Токи короткого замыкания расчет 0 4 кв: Пример приближенного расчета токов короткого замыкания в сети 0,4 кв

Пример приближенного расчета токов короткого замыкания в сети 0,4 кв

Часто инженерам для проверки отключающей способности защитных аппаратов (автоматические выключатели, предохранители и т.д.), нужно знать значения токов короткого замыкания (ТКЗ). Но на практике не всегда есть возможность быстро выполнить расчет ТКЗ по ГОСТ 28249-93, из-за отсутствия данных по различным сопротивлениям, особенно это актуально при расчете однофазного тока короткого замыкания на землю.

Для решения этой задачи, можно использовать приближенный метод расчета токов короткого замыкания на напряжение до 1000 В, представленный в книге: «Е.Н. Зимин. Защита асинхронных двигателей до 500 В. 1967 г.».

Рассмотрим на примере расчет ТКЗ в сети 0,4 кВ для небольшого распределительного пункта, чтобы проверить отключающую способность предохранителей, используя приближенный метод расчета ТКЗ представленный в книге Е.Н. Зимина.

Обращаю Ваше внимание, что в данном примере будет рассматриваться, только расчет ТКЗ для предохранителей FU1-FU6 из условия обеспечения необходимой

кратности тока короткого замыкания.

Расчет

Известно, что двигатели получают питание от трансформатора мощность 320 кВА. Кабель от трансформатора до РЩ1 проложен в земле, марки АСБГ 3х120+1х70, длина линии составляет 250 м. На участке от распределительного щита ЩР1 до распределительного пункта РП, проложен кабель марки АВВГ 3х25+1х16, длина линии составляет 50 м. Однолинейная электрическая схема представлена на рис.1.

Рис.1 – Однолинейная электрическая схема 380 В

Расчет токов к.з. для точки К1

Для проверки на отключающую способность предохранителя FU1, нужно определить в месте его установки ток трехфазного короткого замыкания.

1. Определяем активное и индуктивное сопротивление фазы трансформатора:

где:

• Sт – мощность трансформатора, кВА;
• с – коэффициент, равный: 4 – для трансформаторов до 60 кВА; 3,5 – до 180 кВА; 2,5 – до 1000 кВА; 2,2 – до 1800 кВА;
• d – коэффициент, равный: 2 – для трансформаторов до 180 кВА; 3 – до 1000 кВА; 4 – до 1800 кВА;
• k = Uн/380, Uн — номинальное напряжение на шинах распределительного пункта.

2. Определяем активное и индуктивное сопротивление кабеля марки АСБГ 3х120+1х70:

где:

• L – длина участка, км;
• Sф и S0 – сечение проводника фазы и соответственно нулевого провода, мм2;
• а – коэффициент, равный: 0,07 – для кабелей; 0,09 – для проводов, проложенных в трубе; 0,25 – для изолированных проводов, проложенных открыто;
• b – коэффициент, равный: 19 – для медных проводов и кабелей; 32 – для алюминиевых проводов и кабелей;

3. Определяем полное сопротивление фазы:

4. Определяем ток трехфазного короткого замыкания:

Для проверки на отключающую способность предохранителей FU2 – FU6, нужно определить однофазный ток короткого замыкания на землю в конце защищаемой линии.

Расчет токов к.з. для точки К2

5. Определяем суммарные активные и индуктивные сопротивления кабелей цепи короткого замыкания:

6. Определяем полное сопротивление петли фаза-нуль:

где:
Zт(1) = 22/Sт*k² – расчетное полное сопротивление трансформатора току короткого замыкания на землю, k=Uн/380.

7. Определяем ток однофазного короткого замыкания на землю:

Аналогично выполняем расчет ТКЗ для точек К3-К6, результаты расчетов заносим в таблицу 1. Зная токи к.з., можно теперь выбрать плавкие вставки для предохранителей FU1 – FU6, исходя из условия обеспечения необходимой кратности тока короткого замыкания.

Таблица 1 – Расчет токов к.з.

Точка КЗ	Rф, Ом	R0, Ом	Хф, Ом	Х0, Ом	Rт, Ом	Хт, Ом	Zф-0, Ом	Zт, Ом	Iк.з.(3), А	Iк.з.(1), А
К1	0,07	0,02	—	—	0,0078	0,023	—	0,089	2468	—
К2	0,241	0,374	0,022	0,022	—	—	0,674	—	—	326
К3	0,374	0,598	0,0231	0,0231	—	—	0,99	—	—	222
К4	0,174	0,278	0,022	0,022	—	—	0,512	—	—	429
К5	0,694	1,11	0,0259	0,0259	—	—	1,8	—	—	122
К6	0,174	0,278	0,022	0,022	—	—	0,512	—	—	429

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet. info.

Поделиться в социальных сетях

Расчет токов короткого замыкания на напряжении 10 кВ и 0,4 кв

9. Расчет токов короткого замыкания на

напряжении 10 кВ и 0,4 кв

19.1. Расчет токов КЗ в сети напряжением выше 1 кВ.

           Выберем силовые трансформаторы на ГПП завода.

Расчетная мощность Рр=6217,328 кВт и Qр=5825,5 квар, тогда

.

           Мощность одного трансформатора ГПП будет

.

           По этой мощности по [1] выбираем трансформатор с расщепленной обмоткой ТРДН-25000/110/10-10.

Вычисление токов КЗ производим с целью:

1.  Выбора отключающих аппаратов.

2.  Проверки устойчивости элементов схемы при электродинамическом и термическом действии токов КЗ.

3.  Расчета релейной защиты.

Расчетным видом КЗ является трехфазное, т. к. при нем обычно значения получаются большие значения сверхпереходного и ударного токов, чем при двухфазном и однофазном. Расчет токов КЗ должен рассчитываться на сборных шинах ГПП и РП.

Рисунок 9.1.1-Схема питания завода.

Завод получает питание от ГПП на напряжении 10 кВ, расположенной на расстоянии 3 км, на которой установлены два трансформатора мощностью 25 МВА. На удалении 80 км от ГПП расположена ТЭЦ с генератором ТГВ-200-2У3 (P_н=200 МВт, cosj=0,85, X_d^’’=0.19), подключенном к сети 110 кВ с помощью трансформатора ТДЦ-250000/110, U_к=10,5%. На расстоянии 140 км расположена ГРЭС, на которой установлены четыре генератора генератором ТГВ-300-2У3 (P

н=300 МВт, cosj=0,85, X_d^’’=0.195), подключенные с помощью трансформаторов ТДЦ-400000/110, U_к=10,5%. На основании приведенных данных производим расчет токов короткого замыкания в двух точках К1 (на шинах ГПП) и К2 (на шинах РП).

            Рисунок 9.1.2 — Схема для расчета токов КЗ.

Для вычисления токов КЗ составляем расчетную схему, включая все элементы, по которым протекают токи к выбранным точкам. По расчетной схеме составляем схему замещения, в которой каждый элемент заменяем своим сопротивлением. Генераторы, трансформаторы, высоковольтные линии и короткие участки распределительных сетей представляем индуктивными сопротивлениями. Расчет токов КЗ выполняем в относительных единицах, при котором все расчетные данные приводим к базисным напряжению и мощности.

Задаемся базисными условиями S_б = 300 МВА; U_б = 10,5 кВ;

Iб=Sб / (1.73*Uб)=300 / (1,73*10,5)=16,5 кА.               (9.1.1)

По [14] для турбогенераторов мощностью от 100 до 1000 МВт Е_*=1,13.

Сопротивления генераторов ГРЭС находим по формуле

,                                         (9. 1.2)

.

          Сопротивления трансформаторов ГРЭС определяем по формуле

,                                             (9.1.3)

.

Аналогично определяем сопротивления генератора и трансформатора на ТЭЦ

, .

Сопротивления воздушных и кабельных линий

,                                            (9.1.4)

где x₀ – индуктивное сопротивление одного км линии, Ом/км (для воздушных линий 110 кВ x₀=0,4 Ом/км, кабельных 10 кВ – x₀=0,08 Ом/км),

l – длина линии, км.

, , .

          Для трансформаторов с расщепленной обмоткой схема замещения состоит из двух лучей, сопротивление которых

          .           (9.1.5)

          Сопротивление кабельной линии ГПП-РП

          .

                      Рисунок 9. 1.3 — Схема замещения.

Так как секционные выключатели на ГПП и ЦРП находятся в нормально отключенном состоянии, а генераторы на ГРЭС включены параллельно, то схема замещения принимает вид рис.10.4.

                      Рис. 9.1.4- Схема замещения.

, .

, .

.

 

          Рисунок 9.1.5 — Схема замещения.

.

          Рисунок 9.1.6 — Схема замещения.

