Розрахунок струмів короткого замикання та вибір захисної комутаційної апаратури

Високовольтні вимикачі вибираються за номінальною напругою і розрахунковим струмом з врахуванням післяаварійних режимів:

(8.1)

Струм для нормального і післяаварійного режимів для ліній напругою 35 (кВ):

, (8.2)

,

Всі інші захистні апарати вибираємо аналогічно, а результати заносимо в таблицю 8.1.

Таблиця 8.1 – Комутаційна і захистна апаратура

Розрахунок струмів КЗ виконується з метою перевірки вибраних вимикачів і провідників. Тому необхідно визначити такі величини: періодичну складову струму трифазного КЗ в початковий момент часу I_по, періодичну та аперіодичну складові в момент початку розходження контактів I_пt та і_аt, ударний струм КЗ і_уд, тепловий імпульс В_к. Розрахунок струмів КЗ виконуються у відносних одиницях. Базисну потужність приймемо рівною 1000 МВ×А. За базисну напругу U_б приймаємо середню напругу U_сер ступеня, на якому виникає КЗ (0,4; 10,5; 37; 115 кВ). Базисний струм на кожному ступені розраховують за формулою

. (8.4)

Послідовність розрахунку струмів КЗ така: складають розрахункову схему і схему заміщення; вказують точки, в яких необхідно визначити струм КЗ; визначають опори елементів системи електропостачання і приводять їх до базисних умов; визначають розрахункові величини: I_по; I_пt; і_аt та і_уд від енергосистеми, а також В_к.

Заданою величиною для розрахунки струмів КЗ є початкове значення періодичної складової струму КЗ I_по на високій стороні ГПП або потужність трифазного КЗ

. (8.5)

З метою перевірки вибраних вимикачів і кабелів необхідно розрахувати вказані вище величини на шинах низької напруги ГПП (точка К-1), низької напруги ТП (точка К-1) та на РП (точка К-3).

На рис. 8.1. та рис. 8.2 представлені електрична схема і розрахункова схема заміщення дл точки К1.

Рисунок 8.1 - Електрична схема заміщення

Рисунок 8.2 - Розрахункова схема заміщення

Опори елементів, приведені до базисних умов:

, (8.6)

Результуючий опір:

, (8.7)

Початкові діючі значення струму трифазного КЗ:

(кА), (8.8)

де - надперехідна ЕРС системи в відносних одиницях (приймається рівною одиниці).

Діюче значення періодичної складової струму трифазного КЗ від енергосистеми не залежить від часу:

I_пt.с = I_по.с (кА).

Для визначення аперіодичної складової струму, ударного струму і теплового імпульсу розрахуємо відносні активні опори елементів:

, (8.8)

, (8.9)

Результуючі активні опори для точки К1:

, (8.10)

Постійні часу аперіодичної складової:

, (8.11)

де , – результуючі опори від джерела до точки К1;

– циклічна частота: ().

Аперіодична складова струму КЗ при с:

, (8.12)

Ударний струм КЗ:

, (8.13)

Тепловий імпульс визначаємо в такій послідовності:

Тепловий імпульс В_к струмів КЗ при живленні від системи (віддалене КЗ) визначається за формулою:

, (8.14)

,

де – час протікання процесу КЗ.

Складаємо розрахункову схему для точок К2та К3 (рис. 8.3):

Рисунок 8.3 - Розрахункова схема заміщення

Максимальне значення струму трифазного КЗ на РП:

,

Отже, вимикачі задовольняють умову комутаційної здатності:

.

Відповідно до ГОСТ 687-78 високовольтні вимикачі повинні бути перевірені на комутаційну здатність, на динамічну стійкість, а також на термічну стійкість до дії струмів КЗ. Перевірка комутаційної здатності здійснюється за умовами:

,

, (8.16)

де – номінальний струм відключення вимикача;

- нормований процентний вміст аперіодичної складової струму КЗ;

– відповідно періодична та аперіодична складові струму КЗ на момент початку розходження контактів вимикача, тобто на момент початку розмикання.

Перша умова характеризує здатність до розмикання симетричної складової струму КЗ, а друга - здатність до розмикання повного струму з урахуванням аперіодичної складової струму КЗ.

Нормований відсотковий вміст аперіодичної складової струму КЗ визначають за графіком.

Розрахунковий час початку розмикання ().

Якщо t > 90 мс, то приймають = 0 і перевірка вимикача за дру­гою умовою має вигляд:

. (8.17)

Перевірка вимикачів на динамічну стійкість до дії струмів КЗ здійснюється за умовами

,

,

де , – максимальне миттєве та діюче значення повного струму електродинамічної стійкості, який проходить через вимикач і не пошкоджує його;

- ударний струм КЗ;

Перевірка вимикачів на термічну стійкість до дії струмів КЗ здійснюється за умовою:

, (8.18)

де I_т - струм термічної стійкості вимикача на протязі часу t_т;

В_к - розрахункове значення теплового імпульсу.

Перевіряємо вибрані вимикачі для ГПП ВВЭ-10-20/1600 на комутаційну здатність і стійкість до дії струмів КЗ. Умови вибору вимикачів і порівняльні дані приведені в таблиці 8.2.

Таблиця 8.2 – Перевірка вимикачів на комутаційну здатність

Умови вибору	Дані для вимикачів	Дані розрахунків
Iн.відк ³ Iпt	Iн.відк = 1,6 (кА)	Iпt = Iпt.с = 1,641 (кА)
	(кА)
ідин ³ іуд	ідин = 52 (кА)	іуд = 2,336 (кА)
Iдин ³ Iпо	Iдин = 52 (кА)	Iпо = Iпо.с= 1,164 (кА)
		Вк = 0,82

Отже даний тип вимикачів може бути використаний для установки на низькій стороні ГПП.

9 Розрахунок показників та критеріїв ефективності

Приведемо специфікацію вибраного обладнання:

Таблиця 9.1 – Специфікація обладнання

Поиск по сайту: