РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3)

Режим недлинного замыкания может быть небезопасным, потому что может привести к тяжёлой аварии как в СЭС, так и судна в целом. Увеличенные токи к.з. существенно превосходящие номинальные токи определённого электрического оборудования могут привести к повреждениям отдельных участков СЭЭС (кабельной сети, защитных автоматов и т.п.). К тому же при маленьком замыкании РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) наблюдается существенное понижение напряжения, что приводит к нарушению обычной работы неповреждённых участков системы (затормаживание движков, срабатывание нулевой защиты, нарушение параллельной работы, это может привести к обесточиванию судна в целом). Для того чтоб предупредить аварийную ситуацию при маленьком замыкании, нужно провести расчёт токов К.З. и на основании РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) этого избрать аппараты защиты, найти размеры и схему шин, кабелей и т.п.

Теоретические исследования процесса недлинного замыкания достаточно сложны и потому получение четких результатов является трудоёмкой задачей.

На практике для расчёта токов К.З. используют приближённые способы. ОСТ 15.6181-81 – советует последующие способы:

– способ расчётных кривых

– упрощённый аналитический способ

– способ расчёта на РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) ЦВМ по аналитическим выражениям

– способ расчёта на ЦВМ по дифференциальным уравнениям.

В контрольной работе будем использовать способ расчётных кривых.

Расчёт производится в последующей последовательности.

а) Из задания 3 в согласовании собственного варианта определяется генератор и выписываются все нужные начальные данные;

б) Составляют расчётную схему с нанесёнными на неё необходимыми расчётными элементами РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3);

в) На основании расчётной схемы составляют схему замещения;

г) Определяют активные и индуктивные сопротивления от генератора до точки К.З., беря во внимание сопротивление генератора, кабеля до шин ГРЩ, компаундирующего трансформатора, трансформаторов тока, переходных сопротивлений автоматов, шин ГРЩ, автомата потребителя и т.д. Нередко в расчётах третируют отдельными РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) элементами, но неотклонимыми в расчёте должны находиться генераторы и кабели.

д) Определяют расчётные сопротивления (активные и индуктивные) в относительных единицах по последующим формулам:

– для одиночной работы генераторов

– для параллельной работы генераторов

где и – расчётные сопротивления в о.е.

и – расчётные сопротивления в Ом

и – номинальные токи и напряжения генератора в амперах и вольтах РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) соответственно

и – базовые ток и напряжение, которые определяются:

За базовое напряжение принимается номинальное напряжение генераторов, а за полную мощность берётся суммарное значение всех параллельно работающих генераторов, т.е. , .

Базовый ток определяют по формуле:

е) Определяют полное расчётное сопротивление в о.е.

ж) Определяют ударный коэффициент по графику зависимости

з) По расчётным кривым РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) (приложения 5,6 либо 7) для соответственного генератора определяют токи для моментов времени t = 0; 0,01; 0,02 и т.д. до t = 1с.

и) Определяют ударный ток К.З.

При параллельной работе заместо необходимо поставить .

к) Определяют действующее значение ударного тока К.З.

л) Ток подпитки эквивалентного мотора при К.З.

Потому что при РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) К.З. напряжение на шинах ГРЩ понижается, то противо – Э.Д.С. мотора возможно окажется выше сниженного напряжения и движки, перейдя в генераторный режим, будут посылать ток в точку К.З. Мощность эквивалентного мотора равна мощности всех движков данного режима.

где - сверхпереходная э.д.с. мотора, принимают = 0,9 о.е РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3)., т.е. э.д.с. мотора составляет 90% от .

- сверхпереходное полное сопротивление мотора в о.е., при кратности пускового тока = 5 можно принять = 0,2 о.е.

∆U – утрата напряжения на кабеле от ГРЩ до точки к.з.

При К.З. на шинах ГРЩ ∆U = 0.

м) Наибольшее действующее значение тока подпитки от электродвигателей (эквивалентного РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) мотора)

н) Ударный ток к.з. с учётом подпитки от электродвигателей

Если суммарная мощность эквивалентного мотора неведома, то ее принимают равной 0,75 либо =0,75 .

о) Токи в отдельные моменты времени

при t = 0 = * либо = *

при t = 0,01с = * либо = * и т.д.

где токи со значением «*» берутся из расчётных кривых (приложения 5,6 либо 7)

Приведём РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) пример расчёта токов К.З. без численных данных для расчетной схемы (рис.1а).

1. Составим схему и нанесём на неё точки К.З.