Ток установившегося КЗ на шинах 10 кВ ГПП

Iуст.гпп.=Е_*×Iб / (0,509+2,544)=1,13×16,5/3,053 =6,1 кА.                           (9.1.6)

Ударный ток на шинах 10 кВ ГПП:

Iу.гпп.=1,41*Ку* Iуст.гпп.=1,41*1,82*6,1=15,7 кА,                                   (9.1.7)

где k_у – ударный коэффициент; для шин ГПП k_у = 1,82, для шин ЦРП завода k_у = 1,369.

Ток установившегося КЗ на шинах ЦРП завода

Iуст. црп.=Е_*×Iб / (X₁₈+X₇₈+X₉) =1,13×16,5 / (0,509+2,544+0,653) =5,03 кА.    (9.1.8)

Ударный ток на шинах ЦРП завода по (9.1.7)

Iу. црп.=1.41*Ку* Iуст. црп.=1,41*1.37*5,03=9,7 кА.

Таблица 9.1.1-Токи КЗ в сетях 10 кВ                                     

Точка КЗ	, кА	Iу, кА
К1	6,1	15,7
К2	5,03	9,7

10.2. Расчет токов КЗ в сетях напряжением до 1 кВ.

Расчет токов КЗ в сетях напряжением до 1 кВ производим в именованных единицах. При этом учитываем активные и индуктивные сопротивления всех элементов цепи КЗ в мОм. Заметное влияние на результаты расчета оказывают сопротивления различных контактных сопротивлений. Т.к. достоверных данных о числе и сопротивлении контактов нет, то учитываем их совокупно, вводя в цепь КЗ дополнительные сопротивления следующей величины:

1)  при КЗ на щите ТП – 15 мОм;

2)  при КЗ на цеховых РП и зажимах аппаратов, питаемых радиальными и магистральными линиями от щитов ТП – 20 мОм;

3)  при КЗ на вторичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых от первичных РП – 25 мОм;

4)  при КЗ на зажимах аппаратов, питаемых от вторичных РП – 30 мОм.

При расчете токов КЗ считаем, что напряжение на первичной обмотке трансформатора цеховой ТП3 равно номинальному.

Сопротивление системы в мОм до понижающего трансформатора определяем

Расчет токов КЗ (Страница 1) — Учимся делать расчёты — Советы бывалого релейщика

retriever пишет:

1. потому что мега это 1000 000,  а кило это 1000. делим миллион на тысячу получаем что? тысячу.
2. смотрите от чего запитана пс.  если это понижающий трансформатор,  то считаете его сопротивление,  это сопротивление системы.  если это кабель от другой пс,  ищете питающую гпп на схеме,  берете сопротивление тамошнего трансформатора и прибавляете к нему сопротивление кабеля.  по-моему,  активную составляющую сопротивления кабеля лучше учесть,  она большая

Спасибо!
Но я всё равно недопонимаю.
Вот приложен мой расчет, подскажите где я ошибаюсь. Вроде все по «книге» делаю

Добавлено: 2018-09-28 12:25:57

Добавлено: 2018-09-28 12:27:01

Доброго времени суток!
Все таки нашел я часть книг которые искал, а начал изучать. По стечению обстоятельств я единственный «релейщик» в этой конторе. Начальство дало задание, мол строится новая ГПЭС, ты ее будешь обслуживать, тебе и уставки считать! Честно признаюсь что кроме как в техникуме нигде токи коротких замыканий мне считать не приходилось, за исключением нескольких попыток которые на этом форуме были изложены (но так ничего и не вышло).
Посмотрел я на однолинейную схему и решил начать расчеты с самой просто ячейки (на мой взгляд), это ячейка питающая ТСН. На вскидку прикинул набор необходимых защит (отсечка, мтз, перезагрузка, землянка) решил, что сделал верный выбор.
Открыл книжку М.А. Шабад «Защита трансформаторов 10 кВ», и начал погружаться в мир «высоких материй». Ладно отойдем от лирики, и начну излагать суть моих расчетов (забегая вперед скажу что проблема возникла уже на второй формуле).
Из книги М.А. Шабад «Защита трансформаторов 10 кВ»
«Вычисление тока трехфазного КЗ по значению напряжения КЗ трансформатора. Наиболее просто максимально значение тока (в амперах) трехфазного КЗ за трансформатором вычисляется по значению напряжения КЗ трансформатора:
I(3)к=100*Iном. тр/Uк+р;
где Uк — напряжение кз из паспорта в %;
Iном.тр — ном. ток тр-ра на стороне НН или ВН из паспорта;
p=100*Sном/Sk
где Sном — ном. мощность тр-ра
Sк — мощность трехфазного КЗ питающей энергосистемы в той точке, где подключается трансформатор, т. 2/100*1000=0.00238
I(3)=Uср/(1,73*Zтр)=6300/(1,73*0,00238)=1536585 А
По идеи  расчеты I(3)= 1536585 А и I(3)к=1529,17А должны быть равны, но сами видите!
Дальше идет расчет КЗ в минимальном режиме, но это уже совсем другая история…

Прошу помочь мне разобраться во всем этом! Я понимаю конечно, что писать мол «читай учебник» проще всего, но думаю все здесь присутствующие (ну или большинство) перенимали опыт у своих наставников и коллег, но вот так сложилось, что мне не у кого принимать опыт, а сухой текст из «учебника» не всегда легко воспринимается.
В общем не судите строго, я просто хочу научится!

Post’s attachments

IMG_20180401_093818.jpg 3.11 Мб, 3 скачиваний с 2018-04-01 

You don’t have the permssions to download the attachments of this post.

не судите строго), я только учусь!

Расчеты короткого замыкания с использованием метода бесконечной шины

Дата публикации: 24 сентября 2021 г. Последнее обновление: 24 сентября 2020 г. Абдур Рехман

Короткое замыкание — это, по сути, ненормальное состояние в энергосистеме, в которой через цепь протекает большой ток.

Короткое замыкание обычно возникает в результате неисправности в энергосистеме. Неисправность может заключаться в обрыве проводника и его падении на землю или в контакте двух или более электрических проводников друг с другом.

Такие повреждения приводят к образованию пути с низким сопротивлением для тока. Это состояние короткого замыкания.

Вот почему расчет короткого замыкания является обязательным, а также является рекомендуемой практикой профилактического обслуживания электрооборудования согласно NFPA. (NFPA 70B, глава 9)

Мы только что запустили нашу серию Power Systems Engineering Vlog , и в этой серии мы собираемся поговорить о всевозможных различных исследованиях и комментариях по разработке энергетических систем. Мы рассмотрим различные блоги, написанные AllumiaX. Это весело, это весело, по сути, это видеоблог, и мы надеемся, что вы, , присоединитесь к нам, и получите от этого пользу.

Влияние тока короткого замыкания

За коротким замыканием следует протекание очень большого тока, известного как ток короткого замыкания. Высокая величина тока короткого замыкания делает рабочую среду критически опасной.

Избыточное тепло, выделяемое сильным током, вызывает возгорание проводов.Эти токи не только повреждают оборудование, такое как генераторы, двигатели и другие электроприборы, но также могут сжечь обмотки двигателя.

Еще одно опасное воздействие коротких замыканий — вспышки дуги, которые разрушают оборудование и могут оказаться смертельными для окружающих людей и оборудования.

Следовательно, необходимо выполнить расчеты короткого замыкания, чтобы быть готовым к неудачному случаю короткого замыкания.

Наличие адекватных знаний о токе короткого замыкания помогает определить защиту системы до того, как произойдет инцидент.

Метод бесконечной шины

Простым методом аппроксимации тока короткого замыкания является метод расчета короткого замыкания на бесконечной шине.

Этот метод вычисляет наихудший возможный или максимальный ток, который распространяется от трансформатора в случае короткого замыкания. Мы получаем максимальное значение, потому что импеданс источника и любые другие импедансы игнорируются или считаются равными нулю, за исключением импеданса трансформатора.

Импеданс трансформатора играет жизненно важную роль в расчете SCC, поскольку он ограничивает максимально допустимый SCC, который может быть передан на сторону низкого напряжения.

Требуемые данные:

Расчеты бесконечной шины выполняются через трехфазный трансформатор в энергосистеме. Следовательно, у нас должны быть данные о номинальной мощности трансформатора в кВА, первичном и вторичном напряжении и процентном сопротивлении. Эти данные можно легко получить на паспортной табличке трансформатора.

Расчет

Этот расчет выполняется в два простых шага, а именно:

Шаг 1:

Рассчитайте номинальный ток при полной нагрузке на вторичной обмотке трансформатора.

FLA _{вторичный} =

( кВА _{, 3 фазы} ) кВ _L-L x √3

Где:

FLA _{вторичный} = вторичный ток полной нагрузки

кВ _{L − L} = вторичное напряжение в кВ

кВА _{3 фазы} = трехфазный трансформатор кВА

Шаг 2:

Рассчитайте ток короткого замыкания на вторичной обмотке трансформатора.

