.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ:
Наибольший ток к.з. за автоматом
I к должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
7.0 кА — для ВА51-31
25.0 кА — для ВА52-31
CОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 95.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 35.0 мм2)
I ном.р < I доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
7.1 Расчетная схема
Рисунок 7.1 — Расчетная схема
Источниками реактивной мощности являются энергосистема, высоковольтные синхронные двигатели (СД), и конденсаторные батареи (БК).
7.2 Исходные данные
Для данного расчета исходными данными являются:
- Расчетная активная нагрузка на один трансформатор ()
где — средняя активная нагрузка на один цеховой трансформатор,
, смотри с.
- Расчетная реактивная нагрузка на один трансформатор ()
где — средняя активная нагрузка на один цеховой трансформатор,
, смотри с.
- Номинальная мощность трансформатора
, с
- Номинальное высшее напряжение трансформатора
, с.
- Номинальное низшее напряжение трансформатора
, с.
- Мощность КЗ трансформатора
, с.
- Напряжение КЗ трансформатора
, с.
- Коэффициент загрузки трансформатора
, /5/.
- Плата за 1 кВт максимальной нагрузки
, данные ОАО «Чувашэнерго».
- Стоимость одного кВт•ч электроэнергии
, данные ОАО «Чувашэнерго».
- Удельная стоимость конденсаторных батарей
, данные ОАО «Чувашэнерго».
- Данные высоковольтных двигателей-компрессоров с
1) Номинальное напряжение СД .
2) Номинальная мощность СД .
3) Коэффициент загрузки по активной мощности .
- Индексы 1,2,3,4 применяются при расчетах на соответствующих этапах.
7.3 Вспомогательные расчеты
Удельная стоимость потерь мощности :
, (7.1)
где = 2400 ч. — время максимальных потерь, с.80 /6/;
- =4000 ч/год — число часов использования максимума нагрузки, с.80 /7/.
Затраты первые БК 0,38 кВ :
, (7.2)
где = 0,203 — ежегодное отчисление для БК, с.79 /6/;
- = , удельные потери активной мощности в конденсаторных батареях, /6/.
Затраты первые СД :
Компенсация реактивной мощности
... дни) части силовых трансформаторов. 3. Средства компенсации реактивной мощности Для искусственной компенсации реактивной мощности, называемой иногда " ... мощности или числа трансформаторов, снижает пропускную способность всей СЭС. Полная мощность ; (1) потери активной мощности ; (2) коэффициент мощности ; (3) потери напряжения , (4) где P, Q, S -соответственно активная, реактивная и полная мощности; ...
, (7.3)
где = 5,31 — коэффициент аппроксимации, с. ;
- =204,0 — номинальная реактивная мощность СД, с.
Затраты вторые СД ():
, (7.4)
где = 4,27 — коэффициент аппроксимации, с. ;
- = 1 — количество СД в группе, рисунок 7.1.
Переменные затраты СД на генерацию реактивной мощности:
; (7.5)
Располагаемая мощность СД ():
, (7.6)
где — наибольший коэффициент загрузки по реактивной мощности.
Зависит от : , . (7.7)
Экономическая реактивная мощность энергосистемы ():
, (7.8)
где — экономическое значение коэффициента реактивной мощности.
, (7.9)
где =0,6 — базовый коэффициент реактивной мощности /4/;
- = 0,9 — коэффициент отличия стоимости электроэнергии /4/.
Допустимая через трансформатор мощность :
, (7.10)
где — максимальный коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме, , /6/.
7.4 Распределение реактивной мощности между источниками
Рисунок 7.2 — Блок-схема распределения реактивной мощности
1 этап. На первом этапе достигается минимум затрат на производство реактивной мощности, используя оптимизационный метод Лагранжа (согласно рисунку 7.2, а).
Примечание — индекс внизу обозначает этап расчета.
Определим множитель Лагранжа ()
- (7.11)
Для синхронного двигателя определяем реактивную мощность
- (7.12)
Определим реактивную мощность, которую необходимо скомпенсировать с помощью конденсаторных батарей
- (7.13)
Так как > 0, то переходим на третий этап.
3 этап. Находим распределение реактивной мощности с учетом энергосистемы. Расчетная реактивная мощность через трансформатор при учете высоковольтных синхронный двигателей
- (7.14)
Так как < , то реактивная мощность от системы , реактивная мощность конденсаторных батарей . Переходим на четвертый этап.