Рис. 1а

2. Определим базовую мощность

3. Примем за базовое напряжение

4. Определим базовый ток

А

5. Составим схему замещения

Рис.1б

6. Определим сопротивления участков, выразив их в о.е., приведённых к базовым условиям

где и – активные сопротивления генераторов в Омах;

где РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) и - реактивные сверхпереходные сопротивления по продольной оси генераторов, в о.е. ( сопротивления , , , приведены в задании 3). Сопротивления ; ; ; берутся в задании 3 зависимо от сечения токопроводящей жилы кабеля = 13,5мОм, = 0,87мОм. Эти сопротивления нужно выразить в о.е. и привести к базовым условиям по формулам: ; и т.д. Потому что , … выражены в РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) мОмах, то множитель не нужен.

7. Определим сопротивления генераторных цепей

И преобразуем схему замещения (рис. 1б) в схему (рис.1в)

Рис. 1в

8. Определим сопротивления 2-ух параллельных генераторных цепей в всеохватывающей форме (пример решения см. приложение 8).

И преобразуем схему замещения (рис. 1в) в схему (рис. 1г)

Рис. 1г

Если, к примеру r РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) задано в о.е., приведённых к номинальным условиям ( , ), то для перевода их в физические единицы (Омы), нужно:

К примеру, понятно = 0.177 о.е., = 400 В, = 125кВА

9. Результирующее сопротивление для точки «К»

10. По отношению , пользуясь зависимостью определяем ударный коэффициент . (см. приложение 4)

11. Определяем ток подпитки эквивалентного мотора.

Мощность эквивалентного мотора определяется из таблицы нагрузки РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) СЭС как сумма всех крутящихся потребителей (асинхронных и синхронных движков, крутящихся преобразователей), работающих в данном режиме.

За сопротивление эквивалентного мотора принимают пусковое сопротивление.

где К=5 – кратность пускового тока.

В нашем случае .

11а. Ток подпитки мотора

где Е = 0,9 (поточнее 0,87…0,93) – э.д.с. мотора

Потому что в нашем примере точка «К» лежит на шинах РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) щита, то , потому

12. Ударный ток К.З. в точке «К»

где и – берутся из расчетных кривых зависимо от и времени от начала к.з., т.е. при t = 0.01c и 0. (см. приложения 5,6 либо 7)

13. Действующее значение ударного тока к.з.

14. При к.з. в тоже К1 схема замещения будет смотреться последующим РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) образом

Рис. 1д

,

15. Отношение , по которому определяют ударный коэффициент (см. приложение 4).

16. Определяем модуль полного сопротивления

и по расчетным кривым определяем токи, надлежащие времени от 0 до 1с.

17. Как в прошлом случае определяем ток подпитки эквивалентного мотора, с той только различием, что , где по расчетным кривым при t=0, зависимо от .

Приложение 1

Технические свойства генераторов серии РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) МСК, МСС, ГСС

тип генератора мощность, кВт номинальное напряжение, В частота вращения, об/мин КПД, % соединение фаз
генераторы серии МСК
МСК82-4 МСК83-4 МСК91-4 МСК92-4 МСКФ92-4 400 и 230 400 и 230 400 и 230 400 и 230 400 и 230 86,0 87,5 88,7 89,9 89,9 звездой с выведенной нулевой точкой
МСК102-4 МСК103-4 МСКФ103-4 МСК113-4 400 и 230 400 и 230 400 и 230 90,2 90,5 90,5 91,5 400 В - звездой с выведенной нулевой точкой,230 В – без выведения РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) нулевой точки
МСК500-1500 МСК625-1500 400 и 230 400 и 230 91,7 92,0 400 В – звездой, 230 В - треугольником
МСК750-1500 МСК940-1500 МСК1250-1500 МСК1560-1500 МСК1875-1500 92,5 93,0 93,0 93,5 93,5 звездой
МСК375-1000 МСК500-1000 МСК625-1000 400 и 230 400 и 230 400 и 230 92,5 90,2 90,6 400 В – звездой, 230 В - треугольником
МСК790-1000 МСК1000-1000 МСК1250-750 91,2 92,0 94,0 звездой
генераторы серии мсс И типа гсс
МСС82-4 МСС83-4 МСС91-4 МСС92-4 МССФ92-4 400 и 230 400 и 230 400 и 230 400 и 230 85,5 88,5 89,5 91,0 91,0 звездой с выведенной РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) нулевой точкой
МСС102-4 МСС103-4 МСС115-8 400 и 230 400 и 230 91,5 92,0 92,0 400 В - звездой с выведенной нулевой точкой, 230 В - треугольником
ГСС103-8М ГСС114-8М 400 и 230 90,0 91,0 звездой с выведенной нулевой точкой