SCA _{вторичный} =

( FLA _{вторичный} x 100) % Z

Где:

SCA _{вторичная} = Амперы короткого замыкания на вторичной обмотке трансформатора

% Z = полное сопротивление трансформатора в процентах

Ограничения метода бесконечной шины:

Метод бесконечной шины, будучи простым методом расчета, не учитывает некоторые важные факторы и имеет свои ограничения, а именно:

• Влияние тока, создаваемого двигателем.
• Уменьшение тока из-за сопротивления источника и линии.

Исследования тока короткого замыкания и вспышки дуги:

Расчеты короткого замыкания с использованием методов бесконечной шины не подходят для исследования вспышки дуги.

Метод бесконечной шины дает наихудший возможный ток в случае короткого замыкания, поэтому реле или система защиты, настроенная с использованием метода бесконечной шины, отключит цепь за минимальное время.

Однако при меньшем значении тока короткого замыкания обратнозависимые временные характеристики этого реле будут задерживать срабатывание систем защиты (время задержки срабатывания).

Увеличенное время приведет к высвобождению большей падающей энергии в случае вспышки дуги при таком значении тока.

У нас, в AllumiaX, есть стандартная процедура использования 2-х кейсов:

1. Во-первых, мы исследуем, используя нормальный ток короткого замыкания, задаваемый методом бесконечной шины.
2. Затем проводится второе исследование с использованием подавленных токов на уровне от 40% до 50% от наихудшего возможного тока, чтобы обеспечить увеличенное время срабатывания.

AllumiaX, ООО. специализируется на проведении исследований вспышки дуги и соответствует мировым стандартам OSHA и NFPA. Следуя действиям, предложенным выше, мы предоставляем «Отчеты о вспышках дуги» вместе с «Ярлыками дуговых вспышек» с указанием категории риска оборудования вместе с соответствующей одеждой СИЗ, необходимой для взаимодействия сотрудников.Кроме того, мы также проводим обучение работе с дуговой вспышкой, обучая сотрудников работе с оборудованием.

• ---

  Об авторе

  Абдур Рехман — профессиональный инженер-электрик с более чем восьмилетним опытом работы с оборудованием от 208 В до 115 кВ как в коммунальных, так и в промышленных и коммерческих помещениях. Особое внимание он уделяет вопросам защиты энергосистем и инженерным исследованиям.

(PDF) Расчет токов короткого замыкания

Cahier Technique Schneider Electric n ° 158 / p.17

v 20 мс для двигателей с одной клеткой до 100 кВт

v 30 мс для двигателей с двумя клетками и двигателей

более 100 кВт

v от 30 до 100 мс для очень больших высоковольтных двигателей с токосъемником

(1000 кВт )

В случае короткого замыкания асинхронный двигатель

, следовательно, является генератором, которому приписывается импеданс

(только субпереходный) от 20 до 25%

.

Следовательно, большое количество низковольтных электродвигателей,

с низкой индивидуальной мощностью, присутствующих на промышленных объектах

, может быть источником трудностей, так как

нелегко предвидеть среднее количество работающих двигателей

, которые будут способствуют возникновению неисправности

при коротком замыкании.Индивидуальный расчет

обратного тока для каждого двигателя с учетом

импеданса линии

является утомительной и бесполезной задачей. Обычная практика,

, особенно в Соединенных Штатах, состоит в том, чтобы учесть

совокупного вклада в ток повреждения

всех асинхронных двигателей низкого напряжения в установке

.

13

Поэтому они рассматриваются как уникальный источник

, способный подавать на шины ток

, равный Istart / Ir, умноженному на сумму

номинальных токов всех установленных двигателей.

Прочие сопротивления.

c Конденсаторы

Шунтирующая конденсаторная батарея, расположенная рядом с местом повреждения

, разряжается, тем самым увеличивая ток короткого замыкания

. Этот затухающий колебательный разряд

характеризуется высоким начальным пиковым значением

, которое накладывается на начальный пик тока короткого замыкания

, даже несмотря на то, что его частота

намного выше, чем у сети.

В зависимости от времени между инициированием неисправности

и возникновением волны напряжения необходимо рассмотреть два крайних случая

:

v Если начало неисправности совпадает с нулевым напряжением

, ток разряда короткого замыкания

асимметричный, с максимальной начальной амплитудой

пик

v И наоборот, если возникновение повреждения

совпадает с максимальным напряжением, ток разряда

накладывается на начальный пик

тока повреждения, который , поскольку он симметричен

, имеет низкое значение

Поэтому маловероятно, за исключением очень мощных конденсаторных батарей

, такое наложение приведет к

, начальному пику выше, чем пиковый ток асимметричного повреждения

.

Отсюда следует, что при расчете максимального тока короткого замыкания

конденсаторным батареям не нужно учитывать

.

Тем не менее, при выборе типа автоматического выключателя их следует учитывать

. Во время размыкания

батареи конденсаторов значительно снижают частоту цепи

и, таким образом, влияют на прерывание тока

.

c Распределительное устройство

14

Некоторые устройства (автоматические выключатели, контакторы

с предохранительными катушками, тепловые реле прямого действия и т. Д.))

имеют импеданс, который должен быть учтен в учете

для расчета Isc, когда такое устройство

расположено перед устройством

, предназначенным для размыкания данного короткого замыкания и оставаясь замкнутым

(выборочно предохранители).

15

Для автоматических выключателей низкого напряжения, например, значение реактивного сопротивления

, равное 0,15 мОм, является типичным, в то время как сопротивление

незначительно.

Для отключающих устройств необходимо различать

в зависимости от скорости размыкания:

v Некоторые устройства открываются очень быстро и, таким образом,

значительно снижают токи короткого замыкания.Это

случай для быстродействующих ограничивающих автоматических выключателей

и результирующий уровень электродинамических сил

и термических напряжений для соответствующей части установки

остается намного ниже теоретического максимума

v Другие устройства, такие как автоматические выключатели

с выдержкой времени, не обладают этим преимуществом.

c Дуга короткого замыкания

Ток короткого замыкания часто протекает по дуге

в месте повреждения.Сопротивление дуги

значительно и сильно варьируется. Падение напряжения

на дуге короткого замыкания может составлять от 100 до 300 В.

Для высоковольтных приложений это падение незначительно при

по отношению к напряжению сети, а дуга

не влияет на снижение тока короткого замыкания .

Для низковольтных приложений, однако, фактический ток короткого замыкания

при возникновении дуги ограничен на

более низким уровнем, чем рассчитанный (закрепленный, сплошной отказ

), потому что напряжение намного ниже.

16

Например, дуга, возникающая в результате короткого замыкания

между проводниками или шинами, может снизить ожидаемый ток короткого замыкания на

от 20 до 50%, а иногда даже более чем на

50% для номинальных напряжений при 440 В.

Однако это явление, очень благоприятное в

поле НН и которое происходит для 90% неисправностей,

может не приниматься во внимание при определении отключающей способности

, потому что 10% неисправностей составляют

место при закрытии устройства, производящее

твердое тело

Рис.19: Значения синхронного компенсатора и реактивного сопротивления двигателя, в единицах.

Субпереходный переходный процесс Синхронный

Реактивное сопротивление Реактивное сопротивление

Высокоскоростные двигатели 15 25 80

Низкоскоростные двигатели 35 50 100

Компенсаторы 25 40 160

Характеристики короткого замыкания — обзор

10.7 Применение ограничителей тока повреждения

Существует множество различных возможных применений ограничителей тока короткого замыкания в электрических сетях низкого, среднего, высокого и сверхвысокого напряжения, а также в промышленных энергосистемах.Наиболее экономичный и эффективный метод с точки зрения уменьшения тока короткого замыкания выбирается в зависимости от факторов, специфичных для сети и подстанции. Краткое описание основных приложений приведено ниже.

На рис. 10.22 показан случай, когда жесткое соединение шины 132 кВ (110 кВ) невозможно из-за превышения номинальных значений короткого замыкания подключенных автоматических выключателей. Сборная шина разделена на две части, которые соединены ограничителем тока повреждения. Импеданс ограничителя выбирается таким образом, чтобы уменьшить подачу короткого замыкания с одной стороны ограничителя при повреждении на другой стороне и наоборот, чтобы не выходить за пределы номинальных значений распределительного устройства.При достаточно большом импедансе ограничителя большая часть тока короткого замыкания по обе стороны от ограничителя подается через трансформаторы из сети с более высоким напряжением. В практических системах такое решение почти всегда потребовало бы разделения сетей 132 кВ (110 кВ) с каждой стороны ограничителя, чтобы они работали как две отдельные сети.