4 этап. Выполняется в случае, если трансформатор не может пропустить необходимую мощность со стороны высшего напряжения на сторону низшего напряжения, так необходимо выполнение условия
- (7.15)
Проверим выполнение условия
;
- Следовательно, трансформатор не может пропустить необходимую мощность. В этом случае установка конденсаторных батарей необходима.
В данном случае . (7.16)
Так как < , то не измениться, а реактивная мощность от системы
- (7.17)
Таким образом, получили результаты.
Реактивная мощность источников:
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/svarochnyiy-vyipryamitel-2/
- Синхронные двигатели .
- Энергосистема .
- Конденсаторные батареи 0,38 кВ .
Итого: .
Правильность ручного расчета подтверждается автоматизированным расчетом, произведенным по программе KRM пакета прикладных программ PRES1, приведенных на с. . По полученным данным составляется таблица, где приводятся изменения расчетных параметров в зависимости от изменения исходных параметров.
|
Таблица 7.1 Влияние различных условий на компенсацию реактивной мощности, |
||||
|
Условия |
||||
|
Расчетные |
39,3 |
35 |
395,5 |
|
|
1 Увеличение на 10%, так если |
39,3 |
320,4 |
110,1 |
|
|
2 Увеличение |
39,3 |
291,2 |
139,3 |
|
|
3 Уменьшение |
39,3 |
35,0 |
395,5 |
|
|
4 Трехсменный режим работы , (увеличение числа смен) |
0 |
74,3 |
395,5 |
|
|
5 Одноставочный тариф |
27,5 |
46,8 |
395,5 |
|
|
6 Удельная стоимость БК |
60,2 |
14,1 |
395,5 |
|
|
7 Номер группы энергосистемы — 10, , , |
0 |
74,3 |
395,5 |
|
|
8 Увеличение |
74,3 |
0 |
395,5 |
|
7.5 Пересчет в зависимости от изменения входных параметров
а) Рассмотрим случай, когда исходные данные такие же, как и в исходных данных (пункт 7.2), но номер группы энергосистемы 10, таблица 7.1, тогда , , коэффициент отличия стоимости электроэнергии . Параметры принимают индекс (7) согласно таблице 7.1.
Расчет проводим по формулам (7.1) … (7.13).
;
;
;
;
;
;
- где .
1 этап.
Так как .
Определим баланс мощности в узле
Так как > 0, то переходим на третий этап.
3 этап.
- (7.14)
Так как < , то реактивная мощность от системы , реактивная мощность конденсаторных батарей . Переходим на четвертый этап.
4 этап.
Проверим выполнение условия
;
- Следовательно, трансформатор не может пропустить необходимую мощность. В этом случае установка конденсаторных батарей необходима.
В данном случае .
Так как < , то не измениться, а реактивная мощность от системы
Таким образом, получили результаты.
Реактивная мощность источников:
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/svarochnyiy-vyipryamitel-2/
- Синхронные двигатели .
- Энергосистема .
- Конденсаторные батареи 0,38 кВ .
Итого: .
б) Рассмотрим случай, когда исходные данные такие же, как и в исходных данных (пункт 7.2), но мощность АД . Параметры принимают индекс (8) согласно таблице 7.1.
Расчет проводим по формулам (7.1) -… (7.13).
;
;
;
;
;
;
- где .
1 этап.
Определим баланс мощности в узле
Так как > 0, то переходим на третий этап.
3 этап.
- (7.14)
Так как < , то реактивная мощность от системы , реактивная мощность конденсаторных батарей . Переходим на четвертый этап.
4 этап.
Проверим выполнение условия
;
- Следовательно, трансформатор не может пропустить необходимую мощность. В этом случае установка конденсаторных батарей необходима.
В данном случае .
Так как > , то , а реактивная мощность от системы
Таким образом, получили результаты.
Реактивная мощность источников:
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/svarochnyiy-vyipryamitel-2/
- Синхронные двигатели .
- Энергосистема .
- Конденсаторные батареи 0,38 кВ .
Итого: .
КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Расчетная нагрузка 0.4 кВ: Pp = 434.7 кВт, Qp = 469.8 квар
Номинальная мощность трансформаторов 6/0.4 кВ Sт = 630 кВ*А
Максимальный коэффициент загрузки Т в нормальном режиме = 0.70
Высшее напpяжение п/ст, питающей сеть 6 кВ = 220 кВ и выше
Режим работы — двухсменный
Число часов использования максимума нагрузки Тм = 4000 ч/год
Число часов использования максимума потерь tм = 2400 ч/год
Тариф на электроэнергию — двухставочный
Плата за 1 кВт максимальной нагрузки = 188.00 руб/кВт*мес
Плата за 1 кВт*ч электроэнергии = 0.42 руб/кВт*ч
Удельная стоимость конденсаторов 0.38 кВ = 350.00 руб/квар
Номер группы энергосистемы = 4
Коэффициент отличия стоимости электроэнергии k = 0.9
Высоковольтные синхронные двигатели 6 кВ
Номер Колич. Рном Qном D1 D2 Кзагр.
кВт квар кВт кВт
1 1 400 204 5.31 4.27 0.97
РАСЧЕТЫ
Удельная стоимость потерь Со = 2.36 т.руб/кВт*год
Затраты первые БК 0.38 кВ З1бк = 80.50 т.руб/Мвар*год
Затраты первые СД (т.руб/Мвар*год)
61.47
Затраты вторые СД (т.руб/Мвар**2*год)
242.31
Располагаемая реактивная мощность СД (квар)
217.5
Экономический коэффициент реактивной мощности
Tg(fi)э = 0.67
Экономическая реактивная мощность энергосистемы
Qэ = 291.2 квар
Допустимая через трансформаторы мощность Qдоп = 74.3 квар
Этапы распределения Qp (квар) между источниками :
Этап СД1 C БК
1 39 0 431
3 39 291 139
4 39 35 396
РЕЗУЛЬТАТЫ
Реактивная мощность источников (квар)
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/svarochnyiy-vyipryamitel-2/
Синхронные двигатели
39.3
Энергосистема Конденсаторы 0.38 кВ
35.0 395.5
Итого : 469.8
8.1 Выбор сечения проводников на первом уровне
Сечение проводов и жил кабелей выбирают по техническим и экономическим условиям в /6/.
На первом уровне линия электрической сети связывает электроприемники с РП, к которым они присоединены. В качестве проводника используются провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией, алюминиевыми жилами, три одножильных в одной трубе. К РП подсоединен асинхронный двигатель (АД).
Провод выбираем по нагреву из условия
, (8.1)
где — допустимый ток проводника перед АД;
— номинальный ток АД, , c.Кроме фазных проводов используется нулевой защитный проводник, который в расчет не принимаем (п. 1.3.10 /3/), так как в нормальном режиме он не обтекается током, так если не участвует в тепловом процессе. По данным подраздела 1.3 /3/ выбираем провод сечением 2,5 мм2 с. .
Условие согласования предохранителя защищающего АД только от короткого замыкания
(8.2)
где — номинальный ток плавкой вставки, , с. .
Получаем, что , то есть номинальный ток плавкой вставки согласуется с допустимым током проводника перед асинхронным двигателем.
Окончательно на первом уровне выберем провод сечение 2,5 мм2 с , марки АПВ (4х2,5) мм2.
8.2 Выбор сечения проводников на втором уровне
На втором уровне линия распределительной сети до 1 кВ обеспечивает связь РП с щитами управления магистральных шинопроводов, связанных с шинами НН трансформаторной подстанции. На данном уровне выбираем проводник из условия согласования теплового расцепителя автомата с допустимым током проводника
, (8.3)
где — допустимый ток для кабеля перед РП;
- номинальный ток расцепителя, , с. .
Здесь следует использовать совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник. По таблице на с. 402 /8/ выбираем четырехжильный кабель с бумажной пропитанной изоляцией, с алюминиевыми жилами, проложенный в воздухе сечением 35 мм2 с и сечением нулевого защитного проводника 16 мм2 с допустимым током из таблицы 1.7.5 /3/. Тип кабеля выбирается на с. 141 /7/ ААШвУ или ААШпУ.
Получаем, что > ? Следовательно расцепитель согласуется с защищаемым проводником.
Выберем кабель ААШвУ (3х35 мм2 + 1х16 мм2).