Продолжение 1 приложения 1

МСС102-4 МСС103-4 МСС115-8 400 и 230 400 и 230 91,5 92,0 92,0 400 В - звездой с выведенной нулевой точкой, 230 В - треугольником
ГСС103-8М ГСС114-8М 400 и 230 90,0 91,0 звездой с выведенной нулевой точкой РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3)

Генераторы серии 2СН

Тип генератора Мощность, кВт Номинальное напряжение, В Частота вращения, об/мин КПД, % Соединение фаз
2СН 42/13-4 400 и 230 88,5 звездой с выведенной нулевой точкой
2СН 42/28-4 400 и 230 88,5
2СН 49/21-4 400 и 230
2СН 49/27-4 400 и 230 90,5
2СН 59/26-4 90,5
2СН 59/31-4 91,5
2СН 59/39-4 92,5
2СН 74/31-4 92,5
2СН 59/29-8 400 и 230
2СН 74/28-8 91,5
2СН 74/35-8
2СН 74/44-8 92,5
2СН 85/40-8

Приложение 2

Расчетные активные и реактивные сопротивления и неизменные времени генераторов РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) серий МСС и ГМС, типов ГСС и ТК2-2

Тип генератора Напряжение, В Активное сопротивление, Ом Индуктивное сопротивление, о.е.
Фазы статора Фазы ротора Рассеивания обмотки статора xσ По продольной оси xd
При 200С При 150С При 200С При 150С
генераторы серий МСС и типа ГСС
МСС РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3)82-4 0,0512 0,987 0,108 2,23
0,162 0,987 0,108 2,23
МСС83-4 0,0268 1,38 0,086 2,25
0,069 1,38 0,086 2,25
МСС91-4 0,0134 2,23 0,08 1,91
0,0446 2,23 0,075 1,8
МСС92-4 0,0086 2,62 0,061 1,87
МССФ92-4 0,0264 2,62 0,071 1,93
МСС102-4 0,0205 0,09 0,067 2,23
0,0205 0,09 0,067 2,23
МСС103-4 0,0093 0,116 0,05 1,55
0,0093 0,116 0,05 1,55
МСС115-8 0,0083 0,256 0,084 1,53
ГСС103-8 0,0094 0,151 0,085 1,91
0,0238 0,151 0,085 1,91
ГСС114-8 0,0095 0,23 0,082 1,44
генераторы серий ГМС и типа ТК2-2
ГМС13-16-12 0,0041 0,81 0,08 1,1
0,011 0,81 0,08 1,05
ГМС13-31-12 0,01 0,69 0,084 1,2
ГМС13-41-12 0,006 0,63 0,075 1,1
ГМС14-29-12 0,005 0,6 0,085 1,1
ГМС14-41-12 0,003 0,54 0,073 1,0
ТК2-2 0,0002 0,184 0,148 2,10