Рисунок 10.22. Ограничитель тока короткого замыкания используется для соединения шин подстанции на высоких уровнях напряжения, например, 132, 110 кВ.

Фиг.10.23 иллюстрирует подстанцию ​​сверхвысокого напряжения со значительным количеством подключенных генераторов, где подстанция не может работать в твердом состоянии, потому что доступные токи короткого замыкания будут превышать номинальные параметры инфраструктуры распределительного устройства и подстанции. Разделение шин с помощью ограничителя тока короткого замыкания весьма эффективно для ограничения величины тока короткого замыкания в пределах номинальных значений инфраструктуры распределительного устройства и подстанции.

Рисунок 10.23. Ограничитель тока повреждения, используемый для соединения сборных шин подстанции на сверхвысоких уровнях напряжения.

На рис. 10.24 показано применение ограничителя тока короткого замыкания последовательно с трансформатором на подстанции высокого и среднего напряжения. Ограничитель действует для ограничения токов короткого замыкания, питаемых трансформатором, при повреждениях на подстанции среднего напряжения.

Рисунок 10.24. Ограничитель тока повреждения в цепи трансформатора высокого и среднего напряжения.

На рис. 10.25 показано применение ограничителя тока повреждения, включенного последовательно со схемой генератор-трансформатор. Ограничитель действует для ограничения тока короткого замыкания, поступающего от генератора, при неисправностях на высоковольтной подстанции и на клеммах генератора.

Рисунок 10.25. Ограничитель тока короткого замыкания, включенный последовательно с цепью генератор – трансформатор.

На рис. 10.26 показано применение ограничителя тока повреждения, подключенного последовательно к вспомогательному трансформатору генераторной установки, который питает вспомогательное оборудование электростанции. Ограничитель действует, чтобы ограничить подачу короткого замыкания от генератора и сети через блочный трансформатор для неисправностей на плате агрегата и более низких напряжений во вспомогательной системе.

Рисунок 10.26. Ограничитель тока короткого замыкания последовательно с блочным трансформатором, питающим вспомогательное оборудование электростанции.

На рис. 10.27 показано применение ограничителя тока короткого замыкания последовательно с фидерами цепи, которые отводят энергию от большой концентрации генерирующих станций, расположенных в одном или нескольких местах.

Рисунок 10.27. Ограничитель тока короткого замыкания последовательно с экспортными цепями, соединяющими большую концентрацию генерации.

На рис. 10.28 показано подключение генератора через ограничитель тока повреждения к сети среднего напряжения для ограничения влияния короткого замыкания генератора на неисправности в этой сети.В этом примере ограничитель служит альтернативой подключению трансформатора (и распределительного устройства) к высоковольтной сети.

Рисунок 10.28. Ограничитель тока повреждения, облегчающий подключение генератора к местной электросети.

На рис. 10.29 показаны ограничители тока повреждения, соединенные последовательно с трансформаторами с низким сопротивлением и шинами подстанции среднего напряжения, соединенными через резистивный сверхпроводящий ограничитель тока повреждения.

Рисунок 10.29. Ограничители тока повреждения, которые ограничивают токи повреждения и улучшают качество напряжения питания.

Использование разделенных шин среднего напряжения снижает уровень короткого замыкания на каждой шине и снижает качество напряжения питания потребителей, получающих питание от секции сборных шин, которая обеспечивает колеблющуюся нагрузку, такую ​​как нагрузка дуговой печи. Соединение секций сборных шин через сверхпроводящий ограничитель тока короткого замыкания или, в идеале, с очень низким импедансом во время неисправности сети, увеличивает доступный уровень короткого замыкания на сборной шине, питающей колеблющуюся нагрузку, и улучшает качество напряжения питания.

На рис. 10.30 показан сверхпроводящий ограничитель тока повреждения, подключенный к нейтрали автотрансформатора для ограничения вклада тока нулевой последовательности во время замыкания на землю.

Рисунок 10.30. Резистивный сверхпроводящий ограничитель тока повреждения, подключенный к нейтрали автотрансформатора.

Расчет токов короткого замыкания на высоковольтных линиях

Короткие замыкания — одна из самых распространенных неисправностей, которые могут произойти при работе с электрическими цепями.

Короткое замыкание может быть случайным, представьте ветку дерева, опирающуюся на высоковольтную линию электропередач, или из-за разрушения изоляционного материала (это часто случается, когда он стареет и теряет свои изолирующие свойства). Какой бы ни была причина, короткие замыкания, несомненно, являются врагом ваших электрических систем, главным образом из-за следующих эффектов:

1) Значительно более высокое преобразование тепла из-за эффекта Джоуля в линиях электропередач. Если этот эффект длится достаточно долго, он может значительно сократить срок службы электрических кабелей.
2) Более высокие электродинамические силы (примерно пропорциональны пику тока в квадрате).

Из-за возможного повреждения используется множество защит, особенно в высоковольтных линиях электропередач, где проблема гораздо более серьезна, чем, например, в системе низкого напряжения.

В этой статье я расскажу о простой программе, которую я написал для расчета тока короткого замыкания в трехфазной линии электропередачи на 132 кВ. Моделирование начинается со следующих допущений:

1) Линия не находится под нагрузкой, и ток на самом деле не течет по ней.
2) Емкостью линии можно пренебречь, и всю систему можно смоделировать как цепь RL.
3) Даже при коротком замыкании система остается симметричной и сбалансированной (обычно это не так).

При этих простых предположениях схема концентрированных параметров линии электропередачи (однофазный эквивалент) становится следующей:

Ток короткого замыкания можно разделить на две части следующим образом:

$$ i_ {cc} = \ frac {V_m} {Z} \ sin (\ omega t + \ alpha — \ phi) — \ frac {V_m} {Z} e ^ {(- \ frac {t} {\ tau})} \ sin (\ alpha — \ phi) $$

Где $ V_m $ — пиковое напряжение, $ \ alpha $ — фаза напряжения в момент короткого замыкания, $ \ phi $ — характерный угол импеданса цепи и $ \ tau = \ frac {R} {L} $ — постоянная времени схемы.

Обратите внимание, что это разложение почти интуитивно понятно, поскольку ток в цепи RL является переменной состояния, поэтому он должен непрерывно изменяться. Экспоненциальный член называется однонаправленной составляющей тока короткого замыкания и гарантирует, что в момент времени $ t = 0 $ ток начинается точно с 0. Синусоидальная часть называется синусоидальной составляющей и представляет поведение тока после завершения переходного процесса ( обычно примерно после 4-5 раз $ \ tau $ для большинства инженерных приложений).

Но вы можете спросить себя, а что здесь ищут? Ответ: пиковые токи. И, как вы уже могли заметить, пиковые токи зависят от значения $ \ alpha — \ phi $ части формулы. И $ \ alpha $, и $ \ phi $ нельзя предсказать, поскольку возможность предсказать $ \ alpha $ будет означать, что вы точно знаете, когда произойдет короткое замыкание, а знание $ \ phi $ будет означать, что вы точно знаете, где это произойдет. ! Не все так просто в теории, невозможно на практике. В этих случаях предполагается наихудший сценарий: $ \ alpha — \ phi = \ frac {\ pi} {2} $.

Если вы подставите параметры для линии 132 кВ 80 км, то получите следующий результат:

Обратите внимание на то, как синусоидальная волна смещена в начале повреждения. Это эффект экспоненциального члена в формуле. Если вы внимательно посмотрите на максимальное значение тока, вы увидите, что оно выше чистого синусоидального пикового значения. Полученное пиковое значение тока составляет около 14 кА, а постоянная времени — около 6,3 мс. Ниже вы можете найти сценарий, который я использовал, и полный вывод.

IEC TR 60909-4: 2021 | Интернет-магазин IEC

Предварительный просмотр

Абстракция

IEC TR 60909-4: 2021, который является техническим отчетом, предназначен для помощи в применении стандарта IEC 60909-0 для расчета токов короткого замыкания в трехфазных системах переменного тока частотой 50 или 60 Гц.
Этот документ не содержит дополнительных требований, но обеспечивает поддержку моделирования электрического оборудования в системах прямой, обратной и нулевой последовательности (раздел 4), практического выполнения расчетов в системе низкого напряжения (раздел 5), система среднего напряжения с асинхронными двигателями (раздел 6) и блок электростанции с его вспомогательной сетью, питающей большое количество асинхронных двигателей среднего напряжения и группы двигателей низкого напряжения (раздел 7).
Три примера, приведенные в разделах 5, 6 и 7, аналогичны приведенным в IEC TR 60909-4: 2000, но они пересмотрены в соответствии с IEC 60909-0, который заменяет его. Пример, приведенный в разделе 8, является новым и отражает введение 6.8 МЭК 60909-0: 2016.
В разделе 9 приведены принципиальная схема и данные испытательной сети, а также результаты расчета, выполненного в соответствии с IEC 60909-0, чтобы предложить возможность сравнения результатов, полученных с помощью цифровой программы для расчета короткого замыкания. токи цепи и приведенные результаты для и в высоковольтной сети с блоками электростанций, генераторами, асинхронными двигателями и линиями на четырех различных уровнях напряжения 380 кВ, 110 кВ, 30 кВ и 10 кВ.
Это второе издание отменяет и заменяет первое издание, опубликованное в 2000 году. Это издание представляет собой техническую редакцию.
Это издание включает следующие существенные технические изменения по сравнению с предыдущим изданием:
а) адаптация к IEC 60909-0: 2016;
б) добавление примера для расчета токов короткого замыкания агрегатов ветроэлектростанции;
в) исправление ошибок.

