Расчет токов кз выше 1 кв: Ошибка выполнения

Содержание

Расчет ударного тока КЗ в сети свыше 1 кВ

В данной статье речь пойдет о вычислении ударного тока к.з. в сети свыше 1 кв, согласно РД 153-34.0-20.527-98.

При выборе аппаратов и проводников учитывают ударный ток к.з. наступающий через 0,01 с с момента возникновения короткого замыкания.

Ударным током (iуд.) принято называть наибольшее возможное мгновенное значение тока к.з (см. рис.5 [Л1, с.11]).

Расчет ударного тока к.з. для схемы с последовательным включением элементов

Для схем с последовательным включением элементов ударный ток к.з. определяется по выражению 5.16 [Л3, с.48]:

где:

  • Iп.о – начальное значение апериодической слагающей трехфазного тока к.з.
  • Kуд – ударный коэффициент для времени t = 0,01 с, определяется по одной из следующих выражений 5.17 – 5.19 [Л3, с.48]:

Если же Xэк/Rэк > 5, допускается определять ударный коэффициент по выражению 5.20 [Л3, с.48]:

Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з, определяется по выражению 65 [Л1, с.9 и 74] и по выражению 5.11 [Л3, с.46]:

где:

  • Хэк и Rэк – соответственно суммарное индуктивное и активное сопротивления схемы от источника питания до места к.з.
  • ω = 2πf = 2*3,14*50 = 314 – угловая частота (f = 50 Гц – частота сети).

Для ориентировочных расчетов значение Та можно определять по таблице 3.8 [Л2, с.150].

Расчет ударного тока к.з. для схемы с разветвленным включением элементов

Для схем с разветвленным включением элементов, ударный ток к.з. определяется по такой же формуле 5.16 как и при схеме с последовательном включении элементов:

Ударный коэффициент определяется по следующим выражениеям 5.17а – 5.18а [Л3, с.46]:

При Xэк/Rэк > 5, ударный коэффициент определяется по аналогичной формуле как и при схеме с последовательным включением элементов:

где: Та.эк – эквивалентная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з, определяется по выражению 67 [Л1, с.9 и 74] и по выражению 5.13 [Л3, с.47]:

где:

Хэк и Rэк – соответственно суммраное индуктивное и активное сопротивления, полученные из схемы замещения, составленной из индуктивных и активных сопротивлений, поочередным исключением из нее сначала всех активных, а затем всех индуктивных сопротивлений.

Для схемы последовательного включения так и для схемы разветвленного включения согласно п.5.3.3 [Л3, с. 45].

При определении Та (Та.эк) необходимо учитывать, что синхронные машины вводяться в расчетную схему индуктивным сопротивлением обратной последовательности – Х2(ном) и сопротивлением обмотки статора при нормальной рабочей температуре – Rа.

Для асинхронных двигателей учитывается индуктивное сопротивлением обратной последовательности – Х2(ном) равное сверхпереходному индуктивному сопротивлению Х”.

Сверхпереходное сопротивление электродвигателя и сверхпереходное ЭДС междуфазное в относительных единицах, можно определить по таблице 5.2 [Л4, с.14]:

Соотношения x/r для различных элементов сети приведены ниже [Л1, с.75].

Расчет ударного тока к.з. с учетом влияния синхронных и асинхронных электродвигателей

Согласно п.5.6.3 [Л3, с.54] ударный ток к.з. от синхронных и асинхронных электродвигателей определяется по выражению 5.16 [Л3, с.48]:

где: Kуд – ударный коэффициент цепи двигателя, определяется согласно гл. 5.6 [Л3, с.54] и таблиц 2.74 — 2.75 [Л5].

Также для ориентировочных расчетов ударный коэффициент для двигателей, связанных непосредственно с местом кз через линейные реакторы или кабельные линии можно определить согласно таблицы 6.3 (стр.213) типовой работы №192713.0000036.02955.000АЭ.01 «Релейная защита элементов сети собственных нужд 6,3 и 0,4 кВ электростанций с турбогенераторами» Атомэнергопроект.

Данные двигатели объединяются в один эквивалентный двигатель суммарной мощности ΣРном.дв., со средними расчетными параметрами, значения которых приведены в таблице 6.3.

Литература:

  1. Беляев А.В. Как рассчитать ток короткого замыкания. Учебное пособие. 1983 г.
  2. Электрооборудование станций и подстанций. Второе издание. Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. 1980 г.
  3. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования — РД 153-34.0-20.527-98.
  4. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты. Учебное пособие. Часть первая. И.Л.Небрат 1996 г.
  5. Справочная книга электрика. Григорьева В.И. 2004г.

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

Поделиться в социальных сетях

Расчет токов КЗ в электрических сетях напряжением выше 1 кВ

ПРАКТИЧЕСКАЯ  РАБОТА  № 2

(4 часа)

Расчет  токов  КЗ  в  электрических  сетях  напряжением  выше  1 кВ.

Цель  практического  занятия:  Овладение учащимися  профессиональной  компетенцией  ПК 3.3  Участие  в  проектировании  электрических  сетей  (научиться  выполнять  расчет  токов  КЗ  вэлектрических  сетях  напряжением  выше  1 кВ).        

        

        [pic 1]

Требуется.  Определить  токи  КЗ  для  схемы,  приведенной  на  рис 1а.  Мощность  системы  Sс = 100 МВ·А.  ЛЭП  выполнена  кабельной  линией  длиной  2 км.

UВН = 6 кВ,  UНН = 0,4 кВ.Sнт = 400 кВ·А.  Число  часов  использования  максимума  нагрузки,  Тм= 2500 ч.

Рис. 1.  Расчетная  схема  и  схема  замещения

                а)        [pic 2]        б)

xс–  сопротивление  системы[pic 3]

xl–  реактивное  сопротивление  линии  до  точки  К1

rL–  активное  сопротивление линии  до  точки  К1

Uб– базисное  напряжение,  Uб = Uср = UВН ·1,05 = 6000 · 1,05 = 6300 В

Решение.  1.  Составляем   схему  замещения  (рис.1б ).  На  схеме  замещения  отображаем  только  те  элементы  электрической  цепи, которые  влияют  на  величину  токов  КЗ.  