Продолжение 1 приложения 2

Тип генератора Индуктивное сопротивление, о.е. Неизменные времени, с
По поперечной оси xq Переходное в продольной оси xd’ Сверхпереходное в продольной оси xd” Отрицательной последовательности фаз x2 Нулевой последовательности РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) фаз x0 T’d0 T’d Ta T”d
генераторы серий МСС и типа ГСС
МСС82-4 1,1 0,258 0,178 0,238 0,047 1,28 0,148 0,019 0,0039
1,1 0,258 0,178 0,238 0,047 1,28 0,148 0,019 0,0039
МСС83-4 0,896 0,236 0,155 0,163 0,0023 1,69 0,177 0,014 0,004
0,896 0,236 0,155 0,163 0,0023 1,69 0,177 0,014 0,004
МСС91-4 0,8 0,22 0,151 0,13 0,063 1,67 0,192 0,019 0,016
0,76 0,21 0,155 0,17 0,059 1,65 0,192 0,016 0,0156
МСС92-4 0,776 0,2 0,14 0,158 0,056 1,79 0,191 0,022 0,017
МССФ92-4 0,79 0,21 0,152 0,17 0,063 1,83 0,2 0,021 0,017
МСС102-4 1,13 0,305 0,22 0,12 0,05 2,78 0,27 0,016 0,019
1,13 0,305 0,22 0,12 0,05 2,78 0,27 0,016 0,019
МСС103-4 0,87 0,14 0,087 0,09 0,005 1,93 0,163 0,023 0,022
0,87 0,14 0,087 0,09 0,005 1,93 0,163 0,023 0,022
МСС115-8 0,78 0,238 0,17 0,18 0,07 1,6 0,24 0,041 0,026
ГСС103-8 1,13 0,235 0,136 0,138 0,044 1,72 0,211 0,019 0,015
1,13 0,235 0,136 0,138 0,044 1,72 0,211 0,019 0,015
ГСС114-8 0,74 0,21 0,158 0,176 0,04 1,57 0,23 0,044 0,032
генераторы серий ГМС и типа ТК2-2
ГМС13-16-12 0,6 0,18 0,12 0,12 0,015 1,15 0,2 0,016 0,006
0,6 0,18 0,12 0,12 0,05 1,2 0,2 0,019 0,006
ГМС13-31-12 0,7 0,2 0,13 0,14 0,017 1,3 0,2 0,018 0,006
ГМС13-41-12 0,63 0,18 0,12 0,12 0,06 1,4 0,23 0,02 0,007
ГМС14-29-12 0,6 0,2 0,13 0,13 0,055 1,6 0,23 0,02 0,01
ГМС14-41-12 0,57 0,17 0,11 0,11 0,053 1,8 0,31 0,023 0,01
ТК2-2 0,21 0,245 0,173 0,211 0,051 4,3 0,5 0,1 0,062

Продолжение 2 приложения 2

Расчетные активные и реактивные сопротивления и неизменные времени РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) генераторов серий МСК

Тип генератора Напряжение, В Активное сопротивление, Ом Индуктивное сопротивление, о.е.
Фазы статора Фазы ротора Рассеивания обмотки статора xσ По продольной оси xd
При 200С При 150С При 200С При 150С
МСК82-4 0,0512 0,987 0,108 2,12
0,162 0,987 0,108 2,12
МСК83-4 0,0225 1,35 0,081 2,0
0,0616 1,35 0,081 2,0
МСК91-4 0,0169 1,91 0,089 2,06
0,05 1,91 0,089 2,06
МСК92-4 0,0102 2,3 0,078 2,08
МСКФ92-4 0,0318 2,3 0,078 2,08
МСК102-4 0,0069 0,097 0,074 2,0
0,020 0,097 0,076 1,92
МСК103-4 0,0133 0,109 0,055 1,8
МСКФ103-4 0,0133 0,109 0,055 1,8
МСК113-4 0,0061 0,133 0,052 1,55
МСК1250-750 0,0017 0,13 0,094 1,39
МСК375-1000 0,0063 0,95 0,097 1,8
0,0063 0,095 0,097 1,8
МСК500-1000 0,0038 0,127 0,083 1,76
0,0038 0,127 0,083 1,76
МСК625-1000 0,0031 0,145 0,095 1,54
0,0031 0,145 0,095 1,54
МСК790-1000 0,0022 0,164 0,084 1,52
МСК РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3)1000-1000 0,0016 0,185 0,088 1,72
МСК500-1500 0,0037 0,115 0,078 2,03
0,0037 0,115 0,078 2,03
МСК625-1500 0,003 0,093 0,098 2,08
0,003 0,093 0,098 2,08
МСК750-1500 0,0022 0,105 0,086 2,22
МСК940-1500 0,0017 0,125 0,091 2,02
МСК1250-1500 0,0012 0,121 0,093 1,96
МСК1560-1500 0,0008 0,138 0,069 1,97