8.3 Выбор сечения проводников на четвертом уровне
На четвертом уровне выбираем высоковольтный кабель, соединяющий шины РП 6 кВ и линии, подходящие к ним, по которым питаются высоковольтные двигатели. Выбираем кабель по трем условиям, изложенным в /6/:
- По экономической плотности тока
, (8.4)
где — расчетное сечение кабеля, мм2;
- рабочий ток кабеля, определяется по формуле (8.5);
- экономическая плотность тока, для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами , из таблицы 1.3.36 /3/, при .
, (8.5)
где — активная мощность, протекающая по кабелю;
- реактивная мощность, протекающая по кабелю;
- номинальное напряжение на низшей стороне ГПП, , с. .
Определим активную мощность, протекающую по кабелю
, (8.6)
где — средняя мощность на один трансформатор, с. ;
- коэффициент использования СД, с. 325 /6/;
- активная мощность СД, кВт с. ;
- коэффициент использования ИВГ, с. 327 /6/;
- активная мощность ИВГ, кВт.
Определим активную и реактивную мощности источника высших гармоник (ИВГ), в качестве которого используется сварочный выпрямитель мощностью , с. ;
- , с. 40 /6/;
- , с. 40 /6/.
; (8.7)
- (8.8)
Тогда, с учетом вышеуказанных значений получим
Определим реактивную мощность, протекающую по кабелю
, (8.9)
где — реактивная мощность системы, , с. .
Рабочий ток кабеля по (8.5)
Расчетное сечение кабеля по (8.4)
Из /6/ выбираем ближайшее большее стандартное сечение 70 мм2 с допустимым током 190 А.
- По нагреву током рабочего утяжеленного режима.
В утяжеленном режиме должно выполняться условие
, (8.10)
где — допустимый ток кабеля по условию нагрева;
- коэффициент перегрузки;
- рабочий утяжеленный ток.
Определим ток рабочего утяжеленного режима
(8.11)
Коэффициент перегрузки находим исходя из пункта 2.4.8 /5/: «На период ликвидации аварии допускается перегрузка по току для кабеля с бумажной пропитанной изоляцией напряжение до 10 кВ на 30% с продолжительностью не более 6 часов в сутки, в течение 5 суток, но не более 100 часов в году, если в остальные периоды суток нагрузка не превышает длительно допустимой». На основании этого используем =1,3.
Получаем , откуда .
Выбираем кабель сечением 50 мм2 для которого ближайший больший стандартный допустимый ток 155 А.
- По термической стойкости к токам короткого замыкания.
Определим минимальное сечение по термической стойкости
(8.12)
где — ток трехфазного КЗ, кА;
- приведенное время отключения, с. 43 /3/;
- тепловой коэффициент, для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией напряжением до 10 кВ из таблицы 8.3 /2/ принимаем .
, (8.13)
где — мощность короткого замыкания системы, с. .
Тогда сечение кабеля по термической стойкости
Из /6/ выбираем ближайшее большее стандартное сечение 120 мм2.
По результатам трех условий окончательно выбираем кабель сечением 120 мм2 с допустимым током , марки ААШвУ (3х120 мм2), /6/.
10.1 Основные положения
Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение короткого замыкания (КЗ) в сети или элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого воcстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ.
10.2 Расчетная схема
В выпускной работе рассматриваются две расчётные схемы.
Согласно ПУЭ в электроустановках до 1 кВ расчётное напряжение каждой ступени принимается на 5 % выше номинального напряжения сети; кроме того если электрическая сеть питается от понижающих трансформаторов, при расчёте токов КЗ необходимо исходить из условия, что подведённое к трансформатору напряжение неизменно и равно его номинальному напряжению.
Учитывая вышесказанное получаем расчетную схему показанную на рисунке 10.1.
Рисунок 10.1 — Расчетная схема
Кроме первой расчётной схемы в ВР рассматривается схема с учётом активного сопротивления переходных контактов, схема показанна
на рисунке 10.2
Рисунок 10.2 — Расчетная схема с учетом активного сопротивления переходных контактов
На рисунке 10.2 обозначены
- номер узла.
10.3 Исходные данные
Исходные данные для первой расчетной схемы:
- Номинальные параметры трансформатора, данные из раздела 9:
1) Номинальная мощность .
2) Номинальное высшее напряжение .
3) Номинальное низшее напряжение .
4) Мощность КЗ .
5) Напряжение КЗ .
6) Мощность холостого хода .