                  2.  Вычисляем  сопротивления  элементов  электрической  цепи в  именованных  единицах:

а) сопротивление  системы  [10. c. 142]

xс  =[pic 4] =  [pic 5]= 0,4 Ом

        б) сопротивление  кабельной  линии.

Вычислим  ток,  протекающий  по  КЛ

Iл = [pic 6] = [pic 7] = 30,8 А

        Принимаем  к  прокладке  бронированный  кабель  с  медными  жилами  с  бумажной  пропитанной  изоляцией  типа  СБ.  Сечение  выбираем  по  экономической  плотности  тока  (j).  определяем  нормативное  значение  экономической  плотности  тока: при   Тм = 2500 чдля  кабелей  с  медными  жилами  с  бумажной  пропитанной  изоляциейj = 3 [pic 8]

        Площадь  экономического   сечения  проводника  определим  по  формуле

Fэк=[pic 9] =  [pic 10] = 10,3 мм2.

        Принимаем  ближайшее  стандартное  сечение  для  кабеля  СБ16 мм2 ,  

r0 =  1,16  Ом / км,  

x0 = 0,0675 Ом / км.  (табл. 2)

где  xo–  удельное  индуктивное  сопротивление  КЛ  (для  ВЛx0 = 0,4 Ом / км).    

ro–  удельное  активное  сопротивление  КЛ

        Вычисляем  сопротивление  КЛ:

xl =  х0 ∙l = 0,0675 ∙ 2 = 0,135 Ом                

        rl =r0 ∙l = 1,16 ∙ 2 = 2,32 Ом                

        3.  Вычисляем  суммарные  сопротивления  для  характерных  точек  КЗ

xΣ = xс  +  xl= 0,4 + 0,135 = 0,535 Ом

zΣ = [pic 11] = [pic 12]= 2,38 Ом

4.  Определим  ток  КЗ  в  точке  К1.  Т. к.  точка  К1  является  удаленной  точкой  КЗ,  то  периодическая  составляющая  не  изменяется  и  с  первого  же  момента  времени  ток  КЗ  принимает  свое  установившееся  значение,  т. е.        

I” = Iк1 = I∞ =[pic 13]=[pic 14] = 1,53 кА

                   5.  Определим  мощность  короткого  замыкания  в  точкеК1.        

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

В этой статье мы ниже рассмотривает пример расчет из курсового проекта тока КЗ. Скажем сразу, расчетов токов КЗ целое исскуство, и если Вам необходимо рассчитать токи КЗ для реальных электроустановок, то лучше скачать следующие методические пособия разработанные Петербурским энергетическим университетом повышения квалификации и всё сделать по ним.

И так:

1. И.Л. Небрат. Расчеты токов короткого замыкания в сетях 0,4 кв — скачать;

2.И.Л.Небрат, Полесицкая Т.П. Расчет ТКЗ для РЗ, часть 1 — скачать;

3.И.Л.Небрат, Полесицкая Т.П. Расчет ТКЗ для РЗ, часть 2 — скачать.

Так же полезно будет иметь под рукой программы, которые помогут Вам точно расчитать токи КЗ. Данных программ в настоящее время много и Вы можете найти большое количество различного софта в интернете, на который Вы можете потратить от часа до нескольких дней, чтобы разобраться как в нём работать. Ниже я выложу перечень программ в файле ворд, в котором указаны производители программ и как и где их можно получить (ссылок на скачивание в файле нет). А также выложу одну программу для расчета токов КЗ в сетях 0.4кВ. Данная программа очень древняя, но и такая же надежная как весь совеский аэрофлот. Работает из под DOSa. Эмулятор в файле скачивания. И так:

1. Переченьпрограмм расчетов ТКЗ и уставок РЗ (если Вы знаете какие-то другие программы, то пишите на pue8(г а в)mail.ru). Мы их включим в перечень.;

2. Программа для расчета токов КЗ в сетях 0.4 кВ.

Если Вам необходим расчет для курсового проекта или учебного задания, то ниже приведен не большой расчет, который в этом Вам поможет.

В задании к курсовому проекту приводятся данные об эквивалентных параметрах сети со стороны высшего напряжения рабочих трансформаторов СН (ТСН) и со стороны высшего напряжения резервных трансформаторов СН (РТСН). В соответствии с рис.2.1, приводятся: ток КЗ на ответвлении к ТСН (3) по I , кА при номинальном напряжении генератора Uгн, кВ или эквивалентное сопротивление сети со стороны ВН ТСН ТСН э X , Ом. Имеет место следующая зависимость:

Рис.2.1. Расчетная схема для определения токов КЗ при расположении точек КЗ на секциях СН 6(10) кВ и 0,4(0,69) кВ.
Для резервных трансформаторов СН задается ток к.з. на шинах ОРУ в точке включения РТСН (3) по I , кА при среднеэксплуатационном напряжении ОРУ ср U , кВ или эквивалентное сопротивление системы в точке включения РТСН РТСН э Х , Ом:

Учитывается возможность секционирования с помощью токоограничивающих реакторов секций РУСН-6 кВ. Это дает возможность применить на секциях за реактором более дешевые ячейки КРУ с меньшими токами термической и электродинамической стойкости и меньшим номинальным током отключения, чем на секциях до реактора, и кабели с меньшим сечением токопроводящих жил.

 Расчет ведется по среднеэксплуатационным напряжениям, равным в зависимости от номинального напряжения 1150; 750; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,66; 0,525; 0,4; 0,23, и среднеэксплуатационным коэффициентам трансформации. В учебном пособии расчеты по определению токов КЗ в относительных (базисных) единицах применительно к схеме Ленинградской АЭС с тремя системами напряжения (750, 330, 110 кВ) и напряжением 6,3 кВ проводились с учетом как действительных, так и среднеэксплуатационных коэффициентов трансформации трансформаторов и автотрансформаторов.

Показано, что расчет по среднеэксплуатационным напряжениям не вносит существенных корректировок в уровни токов КЗ. В то же время требуется серьезная вычислительная работа методом последовательных приближений, чтобы связать уровни напряжения генераторов, значения их реактивных мощностей с учетом коэффициента трансформации АТ связи, рабочих и резервных ТСН и напряжений на приёмных концах линий. При сокращении числа переключений трансформаторов и АТ связи с РПН из соображений надежности работы блоков задача выбора отпаек РПН становится менее актуальной.