Продолжение 3 приложения 2

Тип генератора Индуктивное сопротивление, о.е. Неизменные времени, с
По поперечной оси xq Переходное в продоль­ной оси xd’ сверхпереходное в продольной оси xd” Отрицательной после­довательности фаз x2 Нулевой последователь­ности фаз x0 T’d0 T’d Ta T”d
МСК82-4 1,0 0,258 0,178 0,238 0,091 1,28 0,148 0,019 0,0027
1,0 0,258 0,178 0,238 0,091 1,28 0,148 0,019 0,0027
МСК83-4 0,946 0,21 0,143 0,196 0,081 1,57 0,159 0,021 0,0035
0,946 0,21 0,143 0,196 0,081 1,57 0,159 0,021 0,0035
МСК РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3)91-4 0,875 0,245 0,185 0,213 0,052 1,46 0,166 0,018 0,0083
0,875 0,245 0,185 0,213 0,052 1,46 0,166 0,018 0,0083
МСК92-4 0,885 0,202 0,176 0,21 0,048 0,645 0,06 0,019 0,0138
МСКФ92-4 0,885 0,202 0,176 0,21 0,048 0,645 0,06 0,019 0,0138
МСК102-4 1,02 0,189 0,124 0,131 0,022 1,6 0,145 0,014 0,0076
0,98 0,186 0,124 0,131 0,022 1,69 0,158 0,014 0,0076
МСК103-4 0,93 0,23 0,176 0,16 0,004 1,96 0,233 0,02 0,0075
МСКФ103-4 0,93 0,23 0,176 0,16 0,004 1,96 0,233 0,02 0,0075
МСК113-4 0,775 0,2 0,122 0,131 0,006 2,48 0,31 0,018 0,006
МСК1250-750 0,71 0,23 0,146 0,149 0,0255 2,54 0,42 0,036 0,017
МСК375-1000 0,85 0,177 0,148 0,165 0,022 1,88 0,18 0,035 0,0068
0,85 0,177 0,148 0,165 0,022 1,88 0,18 0,035 0,0068
МСК500-1000 0,89 0,18 0,133 0,14 0,05 2,5 0,24 0,039 0,008
0,89 0,18 0,133 0,14 0,05 2,5 0,24 0,039 0,008
МСК625-1000 0,85 0,24 0,161 0,17 0,03 2,3 0,24 0,044 0,012
0,85 0,24 0,161 0,17 0,03 2,3 0,24 0,044 0,012
МСК790-1000 0,83 0,21 0,145 0,16 0,03 2,6 0,34 0,054 0,013
МСК1000-1000 0,95 0,24 0,152 0,17 0,03 2,8 0,37 0,048 0,012
МСК500-1500 0,955 0,178 0,132 0,145 0,027 2,6 0,22 0,04 0,01
0,955 0,178 0,132 0,145 0,027 2,6 0,22 0,04 0,01
МСК625-1500 1,0 0,228 0,167 0,182 0,027 3,6 0,36 0,047 0,013
1,0 0,228 0,167 0,182 0,027 3,6 0,36 0,047 0,013
МСК750-1500 1,04 0,236 0,15 0,156 0,031 3,8 0,39 0,047 0,014
МСК940-1500 0,96 0,231 0,158 0,169 0,012 4,0 0,43 0,053 0,014
МСК1250-1500 0,91 0,213 0,15 0,159 0,030 3,5 0,36 0,055 0,015
МСК1560-1500 0,893 0,194 0,127 0,135 0,032 4,1 0,39 0,057 0,019
МСК1875-1500 0,89 0,176 0,11 0,117 0,032 4,2 0,37 0,05 0,015

Приложение 3

Таблица 1 – Долгие нагрузки кабелей и проводов с предельной температурой жилы 60°С и 75°С при температуре среды 40°С

Площадь сечения, мм² Долгая нагрузка кабелей и проводов, А
Предельная температура жилы 60˚С РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) Предельная температура жилы 75˚С
1 -жильных 2 -жильных 3- и 4-жильных 1 -жильных 2 -жильных 3- и 4-жильных
1,5
2,5

Таблица 2 – Долгие нагрузки кабелей и проводов с предельной температурой жилы 80°С и 95°С при температуре среды 40°С

Площадь сечения, мм² Долгая нагрузка кабелей и проводов, А
Предельная температура жилы 80˚С Предельная температура жилы 95˚С
1 -жильных РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) 2 -жильных 3- и 4-жильных 1 -жильных 2 -жильных 3- и 4-жильных
1,5
2,5

Приложение 4

Зависимость

Приложение 5

Генераторы МСС и МСК

Приложение 6

Пример вычисления Z 2-ух параллельных веток цепи

Задано:

т.к.

Потом, для того, чтоб избавиться от надуманной части всеохватывающего числа в знаменателе, дробь (числитель и знаменатель) домножают на сопряженный комплекс знаменателя, т.е.

где 2,3 - модуль активного сопротивления РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3) r = 2.3 о.е, x = 2.72 о.е.

следует держать в голове:

т.д.

Задание 1


rashodi-na-remont-avtomobilya-ne-umenshayut-bazu-ndfl-117246-g-moskva-nauchnij-proezd-13-k-310-tel-7495690-71-08.html
rashodi-na-vrachebnie-dohodi-gazeta-ezhednevnie-novosti-podmoskove-31072012.html
rashodi-okruzhnogo-byudzheta.html