- Номинальные параметры автомата (QF1), рисунок 10.3:
1) — номинальный ток вводного автомата, примечание 3.
2) — активное сопротивление автомата, с.139 /6/.
3) — реактивное сопротивление автомата, с.139 /6/.
- Сопротивление контактов автомата (QF1 и QF2), рисунок 10.3:
1) — активное сопротивление контактов, с. 159 /6/.
2) — реактивное сопротивление контактов, с. 159 /6/.
- Номинальные параметры автомата (QF2), рисунок 10.3:
1) — номинальный ток вводного автомата, с. .
2) — активное сопротивление автомата, с.139 /6/.
3) — реактивное сопротивление автомата, с.139 /6/.
- Параметры кабеля:
1) — номинальное сечение кабеля, приложенного к РП, с.
2) , с. 139 /6/.
3) , с. 139 /6/.
4) , с. .
5) Материал — алюминий.
- Параметры провода:
1) — номинальное сечение изолированного провода в трубе, с. .
2) , с. 139 /6/.
3) , с. 139 /6/.
4) , с. .
5) Материал — алюминий.
Примечания:
1 — фазное напряжение системы.
2 Система является источником бесконечной мощности.
3 Номинальный ток вводного автомата для трансформатора ТМ-630/6, с. 435 /6/, в программе TKZ берется 1600 А.
4 Индексы 2, 3, 4, 5, 6, 7 принимаются в нумерациях соответствующих узлов схемы, рисунок 10.2.
10.4 Расчет токов трехфазного короткого замыкания
В выпускной работе ручной расчёт проводится только для второй схемы. (рисунок 10.2) Составим её схему замещения, рисунок 10.3.
Рисунок 10.3 — Расчетная схема замещения
Активное сопротивление трансформатора
- (10.1)
Полное сопротивление трансформатора
- (10.2)
Индуктивное сопротивление трансформатора
- (10.3)
Активное сопротивление кабеля, проложенного к РП
- (10.4)
Индуктивное сопротивление кабеля, проложенного к РП
- (10.5)
Активное сопротивление изолированного провода
- (10.6)
Индуктивное сопротивление изолированного провода
- (10.7)
Периодическая составляющая тока КЗ в i-ом узле
, (10.8)
где — суммарное индуктивное сопротивление от начала схемы до i-го
узла;
- суммарное активное сопротивление от начала схемы до i-го узла.
Ударный ток КЗ в i-ом узле схемы
, (10.9)
где — ударный коэффициент в i-ом узле, смотри ниже.
Ударный коэффициент в i-ом узле
, (10.10)
где — постоянная времени затухания i-го узла, равная
, (10.11)
где — промышленная частота сети, /3/.
Используя формулы (10.8), (10.9), (10.10), (10.11), проведем расчет для всех узлов КЗ.
Расчет тока короткого замыкания в узле 2:
;
;
;
;
;
Расчет тока короткого замыкания в узле 3:
;
;
;
;
;
Расчет тока короткого замыкания в узле 4:
;
;
;
;
;
Расчет тока короткого замыкания в узле 5:
;
;
;
;
;
Расчет тока короткого замыкания в узле 6:
;
;
;
;
;
Расчет тока короткого замыкания в узле 7:
;
;
;
;
;
- Результаты расчетов сведем в таблицу 10.1.
Таблица 10.1 — Токи трехфазного КЗ в узлах сети 380 В
|
Номер узла |
Периодический ток КЗ |
Ударный ток КЗ |
Ударный коэффициент |
|
|
1 |
— |
— |
— |
|
|
2 |
16,532 |
34,929 |
1,494 |
|
|
3 |
16,404 |
34,341 |
1,480 |
|
|
4 |
10,135 |
14,555 |
1,015 |
|
|
5 |
9,154 |
13,124 |
1,014 |
|
|
6 |
2,243 |
3,172 |
1,000 |
|
|
7 |
0,874 |
1,236 |
1,000 |
|
10.5 Автоматический расчет токов трехфазного КЗ
Автоматизированный расчет проводится с помощью программы TRZ. В выпускной работе расчет выполняется для обеих схем, показанных на рисунках 10.1 и 10.2. Результаты работы программы для первой схемы показаны в распечатке на с. , а для второй схемы на с. .
РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ДО 1 КВ
Исходные данные элементов схемы
1) Система бесконечной мощности
2) Трансформатор масляный,
Sном (кВ.А) Uном (кВ) Uк (%) Pк (кВт)
630 6/0.4 5.50 7.60
3) Автомат, Iном (А) Rа (Ом) Xа (Ом)
1600 0.00014 0.00008
4) Автомат, Iном (А) Rа (Ом) Xа (Ом)
100 0.00215 0.00120
5) Линия кабельная, материал — алюминий,
Fном (мм2) Rуд (Ом/км) Xуд (Ом/км) L (км)
35 0.894 0.064 0.090
6) Линия — провод, материал — алюминий,
Fном (мм2) Rуд (Ом/км) Xуд (Ом/км) L (км)
2.5 12.500 0.116 0.013
Токи трехфазного короткого замыкания в узлах сети 380 В
- T————-T————-T————T————¬
¦Номер¦ Элемент ¦ Ток КЗ ¦ Ток КЗ ¦ Ударный ¦
¦ узла¦ схемы ¦периодический¦ ударный ¦коэффициент¦
¦ ¦ ¦ кА ¦ кА ¦ ¦
+——+————-+————-+————+————+
¦ 1 ¦ Система ¦ ¦ ¦ ¦
¦ 2 ¦Трансформатор¦ 16.533 ¦ 34.924 ¦ 1.494 ¦
¦ 3 ¦ Автомат ¦ 16.405 ¦ 34.337 ¦ 1.480 ¦
¦ 4 ¦ Автомат ¦ 14.579 ¦ 27.294 ¦ 1.324 ¦
¦ 5 ¦ Линия ¦ 2.616 ¦ 3.700 ¦ 1.000 ¦
¦ 6 ¦ Линия ¦ 0.926 ¦ 1.310 ¦ 1.000 ¦
L——+————-+————-+————+————
РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ДО 1 КВ
Исходные данные элементов схемы
1) Система бесконечной мощности
2) Трансформатор масляный,
Sном (кВ.А) Uном (кВ) Uк (%) Pк (кВт)
630 6/0.4 5.50 7.60
3) Автомат, Iном (А) Rа (Ом) Xа (Ом)
1600 0.00014 0.00008
4) Другой элемент, Rд (Ом) Xд (Ом)
0.01500 0.00000
5) Автомат, Iном (А) Rа (Ом) Xа (Ом)
100 0.00215 0.00120
6) Линия кабельная, материал — алюминий,
Fном (мм2) Rуд (Ом/км) Xуд (Ом/км) L (км)
35 0.894 0.064 0.090
7) Линия — провод, материал — алюминий,
Fном (мм2) Rуд (Ом/км) Xуд (Ом/км) L (км)
2.5 12.500 0.116 0.013
Токи трехфазного короткого замыкания в узлах сети 380 В
- T————-T————-T————T————¬
¦Номер¦ Элемент ¦ Ток КЗ ¦ Ток КЗ ¦ Ударный ¦
¦ узла¦ схемы ¦периодический¦ ударный ¦коэффициент¦
¦ ¦ ¦ кА ¦ кА ¦ ¦
+——+————-+————-+————+————+
¦ 1 ¦ Система ¦ ¦ ¦ ¦
¦ 2 ¦Трансформатор¦ 16.533 ¦ 34.924 ¦ 1.494 ¦
¦ 3 ¦ Автомат ¦ 16.405 ¦ 34.337 ¦ 1.480 ¦
¦ 4 ¦Другой (R,X) ¦ 10.134 ¦ 14.554 ¦ 1.015 ¦
¦ 5 ¦ Автомат ¦ 9.154 ¦ 13.123 ¦ 1.014 ¦
¦ 6 ¦ Линия ¦ 2.244 ¦ 3.174 ¦ 1.000 ¦
¦ 7 ¦ Линия ¦ 0.874 ¦ 1.236 ¦ 1.000 ¦
L——+————-+————-+————+————
11.1 Основные положения
В процессе выработки, преобразования, распределения и потребления электроэнергии имеют место искажения формы синусоидальных токов и напряжений.
Главной причиной искажений являются вентильные преобразователи, электродуговые сталеплавильные и рудно-термические печи, установки дуговой и контактной электросварки.