Схемы замещения для точек КЗ на напряжениях 6,3 и 0,4 кВ приведены на рис.2.2.
Все сопротивления приводятся к базисным условиям и выражаются либо в относительных единицах (о.е.) либо в именованных (Ом). В начале расчета необходимо определиться, в каких единицах будут производиться вычисления, и сохранять данную систему единиц до конца расчетов. Методики определения токов КЗ с использованием относительных и именованных единиц равноправны.

В работе приводятся методики расчетов в относительных и в именованных единицах, как с учетом действительных коэффициентов трансформации, так и по среднеэксплуатационным напряжениям.

В работе приводятся расчеты как в относительных, так и в именованных единицах для простейших схем 0,4 кВ, где нужно учесть не только индуктивное, но и активное сопротивления.

Рис.2.2. Схема замещения в случае наличия реактора при питании секций 6(10) кВ СН: а – от рабочего ТСН; б – от резервного ТСН Для расчета в относительных единицах задают базисную мощность Sбаз, базисное напряжение Uбаз и вычисляют базисные токи Iбаз. В качестве базисной целесообразно принять номинальную мощность трансформатора СН: Sбаз = SТСН, МВА. Базисное напряжение принимают, как правило, равным для точек К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ; для точек К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ. Заметим, что при расчете в относительных единицах можно выбрать любые другие значения Sбаз, Uбаз.

Базисные токи в точках короткого замыкания К1 – К4, кА:

При расчетах в именованных единицах задают только базисное напряжение Uбаз – напряжение той точки, для которой рассчитываются токи КЗ: для точек К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ; для точек К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ.
Сопротивления сети в точках включения рабочего хсист1 и резервного хсист2 трансформаторов СН приводятся к базисным условиям по формулам:
в относительных единицах:
где uкв-н – напряжение короткого замыкания ТСН между обмоткой ВН и обмотками НН, включенными параллельно, о.е.;
uкн-н – напряжение короткого замыкания ТСН между обмотками НН, приведенное к половинной мощности ТСН, о.е.;
SТСН – номинальная мощность ТСН, МВА.

При использовании справочников для определения напряжения короткого замыкания uкн-н следует обращать внимание на указанный в примечаниях смысл каталожных обозначений. Если напряжение короткого замыкания uк НН1-НН2 отнесено в каталоге к номинальной мощности трансформатора, то данное uк НН1-НН2 необходимо пересчитать для половинной мощности, разделив на 2. В случае неверной подстановки в формулы (2.5), (2.5′) зачастую сопротивление хв получается отрицательным. Например, для ТСН марки ТРДНС-63000/35 в табл.3.5 справочника uкв-н = 12,7% и uкн-н = 40% отнесены к полной мощности трансформатора – см. примечание к таблице.

В этом случае в скобках формул (2.5), (2.5′) должно стоять выражение (0,127 – 20,2 ). Например, для РТСН марки ТРДН-32000/150 в табл.3.7 справочника uкв-н = 10,5% и uкн-н = 16,5% отнесены к половинной мощности трансформатора. При этом в скобках формул (2.5), (2.5′) должно быть (0,105 – 20,165 ). На блоках мощностью до 120 МВт используются двухобмоточные трансформаторы собственных нужд без расщепления. В этом случае сопротивление ТСН или РТСН вычисляется по формулам:

в относительных единицах:
где uкв-н – напряжение короткого замыкания трансформатора между обмотками высшего и низшего напряжений, о.е.;
Sбаз, SТСН, SРТСН имеют тот же смысл, что и в формулах (2.5), (2.5′), (2.6),(2.6′).

Сопротивление участка магистрали резервного питания:

в относительных единицах:

где Худ – удельное сопротивление МРП, Ом/км;
МРП – длина МРП, км;
Uср – среднеэксплуатационное напряжение на первой ступени трансформации, кВ.

Сопротивление трансформатора собственных нужд 6/0,4 кВ:

в относительных единицах:
где SТ 6/0,4 – номинальная мощность трансформатора, МВА.
Аналогично рассчитывается сопротивление трансформатора 10,5/0,69 кВ.

Сопротивление одинарных токоограничивающих реакторов Хр задается в Омах и для приведения к базисным условиям используют формулы:

в относительных единицах:
В некоторых каталогах сопротивление токоограничивающих реакторов Хр приводится в процентах и для приведения к базисным условиям используют формулы:

в относительных единицах:

где Iрн – номинальный ток реактора, кА, определяемый по мощности тех электродвигателей, которые предполагается включить за реактором.

Индуктивное сопротивление реактора Хр определяют по допустимому току КЗ за реактором Iп0доп. Значение Iп0доп связано с номинальным током отключения предполагаемых к установке за реактором выключателей (Iп0доп — Iоткл.н). 

Одновременно происходит и снижение теплового импульса тока КЗ за реактором Вдоп, что благоприятно для выбора сечения кабелей по условиям термической стойкости и невозгорания. При определении Iп0доп и Вдоп следует учитывать, что реактор не в состоянии ограничить подпитку точки КЗ от двигателей за реактором Iпд0 и ухудшает условия их пуска и самозапуска, т.е.

где Iпс – периодическая составляющая тока подпитки точки КЗ от ветви, в которую предполагается включить реактор;

Iпд0 – ток подпитки от двигателей за реактором.
Потеря напряжения U в одинарном реакторе при протекании токов рабочего режима I:


Сопротивление эквивалентного двигателя на каждой секции определяется через его мощность или через коэффициент загрузки Кзгр и номинальную мощность трансформатора СН. При отсутствии токоограничивающего секционного реактора и использовании на первой ступени трансформатора с расщепленными обмотками имеем: 

В случае различия расчетных мощностей двигательной нагрузки Sд1, Sд2, в дальнейшем расчете сопротивления эквивалентного двигателя будет участвовать максимальная из них, вне зависимости от способа питания секций 6,3 кВ (от рабочего и резервного ТСН).