Информация о платеже

Наши цены указаны в швейцарских франках ( швейцарских франков).Мы принимаем все основные кредитные карты (American Express, Mastercard и Visa), PayPal и банковские переводы в качестве формы оплаты.

Методы расчета короткого замыкания ETAP IEC

IEC КОНЦЕПЦИИ АНАЛИЗА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И НЕОБХОДИМЫЕ ДАННЫЕ cy1.0 ETAP предоставляет два метода расчета короткого замыкания на основе

.

Просмотры 173 Загрузки 13 Размер файла 82KB

Отчет DMCA / Copyright

СКАЧАТЬ ФАЙЛ

Рекомендовать истории

---

Предварительный просмотр цитирования

---

КОНЦЕПЦИИ АНАЛИЗА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ IEC И НЕОБХОДИМЫЕ ДАННЫЕ cy1.0

ETAP предоставляет два метода расчета короткого замыкания, основанные на стандартах ANSI / IEEE и IEC. Вы можете выбрать метод расчета в редакторе случаев короткого замыкания. В этом разделе описывается стандартный метод расчета МЭК.

2,0

Соответствие стандартам Расчет короткого замыкания ETAP по стандартам IEC полностью соответствует последней документации IEC, как указано ниже: Стандарт IEC 60056 IEC 600282-1 IEC 61363 IEC 600781 IEC 600909-1 IEC 600909-2 IEC 600947-1 IEC 600947-2

Заголовок Высоковольтные автоматические выключатели переменного тока Предохранители для напряжений, превышающих 1000 В переменного тока. Электрические установки судов, мобильных и стационарных морских установок. Руководство по применению для расчета токов короткого замыкания в радиальных системах низкого напряжения. трехфазные системы переменного тока Электрооборудование — данные для расчета тока короткого замыкания в соответствии с IEC 909 Низковольтные распределительные устройства и устройства управления, Часть 1: Общие правила Низковольтные распределительные устройства и устройства управления, Часть 2: Автоматические выключатели

Эти стандарты предназначены для короткого замыкания расчет и номинальные характеристики оборудования в сетях переменного тока с номинальным напряжением до 240 кВ и работающими при 50 или 60 Гц.Они охватывают — —

трехфазных замыканий, замыканий на землю, между фазами и между фазами на землю.

IEC 909 и связанные с ним стандарты классифицируют токи короткого замыкания в соответствии с их величинами (максимальными и минимальными) и расстояниями повреждения от генератора (дальними и ближними). Максимальные токи короткого замыкания определяют номинальные характеристики оборудования, а минимальные токи определяют настройки защитного устройства. Классификация «близко к генератору» и «далеко от генератора» определяет, следует ли моделировать распад переменного тока в расчетах, соответственно.Стандарт IEC 61363 вычисляет ток короткого замыкания как функцию времени и отображает его мгновенные значения с использованием субпереходного реактивного сопротивления машины и постоянных времени. Это обеспечивает точную оценку тока короткого замыкания для определения размеров защитных устройств и координирующих реле для изолированных систем, таких как корабли и морские платформы. 3.0

Общее описание методологии расчетов В расчетах короткого замыкания МЭК эквивалентный источник напряжения в месте повреждения заменяет все источники напряжения.Коэффициент напряжения c применяется для регулировки значения эквивалентного источника напряжения для расчетов минимального и максимального тока. Все машины представлены своими внутренними сопротивлениями. Емкости линий и статические нагрузки не учитываются. Отводы трансформатора могут быть установлены либо в номинальное положение, либо на положение ответвлений, и доступны различные схемы для корректировки импеданса трансформатора и напряжения системы, если существует нестандартная установка ответвлений.

1 ИЗ 7

IEC КОНЦЕПЦИИ АНАЛИЗА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И НЕОБХОДИМЫЕ ДАННЫЕ Предполагается, что полное сопротивление системы является сбалансированным трехфазным, и метод симметричных компонентов используется для расчета несбалансированных КЗ.В расчетах учитывается электрическое расстояние от места повреждения до синхронных генераторов. Для короткого замыкания вдали от генератора в расчетах предполагается, что установившееся значение тока короткого замыкания равно начальному симметричному току короткого замыкания. Только постоянная составляющая затухает до нуля, тогда как для неисправности, близкой к генератору, расчеты учитываются как для затухающей, так и для постоянной составляющей. Эквивалентные отношения R / X определяют скорость разрушения обоих компонентов, и для генераторов и двигателей вблизи места повреждения рекомендуются разные значения.Расчеты также различаются для ячеистых и неметальных сетей. Коэффициент k, который используется для умножения начального тока короткого замыкания для получения пикового тока короткого замыкания ip, определяется по-разному для различных конфигураций системы и методов, выбранных для расчета отношений R / X. 4.0

Определение терминов Стандарты МЭК используют следующие определения, которые используются при расчетах и ​​выводах PowerStation. —

Начальный симметричный ток короткого замыкания (I «k) Это действующее значение симметричной составляющей переменного тока имеющегося тока короткого замыкания, применимое в момент короткого замыкания, если полное сопротивление остается на нулевом значении времени.

—

Пиковый ток короткого замыкания (ip) Это максимально возможное мгновенное значение доступного тока короткого замыкания.

—

Симметричный ток отключения при коротком замыкании (Ib) Это среднеквадратичное значение интегрального цикла симметричной составляющей переменного тока имеющегося тока короткого замыкания в момент разъединения контактов первого полюса переключающего устройства.

—

Устойчивый ток короткого замыкания (Ik) Это действующее значение тока короткого замыкания, которое остается после затухания переходных процессов.

—

Субпереходное напряжение (E «) синхронной машины Это действующее значение симметричного внутреннего напряжения синхронной машины, которое активно за субпереходным реактивным сопротивлением X» d в момент короткого замыкания.

—

Короткое замыкание вдали от генератора Это состояние короткого замыкания, при котором величина симметричной составляющей переменного тока имеющегося тока короткого замыкания остается практически постоянной.

2 ИЗ 7

КОНЦЕПЦИИ АНАЛИЗА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ IEC И НЕОБХОДИМЫЕ ДАННЫЕ

—

Короткое замыкание около генератора Это состояние короткого замыкания, при котором хотя бы одна синхронная машина вносит предполагаемый начальный ток короткого замыкания который более чем в два раза превышает номинальный ток генератора, или состояние короткого замыкания, при котором синхронные и асинхронные двигатели вносят более 5% от начального симметричного тока короткого замыкания (I «k) без двигателей.

—

Субпереходное реактивное сопротивление (X «d) синхронной машины Это эффективное реактивное сопротивление в момент короткого замыкания. Для расчета токов короткого замыкания берется значение насыщения (X» d). Согласно Стандарту МЭК 909 импеданс синхронного двигателя, используемый в расчетах короткого замыкания МЭК, рассчитывается так же, как и у синхронного генератора. ZK = KG (R + Xd «) KG = (kVn + C max) / (kVn 1 + Xd sinΦr) ZK = KG (R + X» d) kVn cmax kVr 1 + x «d sinör KG = Где kVn и kVr — номинальное напряжение клеммной шины и номинальное напряжение двигателя в кВ соответственно, Cmax определяется на основе номинального напряжения двигателя, xd «- субпереходное реактивное сопротивление машины (на единицу в базе двигателя), а jr — угол номинального коэффициента мощности машины.

—

Минимальная выдержка времени (Tmin) автоматического выключателя Это самое короткое время между началом тока короткого замыкания и первым разъединением контактов одного полюса переключающего устройства. Обратите внимание, что временная задержка (Tmin) — это сумма минимально возможного времени срабатывания реле мгновенного действия и самого короткого времени отключения автоматического выключателя. Минимальная временная задержка не включает регулируемые временные задержки отключающих устройств.