Высшие гармоники тока и напряжения оказываю отрицательной воздействие на электрооборудование системы электроснабжения, потребителей электроэнергии, системы автоматики, релейной защиты, телемеханики и связи. Протекание несинусоидального тока в линии электропередачи, трансформаторах и электрических машинах вызывает дополнительные потери активной мощности, уровень которых может достигать нескольких процентов от потерь при синусоидальном токе. Несинусоидальные токи перегружают конденсаторные батареи, емкостное сопротивление которых обратно пропорционально порядку гармоник. В результате этого конденсаторные батареи не работают: они или отключаются вследствие перегрузки по току или за короткий срок выходят из строя в результате вспучивания, иногда разрывов.
11.2 Исходные данные
Источником высших гармоник (ИВГ) является сварочный выпрямитель. Он генерирует пятую, седьмую, одиннадцатую, тринадцатую гармоники тока, .
Исходные данные элементов схемы:
- Напряжение системы () — 6,3 кВ, смотри примечание.
- Мощность КЗ системы () — 200 МВ•А.
- Материал жил кабельной линии (КЛ) — алюминий.
- Сечение кабеля () — 120 мм2, с. .
- Длина кабельной линии () — 0,87 км.
- Удельное реактивное сопротивление КЛ () — 0,076 Ом/км, с. 139 /6/.
- Удельное активное сопротивление КЛ () — 0,258 Ом/км, с. 139 /6/.
- Полная мощность трансформатора () — 0,630 МВ•А.
- Высшее напряжение трансформатора () — 6,0 кВ.
- Низшее напряжение трансформатора () — 0,4 кВ.
- Напряжение КЗ трансформатора () — 5,5 %.
- Потери КЗ в трансформаторе () — 7,6 кВт.
- Расчетная мощность ИВГ () — 2•0,75 МВ•А.
- Номинальное напряжение сети в точке подключения ИВГ то же, что и номинальное напряжение на низшей стороне ГПП = 6 кВ.
- Номинальное напряжение нагрузки принимается, как и .
Примечание — напряжение системы берется на 5% выше номинального,
11.3 Расчетная схема
Схема для расчета несинусоидальности показана на рисунке 11.1.
Рисунок 11.1 — Расчетная схема
На рисунке 11.1 обозначены —
- номер узла,
- тип элемента.
11.4 Вспомогательный расчет
Найдем ток ИВГ гармоники
, (11.1)
где — номинальное напряжение сети в точке подключения ИВГ;
- номер гармоники.
Определим ток ИВГ для пятой гармоники
Определим ток ИВГ для седьмой гармоники
Определим ток ИВГ для одиннадцатой гармоники
Определим ток ИВГ для тринадцатой гармоники
Расчет проводим в относительных единицах (о.е.).
За базисные величины примем:
- Базисная мощность .
- Базисное напряжение со стороны ВН
- Базисный ток со стороны ВН
(11.2)
- Базисное напряжение со стороны ВН
(11.3.)
Рассчитаем параметры схемы:
Реактивное сопротивление системы
(11.4)
Активное сопротивление системы
(11.5)
Реактивное сопротивление кабельной линии
(11.6)
Активное сопротивление кабельной линии
(11.7)
Реактивное сопротивление трансформатора
(11.8)
Активное сопротивление трансформатора
(11.9)
Реактивная мощность нагрузки
, (11.10)
где — расчетная реактивная мощность на один трансформатор,
, с. .;
- мощность батарей конденсаторов, , с. .
Активная мощность нагрузки
, (11.11)
где — расчетная активная мощность на один трансформатор,
, с. .
Определим полную мощность нагрузки
- (11.12)
Определим активное сопротивление нагрузки
(11.13)
Определим активное сопротивление нагрузки
(11.14)
Определим коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения .
Для каждой гармоники с номером составляется и рассчитывается схема замещения, показанная на рисунке 11.2.
Рисунок 11.2 — Расчетная комплексная схема замещения
На рисунке 11.2 приняты следующие обозначения:
- напряжение -ой гармоники в первом узле относительно нулевого, о.е.;
- напряжение -ой гармоники во втором узле относительно нулевого, о.е.;
- напряжение -ой гармоники в третьем узле относительно нулевого, о.е.;
- ток -ой гармоники в первой ветви, о.е.;
- ток -ой гармоники в второй ветви, о.е.;
- ток -ой гармоники ИВГ, о.е.
Комплексное сопротивление в первой ветви для пя ………..