При использовании секционного токоограничивающего реактора определяется его проходная мощность Sр по формуле (2.12) и далее – мощности двигателей:

при использовании РТСН для замены рабочего ТСН энергоблока, работающего на мощности. Наличие предварительной нагрузки РТСН характерно для блоков генератор-трансформатор без генераторных выключателей. При наличии выключателя в цепи генераторного токопровода, что предусмотрено действующими нормами технологического проектирования, пуск и останов энергоблока обычно осуществляется от рабочего ТСН и надобности в использовании РТСН в этих режимах не возникает. Поэтому для схем с генераторными выключателями можно принимать ТСН згр к = РТСН згр к = 0,7. При отсутствии выключателей в цепи генераторного токопровода РТСН згр к возрастает.

Наличие секционного токоограничивающего реактора приводит к изменению распределения двигателей по сравнению с вариантом без реактора и к изменению доли подпитки ими точек КЗ до и после реактора. При КЗ в точке К2 не следует учитывать подпитку от двигателей, включенных до реактора, а при КЗ в точке К1 не следует учитывать подпитку от двигателей, включенных за реактором.

По вычисленным мощностям двигателей Sд определяют приведенные сопротивления двигательной нагрузки в вариантах при отсутствии реактора и при его наличии:

в относительных единицах:

Расчет тока короткого замыкания — метод MVA: Power Systems

Пожалуйста, поделитесь и распространите слово:

В чем важность расчета тока короткого замыкания?

Исследования по расчету тока короткого замыкания важны для каждого инженера-электрика, чтобы оценить значения токов короткого замыкания и, следовательно, найти следующие детали.

  1. Для определения номинала распределительного устройства для реле защиты
  2. Для определения падения напряжения при запуске больших двигателей.
  3. Для определения рейтинга средств защиты, MCC и панелей выключателя .

Почему метод MVA предпочтительнее других методов?

Мы также можем найти параметры короткого замыкания, используя омический и единичный методы. Формулы преобразования, используемые для обоих этих методов, сложны и их нелегко запомнить.

В методе MVA нет необходимости преобразовывать импедансы из одного напряжения в другое, как в омическом методе.И не требуется никакого базового значения MVA, как в методе на единицу. Таким образом, расчеты с использованием метода MVA — это простые ручные вычисления, а также быстрые.

Расчет тока короткого замыкания с использованием метода MVA:

Ниже приводится процедура

  1. Преобразуйте типичную однолинейную схему в эквивалентную схему MVA.
  2. Упрощение эквивалентной схемы MVA до одиночного короткого замыкания значения MVA в точке повреждения.

Этого легко добиться, выполнив следующие три шага.

Step-1: Преобразуйте все однолинейные компоненты в MVA для короткого замыкания.

На практике используется метод MVA путем разделения схемы на компоненты и вычисления каждого компонента с его собственной бесконечной шиной. Такому оборудованию, как генераторы, двигатели, трансформаторы и т. Д., Обычно присваиваются собственные значения МВА и номинальные значения импеданса или реактивного сопротивления.

MVA короткого замыкания каждого компонента в данном SLD равно его номинальному значению MVA, деленному на его собственное сопротивление на единицу импеданса или реактивного сопротивления.

Шаг 2: Объедините отдельные значения MVA.

1) Последовательные МВА объединены как резисторы, включенные параллельно.

2) Параллельные MVA добавляются арифметически.

Шаг 3: Сократите схему MVA до одного значения MVA для короткого замыкания в точке неисправности.

Уменьшите диаграмму MVA, упростив эквивалентную диаграмму MVA с использованием величин MVA, полученных на предыдущем шаге.

Расчет тока короткого замыкания — Пример:

Рассмотрим пример сети энергосистемы, показанной в SLD ниже.

Однолинейная схема

Данные компонентов SLD:

1. Генератор-A:

10 МВА, реактивное сопротивление 10%

2. Генератор-B:

5 МВА, реактивное сопротивление 7,5%

3. Трансформатор:

15 МВА, реактивное сопротивление 5%, 11/33 кВ

4. Линия передачи:

Импеданс Z = 5 + j20 Ом

Для этой сети найдите МВА короткого замыкания и неисправность значения тока, подаваемые на симметричное замыкание между фазами, если оно возникает в точках F1 и F2, то есть

  1. На высоковольтных клеммах трансформатора F1
  2. На стороне нагрузки линии передачи F2 .

Решение данной сети с использованием метода MVA:

Давайте посмотрим, как рассчитать ток короткого замыкания с помощью метода MVA в точках F1 и F2.

Решение, приведенное ниже, решается с использованием вышеупомянутой процедуры в три этапа.

Шаг-1:

Преобразуйте все однолинейные компоненты в данном SLD в MVA для короткого замыкания.

1. Генератор-A:

10 МВА, реактивное сопротивление 10%

Короткое замыкание МВА генератора-А МВА1 = МВА / Субпереходное реактивное сопротивление генератора на блок

МВА1 = 10 / 0.1 = 100

2. Генератор-B:

5 МВА, реактивное сопротивление 7,5%

Короткое замыкание МВА генератора В МВА 2 = МВА / субпереходное реактивное сопротивление генератора на блок

МВА2 = 5 / 0,075 = 66,67

3. Трансформатор:

15 МВА, реактивное сопротивление 5%, 11 / 33кВ

Короткое замыкание МВА трансформатора МВА3 = МВА / Импеданс на единицу

МВА3 = 15 /0.05=300

4. Линия передачи:

Импеданс Z = 5 + j20 Ом

Z = sqrt (5 * 5 + 20 * 20)

Z = sqrt (25 + 400)

Z = sqrt (425)

Z = 20.615 Ом

Номинальное напряжение линии передачи = 33 кВ

Короткое замыкание МВА линии передачи MVA4 = кВ 2 / Импеданс в Ом

MVA4 = 33 * 33 / 20,615 = 52,83

Схема SLD :

Используя указанные выше значения MVA короткого замыкания для каждого компонента в SLD, нарисуйте диаграмму MVA, как показано ниже.

Схема эквивалентного MVA SLD

Шаг 2:

Объедините отдельные значения MVA.

Два генератора подключены параллельно.