—

Коэффициент напряжения c Этот коэффициент используется для регулировки значения эквивалентного источника напряжения для расчетов минимального и максимального тока в соответствии со следующей таблицей: Номинальное напряжение Un

Высокое напряжение: -> от 35 кВ до 230 кВ Среднее Напряжение: -> от 1 кВ до 35 кВ Другое напряжение: —

3 OF 7

Коэффициент напряжения c Максимальный для минимального тока короткого замыкания Расчет тока короткого замыкания Расчет cmin cmax 1.1 1.0 1.1 1.0 1.05

1.0

КОНЦЕПЦИИ И ТРЕБУЕМЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ АНАЛИЗА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ IEC

5.0

Методы расчета —

Расчет начального симметричного тока короткого замыкания Начальный симметричный ток короткого замыкания (I «k) рассчитывается с использованием по следующей формуле: I ”k = c Un / √3 Zk, где Zk — эквивалентное полное сопротивление в месте повреждения.

—

Расчет пикового тока короткого замыкания Пиковый ток короткого замыкания (Ip) рассчитывается по следующей формуле: ip = √2 k I ”k, где k является функцией отношения R / X системы в месте повреждения.Стандарты МЭК предоставляют три метода расчета коэффициента k:

—

·

Метод A — Равномерное отношение R / X. Значение коэффициента k определяется как наименьшее отношение R / X для всех ветвей сети. Учитываются только ветви, которые содержат в общей сложности 80 процентов тока при номинальном напряжении, соответствующем месту короткого замыкания. Ветви могут быть последовательным сочетанием нескольких элементов.

·

Метод B — соотношение R / X в месте короткого замыкания.Значение коэффициента k определяется путем умножения коэффициента k на коэффициент безопасности 1,15, который покрывает неточности, возникшие после получения отношения R / X в результате уменьшения сети с комплексным импедансом.

·

Метод C — эквивалентная частота. Значение коэффициента k рассчитывается с использованием частотно-измененного R / X. R / X вычисляется на более низкой частоте, а затем умножается на частотно-зависимый коэффициент умножения.

Расчет симметричного тока отключения при коротком замыкании Для повреждения вдали от генератора симметричный ток отключения при коротком замыкании (Ib) равен начальному симметричному току короткого замыкания.Ib = I ”k Для короткого замыкания, близкого к генератору, (Ib) получается путем объединения вкладов от каждой отдельной машины. (Ib) для различных типов машин рассчитываются по следующей формуле: I b = µ I ”k для синхронных машин I b = µ q I” k для асинхронных машин, где µ и q — факторы, которые учитывают затухание переменного тока. Они зависят от отношения минимальной выдержки времени и отношения начального тока короткого замыкания машины к ее номинальному току, а также от реальной мощности на пару полюсов асинхронных машин.

4 ИЗ 7

IEC КОНЦЕПЦИИ АНАЛИЗА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И НЕОБХОДИМЫЕ ДАННЫЕ Стандарты IEC позволяют включать или исключать эффект затухания переменного тока от асинхронных машин в расчетах. —

Компонент постоянного тока при расчете тока короткого замыкания Постоянный компонент тока короткого замыкания для минимального времени задержки защитного устройства рассчитывается на основе начального симметричного тока короткого замыкания и отношения X / R системы: I dc = I » k √ [2 x EXP {(- 2.π.ft min) / (X / R)}], где f — частота системы, tmin — минимальное время задержки рассматриваемого защитного устройства, а X / R — системное значение неисправной шины.

—

Расчет асимметричного тока отключения при коротком замыкании Асимметричный ток отключения при коротком замыкании для сравнения с номиналом автоматического выключателя рассчитывается как действующее значение симметричной и постоянной составляющих тока короткого замыкания. Для предохранителей это сумма асимметричных токов от всех ответвлений первого уровня.

—

Расчет установившегося тока короткого замыкания Установившийся ток короткого замыкания (Ik) представляет собой комбинацию вкладов синхронных генераторов.(Ik) для каждого синхронного генератора рассчитывается по следующей формуле: I k max = λ max I rG I k min = λ min I rG, где λ — функция напряжения возбуждения генератора, отношение между его начальным симметричным током короткого замыкания. номинальный ток и другие параметры генератора, IrG — номинальный ток генератора. Максимальный установившийся ток отражает максимальные неточности моделирования. Это значение используется для определения минимального рейтинга устройства. Минимальный установившийся ток отражает минимальные неточности моделирования.Это значение используется для координации реле для предотвращения ложных срабатываний и отклонений нагрузки.

6.0

Сравнение характеристик устройства и режима короткого замыкания При расчете режима работы трехфазного устройства PowerStation сравнивает номинал защитного устройства с режимом короткого замыкания шины для устройств, которые проверены на соответствие стандарту IEC и также имеют устройство рейтинг введен. В случае, если продолжительность короткого замыкания превышает нагрузку устройства, PowerStation пометит устройство как недооцененное как на однолинейной диаграмме, так и в выходных отчетах.В следующей таблице перечислены номинальные характеристики устройств и режимы короткого замыкания, используемые для сравнения для выключателей среднего и низкого напряжения и предохранителей:

5 OF 7

КОНЦЕПЦИИ АНАЛИЗА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ IEC И ТРЕБУЕМЫЕ ДАННЫЕ Тип устройства MV CB Изготовление

Возможности устройства SC Current Duty Making ip AC Breaking Ib, symm Ib, asymm * Ib, asymm Idc * LV CB Making Ip AC Breaking Ib, symm Ib, asymm * Ib, asymm Idc * Разрыв предохранителя Ib, symm Ib, asymm * Ib, asymm Сравнение номинальных характеристик устройства и кратковременного режима работы * Возможности устройства рассчитаны PowerStation.7.0

Расчет переходного короткого замыкания В дополнение к расчетам нагрузки устройства PowerStation также обеспечивает расчет переходного короткого замыкания в соответствии со стандартом IEC 61363-1. Расчет переходного короткого замыкания представляет формы волны тока короткого замыкания как функцию времени с учетом ряда факторов, которые влияют на изменения тока короткого замыкания в разное время после замыкания. Эти факторы включают субпереходное реактивное сопротивление синхронной машины, переходное реактивное сопротивление, реактивное сопротивление, субпереходную постоянную времени, переходную постоянную времени и постоянную времени постоянного тока.Также учитывается уменьшение влияния короткого замыкания асинхронных двигателей. Это подробное моделирование обеспечивает точную оценку тока короткого замыкания для определения размеров защитных устройств и координирующих реле для изолированных систем, таких как корабли и морские платформы. Расчет может проводиться как по радиальной, так и по замкнутой системе с одним или несколькими источниками. По результатам расчетов PowerStation предоставляет ток короткого замыкания как функцию времени до 0,1 секунды с шагом 0,001 секунды.Он также представляет ток короткого замыкания как функцию циклов до 1 цикла с шагом 0,1 цикла. Наряду с мгновенными значениями тока PowerStation также предоставляет вычисленную составляющую переменного тока, составляющую постоянного тока, а также верхнюю огибающую формы волны тока. На странице сводки он также предоставляет субпереходный, переходный и установившийся ток короткого замыкания для каждой шины.

8.0

Расчет возможностей устройства IEC Как показано в приведенной выше таблице, некоторые значения возможностей устройства рассчитываются PowerStation на основе возможностей, предоставляемых пользователями, и параметров по умолчанию, указанных в стандартах IEC.·

MV CB — номинальные значения асимметричного отключения и постоянного тока для MV CB рассчитываются следующим образом: Ib, asymm = Ib, symm √ [1 + 2 x EXP {(- 4.π.ft min) / (X / R )}] I dc = Ib, symm √ [2 x EXP {(- 2.π.ft min) / (X / R)}] Где f — частота системы, tmin — минимальное время задержки, а Ib, symm ток отключения переменного тока, предоставляемый пользователем. В соответствии со Стандартом 56 МЭК, рис. 9, X / R рассчитывается на основе испытательного коэффициента мощности 7% при 50 Гц.

·

LV CB — Номинальный асимметричный ток отключения для LV CB рассчитывается следующим образом:

6 OF 7

КОНЦЕПЦИИ АНАЛИЗА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ IEC

Ib, asymm = Ib, symm √ [1 + 2 x EXP {(- 4.π.f.t min) / (X / R)}] Где f — частота системы, tmin — минимальное время задержки, а Ib, symm — ток отключения, предоставляемый пользователем. X / R рассчитывается на основе испытательного коэффициента мощности, указанного в стандарте МЭК 947-2, таблица XI. ·

Предохранитель — Номинальный ток асимметричного отключения для предохранителя рассчитывается следующим образом: Ib, asymm = Ib, symm √ [1 + 2 x EXP {(- 4.π.ft min) / (X / R)}] Где f — системная частота, tmin — это полупериод, а Ib, symm — ток отключения, предоставляемый пользователем.X / R рассчитывается на основе теста PF по умолчанию 15%.