Комбинированная диаграмма MVA

Комбинированная диаграмма MVA1-2 = MVA1 + MVA2 = 100 + 66,67 = 166,67

Шаг-3:

Сократите диаграмму MVA до одиночного короткого замыкания Значение MVA в точке ошибка при поиске значений SC MVA и SC Current.

1. Расчет MVA короткого замыкания и тока короткого замыкания для неисправности F1:

MVA1-2 последовательно с MVA-3

Схема пониженного MVA для неисправности-F1

Общее значение MVA короткого замыкания до неисправность F1 = Комбинированный MVA1-2-3 = (MVA1-2 * MVA3) / (MVA1-2 + MVA3)

MVA1-2-3 = (166.67 * 300) / (166,67 +300) = 107,144

  • Всего короткого замыкания, MVA до неисправности F1 = 107,144
  • Ток короткого замыкания при F1 = общий ток короткого замыкания, MVA до неисправности * 1000 / (1,732 * KV) = 107,144 * 1000 / (1,732 * 33) = 1874,58A

2. Расчет MVA короткого замыкания и тока короткого замыкания для ошибки F2:

MVA1-2-3 и MVA-4 последовательно .

Схема пониженного MVA для отказа-F2

MVA полного короткого замыкания до отказа F2 = комбинированный MVA1-2-3-4 = (MVA1-2-3 * MVA4) / (MVA1-2-3 + MVA4 )

МВА1-2-3-4 = (107.144 * 52,83) / (107,144 + 52,83) = 35,38

  • Суммарный МВА короткого замыкания до неисправности F2 = 35,38
  • Ток короткого замыкания при F2 = Суммарный МВА короткого замыкания до неисправности * 1000 / (1,732 * KV) = 35,38 * 1000 / (1,732 * 33) = 619A

Таким образом, мы можем быстро и быстро найти значения MVA и тока короткого замыкания для любого типа сети и любого типа неисправности, используя простой метод MVA. с легкостью.

Рейтинг короткого замыкания — обзор

10.7 Применение ограничителей тока повреждения

Существует множество различных возможных применений ограничителей тока повреждения 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 неисправности на другой стороне и наоборот, чтобы она находилась в пределах номинальных значений распределительного устройства. При достаточно большом импедансе ограничителя большая часть тока короткого замыкания по обе стороны от ограничителя поступает 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.

На рис. 10.23 показана подстанция сверхвысокого напряжения со значительным количеством подключенных генераторов, где подстанция не может работать в твердом состоянии, поскольку 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 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 тока повреждения | Графическая продукция

Ток повреждения — это непреднамеренное неконтролируемое протекание большого тока через электрическую систему.Токи повреждения вызваны короткими замыканиями с очень низким импедансом. Это может быть короткое замыкание на массу или между фазами. Возникающий в результате большой ток может привести к перегреву оборудования и проводов, чрезмерным усилиям, а иногда даже к серьезным дугам, взрывам и взрывам. Причины неисправностей включают такие вещи, как удары молнии, животные, грязь и мусор, упавшие инструменты, коррозия и человеческий фактор.

Расчет тока повреждения основан на законе Ома, в котором ток (I) равен напряжению (V), деленному на сопротивление (R).Формула I = V / R. Когда происходит короткое замыкание, сопротивление становится очень маленьким, а это означает, что ток становится очень большим.

Если бы сопротивление было равно нулю, то расчетный ток короткого замыкания стремился бы к бесконечности. Однако даже медный провод имеет некоторое сопротивление; это не идеальный дирижер. Для определения тока повреждения необходимо знать общее сопротивление источника питания до места повреждения.

Требуются расчеты тока повреждения

Знание доступного тока короткого замыкания важно при выборе защитных устройств, но это также необходимо для кода.Национальный электрический кодекс (NEC) 110.24 (A) гласит:

«Сервисное оборудование, не являющееся жилым, должно иметь четкую маркировку в поле с максимальным доступным током короткого замыкания. Маркировка (и) поля должна включать дату выполнения расчета тока короткого замыкания и быть достаточно прочной, чтобы выдерживать воздействие окружающей среды. . »

Это означает, что на электрическом оборудовании, таком как служебное входное оборудование, должны быть установлены ярлыки, указывающие доступный ток короткого замыкания.Это позволяет легко сравнивать номинальный ток короткого замыкания (SCCR) оборудования с максимально доступным током короткого замыкания.

Каждый раз при замене оборудования расчет тока короткого замыкания необходимо выполнять заново. Это указано в NEC 110.24 (B):

.

«При внесении изменений в электрическую установку, влияющих на максимальный доступный ток короткого замыкания в сервисе, максимальный доступный ток короткого замыкания должен быть проверен или пересчитан по мере необходимости, чтобы гарантировать, что номинальные параметры вспомогательного оборудования достаточны для максимального доступного тока замыкания на линии. терминалы оборудования.Обязательная маркировка поля в 110.24 (A) должна быть скорректирована, чтобы отражать новый уровень максимального доступного тока короткого замыкания ».

Типы неисправностей

В электрической системе возможны несколько типов неисправностей:

  • Короткое замыкание, в результате которого ток проходит в обход нормальной нагрузки.
  • «Замыкание на землю», при котором ток течет в землю.
  • В трехфазных системах может быть короткое замыкание между одной или несколькими фазами.Этот тип короткого замыкания обычно создает самые высокие токи замыкания.

Четвертый тип неисправности, неисправность обрыва цепи, не приводит к возникновению тока короткого замыкания. Открытый отказ возникает из-за непреднамеренного прерывания тока.

Защитные системы должны предотвращать повреждение оборудования и защищать людей во всех вышеперечисленных ситуациях. Это означает, что необходимо произвести расчеты тока короткого замыкания, чтобы можно было выбрать соответствующие защитные устройства.

Болтовые разломы vs.Ошибки дуги

Электрический сбой может быть либо замыканием на болтах, либо дуговым замыканием.

В неисправности с болтовым креплением имеется прочное соединение. Это позволяет току короткого замыкания течь через проводник. Этот тип неисправности может произойти, когда установщик подключает источник питания к земле, а не к точке, где он должен быть подключен. При включении питания немедленно возникает неисправность болтового соединения, которая срабатывает защитное устройство. Поскольку текущий поток был ограничен, ущерб обычно ограничен.Однако замыкание на болтах создает самые высокие токи замыкания.

Дуговое короткое замыкание возникает, когда нет твердого соединения, но проводники подходят достаточно близко, так что ток прыгает через зазор, создавая дугу. Первоначальная дуга ионизирует воздух, создавая плазму, которая позволяет току быстро увеличиваться и поддерживаться, что приводит к вспышке дуги или возникновению дуги. Когда возможна вспышка дуги, необходимо произвести расчеты тока короткого замыкания, чтобы определить безопасные границы защиты и необходимые средства индивидуальной защиты, а также предоставить информацию, необходимую для этикеток вспышки дуги, которые должны быть установлены в дополнение к требуемому NEC 110.24 метки тока короткого замыкания.

Трехфазные неисправности

IEC 60909 «Токи короткого замыкания в трехфазных системах» дает принятый метод расчета токов трехфазного замыкания.

Повреждение в трехфазной системе может быть симметричным (сбалансированным) или несимметричным (несимметричным). При симметричном КЗ все три фазы одинаково затронуты. Однако такое случается редко. Большинство трехфазных КЗ несимметричны, что затрудняет расчет тока КЗ.

Источники содержания

Прежде чем можно будет выполнить расчет тока короткого замыкания, необходимо определить все возможные источники тока. Это может включать некоторые источники тока, которые, возможно, не были учтены. Существует четыре возможных источника тока короткого замыкания:

  • Электрогенераторы, устанавливаемые на месте: они расположены близко друг к другу, и ток короткого замыкания ограничивается только импедансом самого генератора и электрической цепи.
  • Синхронные двигатели: синхронный двигатель — это двигатель переменного тока, в котором скорость двигателя пропорциональна частоте электроэнергии.При отключении питания, как это произойдет при коротком замыкании, инерция механической нагрузки на двигатель будет продолжать вращать двигатель. Затем двигатель будет действовать как генератор, подающий ток, и это будет способствовать общему току, протекающему в месте повреждения.
  • Асинхронные двигатели
  • : этот тип двигателя также станет генератором в случае короткого замыкания в другом месте системы. Однако ток короткого замыкания, генерируемый асинхронным двигателем, будет длиться всего несколько циклов.Ток будет примерно равен пусковому току двигателя с заторможенным ротором.
  • Система электроснабжения: большая часть тока повреждения обычно исходит от электросети. Уровень тока короткого замыкания будет зависеть от:
    • номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора и полное сопротивление
    • Импеданс генераторов
    • сопротивление цепи от трансформатора до короткого замыкания.

Для упрощения расчета тока повреждения предполагается, что все электрические генераторы в системе находятся в фазе и что они работают при номинальном напряжении системы.

Трехфазное соединение на болтах

Проводится исследование короткого замыкания, чтобы можно было рассчитать ток короткого замыкания. Обычно это включает рассмотрение наихудшего сценария, которым является состояние трехфазного короткого замыкания с болтовым креплением. Основываясь на этой ситуации, можно приблизительно определить другое состояние неисправности.

Вклад двигателей в систему по току короткого замыкания очень важен. Во многих случаях электродвигатели могут давать в четыре-шесть раз больший ток нормальной полной нагрузки. Даже если ток непродолжительный, очень важно, чтобы он был включен в расчет тока короткого замыкания.

Когда проводится исследование вспышки дуги, расчет тока короткого замыкания все равно должен производиться для максимального тока трехфазного короткого замыкания с болтовым соединением.

Маркировка тока повреждения

После того, как ток короткого замыкания был рассчитан, на оборудование должны быть нанесены метки с указанием доступного тока короткого замыкания. Если требуется этикетка для вспышки дуги, ее также следует распечатать и наклеить в соответствующем месте. Для каждой метки требуется специальная информация, полученная при расчете тока короткого замыкания.

Сделайте следующий шаг!

Теперь, когда у вас есть базовое представление о переменных в расчетах вспышки дуги, загрузите наше бесплатное руководство по энергии вспышки дуги, чтобы получить подробные советы о том, как реализовать систему безопасности на вашем предприятии. Загрузите бесплатную копию сегодня!

Майк Холт Доступный ток короткого замыкания

Автор: Майк Холт, опубликовано в журнале EC&M Magazine

Доступный ток короткого замыкания (SCA) — это доступный ток в амперах. в данной точке электрической системы.Этот доступный ток короткого замыкания сначала определяется в вторичные клеммы сетевого трансформатора. После этого доступный ток короткого замыкания равен рассчитывается на зажимах вспомогательного оборудования, распределительной панели и нагрузке ответвительной цепи.

Доступный ток короткого замыкания различен в каждой точке электрического система; он самый высокий на трансформаторе электросети и самый низкий на нагрузке параллельной цепи. Доступные ток короткого замыкания зависит от полного сопротивления цепи, которое увеличивается после трансформатор электросети.Чем больше полное сопротивление цепи (трансформатор электросети и аддитивные сопротивления проводов цепи), тем меньше доступный ток короткого замыкания.

Факторы, влияющие на доступный ток короткого замыкания в электросети трансформатор включает в себя напряжение системы, номинальную мощность трансформатора в кВА и его полное сопротивление (как выражено в процентах). Свойства, влияющие на импеданс цепи, включают материал проводника. (медь по сравнению с алюминием), размер проводника и его длина.

Комментарий автора: Импеданс цепи увеличивается с дальнейшим увеличением от сетевого трансформатора, поэтому доступный ток короткого замыкания ниже по потоку от трансформатор электросети.

Рейтинг прерывания. Устройства защиты от перегрузки по току, такие как автоматические выключатели и предохранители, предназначены для прерывания цепи, и они должны иметь номинальный отключаемый ток (AIR), достаточный для доступный ток короткого замыкания в соответствии с разделами 110-9 и 240-1.Если не указано иное, номинальный отключаемый ток для автоматических выключателей составляет 5000 ампер [240-83 (c)] и 10 000 ампер для предохранителей параллельной цепи [240-60 (c)].

Чрезвычайно высокие значения протекания тока (вызванные коротким замыканием или заземлением разломы) создают огромные разрушительные тепловые и магнитные силы. Если в цепи максимальная токовая защита устройство не рассчитано на прерывание тока при доступных значениях неисправности, оно может взорваться во время пытается устранить ошибку.Естественно, это может привести к серьезным травмам, смерти, а также к повреждению имущества. повреждать.

Защита электрических компонентов. В дополнение к отключающей способности для устройств максимального тока, электрические оборудование, компоненты и проводники цепи должны иметь номинальный ток короткого замыкания (выдерживать) что позволит устройству защиты от перегрузки по току устранить неисправность без значительного повреждения к любому из компонентов электрической системы [110-9, 110-10, 250-2 (d), 250-90, 250-96 (a) и Таблица 250-122 Примечание].

Если доступный ток короткого замыкания превышает ток оборудования / проводника номинальный ток короткого замыкания, тогда тепловые и магнитные силы могут привести к взрыву оборудования и / или проводники цепи, а также заземляющие проводники для испарения. Единственное решение проблема чрезмерно доступного тока короткого замыкания до

(1) Установите оборудование с более высоким током короткого замыкания. рейтинг

(2) Защитите компоненты цепи токоограничивающим защитное устройство, такое как предохранитель с быстрым срабатыванием, который может уменьшить пропускаемую энергию.

Быстро узнавайте самую свежую информацию

Этот том охватывает области теории электричества последовательных цепей, параллельных цепей, последовательно-параллельных цепей, многопроволочных цепей, электрическая система и защитные устройства. Вы узнаете, чем предохранитель отличается от автоматического выключателя, как выбрать автоматический выключатель, и что заставляет его работать.Вы поймете роль максимальной токовой защиты цепи в устранении замыканий на землю и некоторые важные факты о заземлении.

Больше информации

Что такое метод MVA для анализа короткого замыкания

Что такое метод MVA для анализа короткого замыкания?

Метод MVA представляет собой модификацию омического метода, в котором полное сопротивление цепи равно сумме импедансов компонентов, составляющих цепь.Используя значения проводимых сопротивлений, следует, что величина, обратная сопротивлению системы, является суммой обратных значений проводимых сопротивлений компонентов. По самому определению, проводимость компонента схемы — это максимальный ток или кВА при единичном напряжении, который может протекать через схему или компонент к короткому замыканию или неисправности при питании от источника бесконечной мощности. На практике метод MVA используется путем разделения схемы на компоненты и вычисления каждого компонента с его собственной бесконечной шиной, как показано на рисунках a) и b) ниже:

Рисунок a) представляет собой типичную диаграмму импеданса однолинейной диаграммы.Рисунок б) представляет собой схему MVA. Преобразование из диаграммы импеданса (часть a ) в диаграмму MVA (часть b ) является простой процедурой. Источнику питания 1500 МВА просто присвоено значение МВА при коротком замыкании. Иногда, если система MVA недоступна, но указаны ее напряжение и полное сопротивление, MVA короткого замыкания можно рассчитать по формуле MVA SC = KV 2 * Y . Та же самая формула используется для расчета номинального значения МВА короткого замыкания для 69 кВ X = 3.Кабель 87 Ом. Далее для 69 / 12кВ Х = 0,076 о.е. Использование трансформатора 15 МВА МВА SC = МВА / Z о.е. формула. Вклад в МВА короткого замыкания двигателя 15 МВА X d = 0,2 равен его собственной базе МВА, деленной на его собственное значение на единицу импеданса. По мере преобразования разрабатывается схема MVA. Одна линейная диаграмма a) заменяется диаграммой MVA b). Если короткое замыкание произойдет на шине 12 кВ, будет последовательный поток МВА = 1500, МВА = 1230 и МВА = 198, и их комбинация будет параллельна двигателю SC MVA = 75.Комбинированный MVA компонентов, соединенных последовательно и параллельно, рассчитывается по следующим уравнениям:

серии

MVA 1, 2 = MVA 1 * MVA 2 / (MVA 1 + MVA 2 )

параллельно

MVA 1, 2 = MVA 1 + MVA 2

Как видно из приведенных выше формул, последовательные MVA вычисляются так же, как и параллельные сопротивления.Параллельные комбинации MVA выполняются так же, как и сопротивления последовательно. Диаграмма MVA подвергается тому же процессу уменьшения, что и диаграмма импеданса, за исключением того, что значения MVA используются вместо единичных импедансов или реактивных сопротивлений. В нашем примере MVA 1,2 = 1500 * 1230 / (1500 + 1230) = 675. Это новый MVA 1 . MVA 1,3 = 675 * 198 / (675 + 198) = 153. MVA 1 + 4 = MVA 1 + MVA 4 = 153 + 75 = 228. После обнаружения короткого замыкания MVA, Значение тока короткого замыкания можно определить с помощью I F , kA = MVA F / (1.73 * кВ) формула.

Приведенное выше приближение признано и широко используется в промышленности при расчете коротких замыканий в энергосистеме, когда реактивное сопротивление всех компонентов схемы намного превышает сопротивление, обеспечивая стабильно высокое отношение X / R во всей системе. Метод MVA может быть дополнительно расширен для выполнения векторного сложения SC MVA, вносимого системным оборудованием с произвольными отношениями X / R в каждой точке, где они пересекаются. Это обеспечивает чрезвычайно точный анализ максимального значения MVA короткого замыкания, которому может подвергаться любой узел.

Программа анализа короткого замыкания (SCA) основана на методе MVA для анализа короткого замыкания и выполняет расчет доступных токов короткого замыкания в трехфазных системах электроснабжения, с которыми вы работаете. Программа учитывает электрические параметры источника питания, а также систему распределения энергии, включая энергосистему, кабели, шинные каналы, трансформаторы, генераторы, двигатели и т. Д. SCA автоматически преобразует всю систему в уникальную единицу импеданса, из которой измеряется ток короткого замыкания. в каждой точке рассчитывается.Этот процесс прост, эффективен и сэкономит вам деньги и время.

Рекомендуемая литература: Short Circuit ABC — Learn It in the Hour, Use It Anywhere, Memorize No Formula article by Moon H. Yuen.