7 ИЗ 7

Расчет короткого замыкания

— PDFCOFFEE.COM

Расчет короткого замыкания — обрыв цепи Страница 1 из 14 Расчет короткого замыкания из-за разомкнутой электрической цепи Содержание ■ 1

Просмотры 114 Загрузки 10 Размер файла 1 МБ

Отчет DMCA / Copyright

СКАЧАТЬ ФАЙЛ

Рекомендовать истории

---

Предварительный просмотр цитирования

---

Расчет короткого замыкания — электрический разрыв

Стр. 1 из 14

Расчет короткого замыкания в разомкнутом электрическом цепи

Содержание ■ 1 Введение ■ 1.1 Зачем делать расчет? ■ 1.2 Когда делать расчет? ■ 2 Методика расчета ■ 2.1 Шаг 1: Построение модели системы и сбор параметров оборудования ■ 2.2 Этап 2: Расчет импедансов короткого замыкания оборудования ■ 2.2.1 Сетевые фидеры ■ 2.2.2 Синхронные генераторы и двигатели ■ 2.2.3 Трансформаторы ■ 2.2.4 Кабели ■ 2.2.5 Асинхронные двигатели ■ 2.2.6 Реакторы ограничения отказов ■ 2.2.7 Другое оборудование ■ 2.3 Шаг 3: Определение импедансов ■ 2.4 Шаг 4: Определите эквивалентную схему Тевенина в месте повреждения ■ 2.5 Шаг 5: Расчет сбалансированных трехфазных токов короткого замыкания ■ 2.5.1 Начальный ток короткого замыкания ■ 2.5.2 Пиковый ток короткого замыкания ■ 2.5.3 Симметричный ток отключения ■ 2.5.4 Компонент короткого замыкания постоянного тока ■ 2.6 Шаг 6: Расчет одиночного -Токи короткого замыкания фазы на землю ■ 3 рабочих примера ■ 3.1 Этап 1: Построение модели системы и сбор параметров оборудования ■ 3.2 Этап 2: Расчет импедансов короткого замыкания оборудования ■ 3.3 Этап 3: Определение импедансов ■ 3.4 Этап 4: Определение эквивалентной цепи Тевенина в месте повреждения ■ 3.5 Шаг 5: Расчет сбалансированных трехфазных токов короткого замыкания ■ 3.5.1 Начальный ток короткого замыкания ■ 3.5.2 Пиковый ток короткого замыкания ■ 3.5.3 Симметричный ток отключения ■ 4 Компьютерное программное обеспечение ■ 5 Что дальше?

Введение В этой статье рассматривается расчет токов короткого замыкания для трехфазных и однофазных замыканий на землю с болтовым соединением в энергосистеме. Короткое замыкание в энергосистеме может привести к протеканию очень высоких токов к месту повреждения. Величина тока короткого замыкания зависит от полного сопротивления системы в условиях короткого замыкания.В этом расчете ток короткого замыкания оценивается с использованием рекомендаций, представленных в IEC 60909.

http://www.openelectrical.org/wiki/index.php?title=Short_Circuit_Calculation

03-08-2011

Короткое замыкание Расчет — Open Electrical

Стр. 2 из 14

Зачем нужен расчет? Расчет предполагаемых уровней короткого замыкания в энергосистеме важен по ряду причин, в том числе:грамм. Номинальные характеристики устойчивости к короткому замыканию) ■ Чтобы помочь выявить потенциальные проблемы и слабые места в системе и помочь в планировании системы ■ Сформировать основу для исследований координации защиты

Когда проводить расчет? Расчет может быть выполнен после предварительного проектирования системы со следующими предварительными документами и выполненными задачами по проектированию: ■ ■ ■ ■

Ключевые однолинейные схемы Размеры основного электрического оборудования (например, генераторы, трансформаторы и т. Д.). График электрических нагрузок Размер кабеля ( не обязательно, но было бы полезно)

Методология расчета Этот расчет основан на IEC 60909-0 (2001, c2002) (http: // webstore.iec.ch/webstore/webstore.nsf/Artnum_PK/27387), «Токи короткого замыкания в трехфазных системах переменного тока — Часть 0: Расчет токов» и использует метод импеданса (в отличие от метода измерения на единицу). В этом методе предполагается, что все короткие замыкания имеют пренебрежимо малый импеданс (т. Е. Полное сопротивление дуги не допускается). Расчет состоит из шести общих шагов:

Шаг 1: Постройте модель системы и соберите соответствующие параметры оборудования Шаг 2: Рассчитайте импедансы короткого замыкания для всего соответствующего оборудования Шаг 3: Сопоставьте все импедансы к опорному напряжению Шаг 4: Определите эквивалентную схему Тевенина в месте повреждения Шаг 5: Рассчитайте сбалансированные трехфазные токи короткого замыкания Шаг 6: Рассчитайте токи однофазного короткого замыкания на землю

Шаг 1: Постройте модель системы и соберите Параметры оборудования Первым шагом является построение модели однолинейной схемы системы, а затем сбор соответствующих параметров оборудования.Модель однолинейной схемы должна отображать все основные системные шины, генерацию или сетевое соединение, трансформаторы, ограничители неисправностей (например, реакторы), большие кабельные соединения и большие вращающиеся нагрузки (например, синхронные и асинхронные двигатели). Соответствующие параметры оборудования, которые необходимо собрать, следующие:

http://www.openelectrical.org/wiki/index.php?title=Short_Circuit_Calculation

03-08-2011

Расчет короткого замыкания — разомкнутая электрическая

Страница 3 из 14

■ Сетевые фидеры: отказоустойчивость сети (ВА), отношение X / R сети ■ Синхронные генераторы и двигатели: субпереходное реактивное сопротивление на единицу, номинальная мощность генератора (ВА), номинальный коэффициент мощности ( pu) ■ Трансформаторы: сопротивление трансформатора, напряжение (%), номинальная мощность трансформатора (ВА), номинальный ток (A), общие потери в меди (Вт) ■ Кабели: длина кабеля (м), сопротивление и реактивное сопротивление кабеля () ■ Асинхронный двигатели: ток полной нагрузки (А), ток заторможенного ротора (А), номинальная мощность (Вт), коэффициент мощности при полной нагрузке (pu), пусковой коэффициент мощности (pu). (A)

Шаг 2: Расчет импедансов короткого замыкания оборудования Используя собранные параметры, каждый полного сопротивления элементов оборудования можно рассчитать для последующего использования в расчетах запуска двигателя.Сетевые фидеры Учитывая приблизительный уровень неисправности сетевого фидера в точке подключения (или точке общего соединения), полное сопротивление, сопротивление и реактивное сопротивление сетевого фидера рассчитываются следующим образом:

Где

— полное сопротивление сетевого фидера ( Ω) — сопротивление сетевого фидера (Ω) — реактивное сопротивление сетевого фидера (Ω) — номинальное напряжение в точке подключения (Vac) — уровень неисправности сетевого фидера (VA) — коэффициент напряжения, который учитывает максимальное напряжение системы (1.05 для напряжений 1 кВ) — отношение X / R сетевого фидера (pu)

Синхронные генераторы и двигатели Субпереходные реактивное сопротивление и сопротивление синхронного генератора или двигателя (с регулировкой напряжения) можно оценить следующим образом:

http://www.openelectrical.org/wiki/index.php?title=Short_Circuit_Calculation

03-08-2011

Расчет короткого замыкания

— разомкнутая электрическая цепь

Где

Страница 4 из 14

— субпереходный режим реактивное сопротивление генератора (Ом) — сопротивление генератора (Ом) — коэффициент коррекции напряжения — см. IEC 60909-0, пункт 3.6.1 для более подробной информации (pu) — реактивное сопротивление субпереходного процесса генератора на единицу (pu) — номинальное напряжение генератора (Vac) — номинальное напряжение системы (Vac) — номинальная мощность генератора (VA) — X / Коэффициент R, обычно 20 для

100 МВА, 14,29 для

100 МВА и

6,67 для всех генераторов с номинальным напряжением 1 кВ — это коэффициент напряжения, который учитывает максимальное напряжение системы (1,05 для напряжений 1 кВ) — коэффициент мощности генератор (pu) Для импеданса обратной последовательности может быть субпереходное реактивное сопротивление квадратурной оси, примененное в приведенном выше уравнении вместо субпереходного реактивного сопротивления прямой оси

.

Полные сопротивления нулевой последовательности должны быть получены из данных производителя, хотя поправочный коэффициент напряжения также применяется для систем заземления с твердой нейтралью (см. IEC 60909-0, пункт 3.6.1). Трансформаторы Полное сопротивление прямой последовательности, сопротивление и реактивное сопротивление двухобмоточных распределительных трансформаторов можно рассчитать следующим образом:

Где

— полное сопротивление прямой последовательности трансформатора (Ом) — сопротивление трансформатора (Ом) — реактивное сопротивление трансформатора. трансформатор (Ω) — полное сопротивление трансформатора (pu) — номинальная мощность трансформатора (VA) — номинальное напряжение трансформатора на стороне высокого или низкого напряжения (Vac)

http: // www.openelectrical.org/wiki/index.php?title=Short_Circuit_Calculation

03-08-2011

Расчет короткого замыкания — разомкнутая электрическая цепь

Страница 5 из 14

— номинальный ток трансформатора на стороне высокого или низкого напряжения (I) — общие потери в меди в обмотках трансформатора (Вт). Для расчета импедансов трехобмоточных трансформаторов см. IEC 60909-0, пункт 3.3.2. Для сетевых трансформаторов (соединяющих две отдельные сети с разным напряжением) необходимо применять поправочный коэффициент импеданса (см. IEC 60909-0, пункт 3.3.3). Импеданс обратной последовательности равен импедансу прямой последовательности, рассчитанному выше. Импеданс нулевой последовательности должен быть получен из данных производителя, но он также зависит от соединений обмоток и пути повреждения, доступного для протекания тока нулевой последовательности (например, различные системы заземления нейтрали будут влиять на полное сопротивление нулевой последовательности). Кабели Полное сопротивление кабеля обычно указывается производителями в Ом на км. Их необходимо преобразовать в Ом в зависимости от длины кабелей:

Где

— сопротивление кабеля (Ом) — реактивное сопротивление кабеля (Ом) — указанное сопротивление кабеля (Ом / км) — указанное реактивное сопротивление кабеля (Ом / км) — длина кабеля (м)

Полное сопротивление обратной последовательности равно импедансу прямой последовательности, рассчитанному выше.Импеданс нулевой последовательности должен быть получен из данных производителя. При отсутствии данных производителя импедансы нулевой последовательности могут быть получены из импедансов прямой последовательности с помощью коэффициента умножения (как предложено SKM Systems Analysis Inc) для магнитных кабелей:

Асинхронные двигатели

Полное сопротивление, сопротивление и реактивное сопротивление асинхронного двигателя рассчитываются следующим образом. :

Где

— полное сопротивление двигателя (Ом)

http://www.openelectrical.org/wiki/index.php? title = Short_Circuit_Calculation

03-08-2011

Расчет короткого замыкания — разомкнутая электрическая цепь

Страница 6 из 14

— сопротивление двигателя (Ом) — реактивное сопротивление двигателя (Ом) — отношение заблокированного ротора ток полной нагрузки — ток заблокированного ротора двигателя (A) — номинальное напряжение двигателя (В пер. тока) — номинальная мощность двигателя (Вт) — коэффициент мощности двигателя при полной нагрузке (pu) — коэффициент мощности двигателя при пуске (pu). Импеданс последовательности равен импедансу прямой последовательности, рассчитанному выше.Импеданс нулевой последовательности должен быть получен из данных производителя. Реакторы ограничения повреждения Полное сопротивление реакторов ограничения повреждения следующее (обратите внимание, что сопротивление не учитывается):

Где

— полное сопротивление реактора (Ω) — реактивное сопротивление реактора (Ω) — напряжение полного сопротивления реактора ( pu) — номинальное напряжение реактора (Vac) — номинальный ток реактора (A)

Полные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательности равны (при условии геометрической симметрии).Другое оборудование Возможно, потребуется рассмотреть статические преобразователи, питающие вращающиеся нагрузки, и с ними следует обращаться так же, как с асинхронными двигателями. Емкость линии, параллельная проводимость и невращающиеся нагрузки обычно не учитываются в соответствии с IEC 60909-0, пункт 3.10. Воздействием последовательных конденсаторов также можно пренебречь, если устройства ограничения напряжения подключены параллельно.

Шаг 3. Определение импедансов При наличии нескольких уровней напряжения рассчитанные ранее импедансы оборудования необходимо преобразовать в опорное напряжение (обычно напряжение в месте повреждения), чтобы их можно было использовать в одной эквивалентной схеме.Коэффициент обмотки трансформатора можно рассчитать следующим образом:

Где

— коэффициент обмотки трансформатора

http://www.openelectrical.org/wiki/index.php?title=Short_Circuit_Calculation

03-08-2011

Расчет короткого замыкания — электрический разрыв

Страница 7 из 14

— номинальное вторичное напряжение трансформатора на главном ответвлении (В пер. Тока) — номинальное первичное напряжение трансформатора (В пер. , импедансы (а также сопротивления и реактивные сопротивления) могут быть отнесены к первичной (ВН) стороне трансформатора следующим соотношением:

Где

— импеданс, относящийся к первичной (ВН) стороне (Ом), — это полное сопротивление на вторичной (LV) стороне (Ω) — коэффициент передачи обмотки трансформатора (pu)

И наоборот, переставив приведенное выше уравнение, импедансы можно отнести к стороне LV:

Шаг 4: Определите эквивалентную схему Тевенина наМесто повреждения Модель системы сначала должна быть упрощена до эквивалентной схемы, если смотреть с места повреждения, с указанием источника напряжения и набора сложных импедансов, представляющих оборудование энергосистемы и импедансы нагрузки (соединенные последовательно или параллельно).Следующим шагом является упрощение схемы до эквивалентной схемы Тевенина (http://en.wikipedia.org/wiki/Th% C3% A9venin% 27s_theorem), которая представляет собой схему, содержащую только источник напряжения () и эквивалентное короткое замыкание. сопротивление цепи (). Это можно сделать с помощью стандартных формул для последовательного и параллельного импедансов, помня, что правила сложной арифметики должны использоваться повсюду.

Эквивалентная схема Тевенина

Если будет анализироваться несбалансированное короткое замыкание (например, однофазное замыкание на землю), то следует построить отдельную эквивалентную схему Тевенина для каждой из сетей прямой, обратной и нулевой последовательности (т.е. поиск (, и).

Шаг 5: Расчет симметричных токов трехфазного короткого замыкания Полное сопротивление прямой последовательности, вычисленное на шаге 4, представляет собой эквивалентное полное сопротивление источника, наблюдаемое симметричным трехфазным коротким замыканием в месте повреждения. Используя этот импеданс, можно вычислить следующие токи на разных этапах цикла короткого замыкания: Начальный ток короткого замыкания Начальный симметричный ток короткого замыкания рассчитывается по формуле 29 IEC 60909-0 следующим образом:

http: // www.openelectrical.org/wiki/index.php?title=Short_Circuit_Calculation

03-08-2011

Расчет короткого замыкания — разомкнутая электрическая цепь

Где

Страница 8 из 14

— начальный симметричный ток короткого замыкания (А) коэффициент напряжения, учитывающий максимальное напряжение системы (1,05 для напряжений 1 кВ), это номинальное напряжение системы в месте повреждения (В), эквивалентное полное сопротивление короткого замыкания прямой последовательности (Ом)

Пиковый ток короткого замыкания Раздел IEC 60909-0 4.3 предлагает три метода расчета пиковых токов короткого замыкания, но для простоты мы сосредоточимся только на отношении X / R при методе определения места повреждения. Используя реальную (R) и реактивную (X) составляющие эквивалентного импеданса прямой последовательности, мы можем рассчитать отношение X / R в месте повреждения, то есть

Пиковый ток короткого замыкания затем рассчитывается следующим образом:

Где

— пиковый ток короткого замыкания (A) — начальный симметричный ток короткого замыкания (A) — постоянный коэффициент,

Симметричный ток отключения Симметричный ток отключения — это ток короткого замыкания в точке размыкания выключателя (обычно где-то между От 20 мс до 300 мс).Это ток, на отключение которого должен быть рассчитан автоматический выключатель, который обычно используется для определения номинала выключателя. МЭК 60909-0 Уравнение 74 предполагает, что симметричный ток отключения для ячеистых сетей можно консервативно оценить следующим образом:

Где

— симметричный ток отключения (A) — это начальный симметричный ток отключения (A)

Более подробные расчеты могут быть сделаны для повышения точности (например, IEC 60909-0 уравнения с 75 по 77), но это оставлено читателю для изучения.Компонент короткого замыкания постоянного тока Компонент постоянного тока короткого замыкания можно рассчитать в соответствии с IEC 60909-0 Уравнение 64:

http://www.openelectrical.org/wiki/index.php?title=Short_Circuit_Calculation

03-08- 2011

Расчет

короткого замыкания — электрический разрыв

Где

Страница 9 из 14

— постоянная составляющая тока короткого замыкания (А) — начальный симметричный ток короткого замыкания (А) — номинальная частота системы (Гц) — время (с) — это отношение X / R — подробнее см.