(PDF) Предотвращение несчастных случаев на производстве из-за токов короткого замыкания в системах с изолированной нейтралью более 1 кВ

Beiu et al. / Environmental Engineering and Management Journal 13 (2014), 6, 1355-1359

1358

в этих трех случаях, Если заземляющие и закорачивающие устройства

выбраны и размещены правильно, в рабочей зоне

, как мы и ожидали, падение напряжения в

случае трехфазного короткого замыкания будет ограничено не

опасными значениями (максимальное напряжение прикосновения для 0.2 с

, время отключения 125 В).

Рис. 5. Полная эквивалентная схема системы

Если учесть, что рабочий может дотянуться рукой до фазы

на максимальное расстояние 2 м, в

время короткого замыкания, мы можем Видно, что напряжение

, подаваемое этим рабочим, не превышает 1 В, для

значение дисперсионного сопротивления заземления 10 Ом,

наиболее распространенное значение дисперсионного сопротивления

для электрических линий.Это значение совершенно не опасно для рабочего

.

4. Выводы

В этой статье мы продемонстрировали, что для предотвращения несчастных случаев на производстве

в результате поражения электрическим током в системах с высоким напряжением

основная мера безопасности состоит в подключении заземляющих устройств

по обе стороны от

рабочая зона.

В любом из этих трех случаев, если заземляющие устройства

выбраны и размещены правильно, в рабочей зоне

, как мы и ожидали, падение напряжения составит

, ограниченное безопасным значением.Рабочий на пульте

может касаться одной фазы на максимальном расстоянии 2 м,

и напряжение не превышает 1 В для 10 сопротивления рассеивания земли

.

Ссылки

Альберт Х., Хухерт С. (1989), Токи короткого замыкания

Расчет (на румынском языке), ENERG. 8, Technical Press,

Бухарест, Румыния.

Альберт Х., Голованов Н., Георге Эт., Элефтереску Л.,

Порумб Р., (2013), Качество электроэнергии.

Взносы. Полученные результаты. Перспективы (на румынском языке),

Издательство AGIR, Бухарест, Румыния.

ANRE, (2006), Правила, касающиеся методологии

расчета токов короткого замыкания в электрических сетях

с напряжением ниже 1 кВ (на румынском языке),

NTE 006/06/00, Регулирующий орган в области энергетики, на

линия по адресу:

http://www.anre.ro/download.php?f=f619hA%3D%3

D & t = vdeyut7dlcecrLbbvbY% 3D

ANRE, (2008), № заказа.128/2008 Регламента

Управление энергетики в отношении Технического кодекса

Электрические распределительные сети, опубликовано в

Romanian Official Monitor, Часть I, нет. 43 от 26 сентября

января 2008 г., Бухарест, Румыния.

Антониу И.С., (1974), Основы электротехники

Инженерное дело (на румынском языке), дидактика и педагогика

Press, Бухарест, Румыния.

Антониу И.С. (1958), Электротехника, специальные выпуски

(на румынском языке), Academy Press, Бухарест, Румыния.

Баггини А., (2008), Справочник по качеству электроэнергии, Джон

Wiley & Sons, Ltd, Чичестер, Англия.

Буйца Г., Антонов А.Е., Бейу К., Йорга И., (2012), Безопасность

меры — инструменты для снижения стоимости работы

несчастных случаев в электрических установках, Экология

Журнал инженерии и менеджмента, 11, 1247-

1255.

Еремия М., (2006), Электроэнергетические системы, электрические

Сети (на румынском языке), Румынская академия

Издательский дом, Бухарест, Румыния.

Eremia M., Trecat J., Germond A, (2000), Electrical

Networks. Текущие аспекты (на французском языке), издательство Technical

, Бухарест, Румыния.

Friedmann M., Zoller C., Moldovan L., Magyari M., Dobra

R., (2012), Защитное устройство для предельного переключения

Последствия перенапряжения при низком напряжении

потребителей, Экологическая инженерия и

Журнал менеджмента, 11, 1291-1297.

Геджу П., Дуна В. (2004), Короткие замыкания в электрических установках

(на румынском языке), Издательство University Horizons

, Тимишоара, Румыния.

Таблица 3. Параметры заземляющих устройств

Длина LSC

[м]

Сечение Ssc

[мм2]

Номинальный ток короткого замыкания, Iscnom

[кА]

Ударный ток короткого замыкания ISOC

[кА]

10 35 8 20

Таблица 4.Падение напряжения на элементах защиты

Расчетные элементы Rp = 0 Rp = 10 R

p = 50 

Полное сопротивление рабочей зоны, RZL total [] 0,005 5,024 25,024

Полное сопротивление цепи , Zetotal [] 2,048 5,766 25,483

Полный ток короткого замыкания, I ”

к [кА] 6,201 2,203 0,498

Ток короткого замыкания на первом заземляющем устройстве Isc1 [кА] 5,835 1,106 0,249

Ток короткого замыкания на втором заземляющем устройстве Isc1 [кА] 0.367 1,097 0,249

Падение напряжения на первом заземляющем устройстве, ∆Usc1 [кВ] 0,033 0,006 0,001

Падение напряжения на втором заземляющем устройстве ∆Usc2 [кВ] 0,002 0,006 0,001

Падение напряжения на рабочем участке, ∆UZL [кВ] 0,031 0,094 0,021

Падение напряжения на первом заземляющем электроде ∆Up1 [кВ] — 11,062 12,472

Падение напряжения на втором заземляющем электроде ∆Up2 [кВ] — 10,968 12,450

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 123 Загрузки 12 Размер файла 82KB

Отчет DMCA / Авторское право

СКАЧАТЬ ФАЙЛ

Рекомендовать истории
Предварительный просмотр цитирования

IEC КОНЦЕПЦИИ АНАЛИЗА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 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 — —

трехфазные, межфазные, межфазные и межфазные замыкания 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 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 импедансы системы являются сбалансированными трехфазными, 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 составляющей переменного, так и для постоянного тока. 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 разных 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, применимого 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 вблизи 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). В соответствии со стандартом 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 время задержки (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 Это коэффициент, используемый 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 — эквивалентный импеданс 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 со сложным 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 разных типов машин рассчитывается 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 расчет. —

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 номиналы 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 НЕОБХОДИМЫЕ 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 в зависимости от 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.Он также учитывает 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 И ДАННЫЕ 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

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *