Тепловой импульс тока кз формула

Выбор токопроводов для блоков

Для соединения генераторов и блочных трансформаторов применяются пофазно-экранированные токопроводы. Выберем токопровод в цепи генератора для генераторов ТВВ-320-2.

Токопроводы пофазно-экранированные комплектные, с компенсированным внешним электромагнитным полем серии ТЭНЕ на номинальные токи от 1600 до 24000 А предназначены для электрических соединений на электрических станциях, в цепях 3-фазного переменного тока частотой 50 Гц турбогенераторов мощностью до 1500 МВт с силовыми повышающими трансформаторами, трансформаторами собственных нужд, преобразовательными трансформаторами и трансформаторами тиристорного возбуждения генераторов, а также на подстанциях для электрического соединения силовых трансформаторов с трансформаторами собственных нужд и распределительными устройствами.

Исключается возможность междуфазных коротких замыканий от попадания на шины посторонних предметов.

Максимальный рабочий ток будем определять с учетом возможной перегрузки по формуле (7.1):

Выбираем токопровод ТЭКНЕ-20-11250-400У1Д1.

Проверку токопровода сведем в таблицу 7.1.

Таблица 7.1 – Проверка токопровода

Расчётные данные	Каталожные данные
ТЭКНЕ-20-11250-400У1Д1
Номинальное напряжение установки
Максимальный ток продолжительного режима кА
Асимметричный номинальный ток динамической стойкости (максимальное значение)
Тепловой импульс короткого замыкания (термическая стойкость)

На участке от отпайки на собственные нужды и ТСН электродинамическое и термическое действие токов КЗ будет обусловлено одновременным действием токов от генератора и от системы.

Максимальный ток продолжительного режима по формуле (7.1)

Тепловой импульс тока короткого замыкания, определяется по формулам:

(7.10)

(7.11)

(7.12)

где − время отключения, примем с;

− постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, с.

Тепловой импульс тока короткого замыкания, определяется по формулам (7.1)–(7.3):

кА 2 ·с,

кА 2 ·с,

кА 2 ·с.

Выбираем токопровод ТЭКНЕ-20-1600-375 У1.

Таблица 7.2 – Проверка токопровода

Расчётные данные	Каталожные данные
ТЭКНЕ-20-1600-375У1
Номинальное напряжение установки
Максимальный ток продолжительного режима кА
Асимметричный номинальный ток динамической стойкости (максимальное значение)
Тепловой импульс короткого замыкания (термическая стойкость)

Токоведущие части от ТСН к распределительному

Устройству собственных нужд

Определим ток номинальной нагрузки по формуле (7.1)

Выбираем токопровод ТЗК-6-1600-81 УХЛ1.

Проверку токопровода сведем в таблицу 7.3.

Таблица 7.3 – Проверка токопровода

Расчётные данные	Каталожные данные
ТЗК-6-1600-81 УХЛ1
Номинальное напряжение установки
Максимальный ток продолжительного режима кА
Асимметричный номинальный ток динамической стойкости (максимальное значение):
Тепловой импульс короткого замыкания (термическая стойкость)

В цепях линий 6 кВ вся ошиновка в шкафах КРУ выполнена прямоугольными алюминиевыми шинами.

Принимаем по [2] алюминиевые однополосные шины (100×8) мм 2 сечением 800 мм 2

Что больше наибольшего тока.

Проверка на термическую стойкость .

Минимальное сечение по условию термической стойкости:

(7.13)

где С = 91 для алюминиевых шин АД1Н по табл. 3.16 [1].

Что меньше выбранного. Следовательно, шины термически стойки.

Проверка на электродинамическую стойкость

Момент инерции поперечного сечения шины:

(7.14)

где b, h – линейные размеры шины.

Частота собственных колебаний:

(7.15)

где l – длина пролета между изоляторами.

Так как частота собственных колебаний превышает 200 Гц, то на электродинамическую стойкость шины проходят.

Момент сопротивления шины:

(7.16)

Напряжение в материале шины:

(7.17)

Выбираем шины из алюминия марки АО [1] стр.181 с .

Принимаем ячейки КРУ12-10-ХХХ-1600-XX У3. Параметры взяты из каталога продукции ОАО «БЕЛЭЛЕКТРОМОНТАЖ». Номинальное напряжение 10 кВ. ХХХ – Обозначение главных цепей КРУ. Номинальный ток сборных шин 1600 А. XX – номинальный ток отключения КЗ выключателя. Данные значения берем у выбранных ранее выключателей для данного РУ.

Токоведущие части от РТСН1 и РТСН2

Расчёт электрических нагрузок. Cиловые трансформаторы и их проверка по перегрузочной способности. Расчет токов короткого замыкания , страница 8

2.4.1 Оборудование для ОРУ 110 кВ

2.4.1.1 Выбор выключателей на вводах высшего напряжения

Выключатели выбирают по номинальным значениям напряжения и тока, роду установки и условиям работы, конструктивному выполнению, отключающей способности. Выбранные выключатели проверяют на электродинамическую и термическую устойчивость при токах короткого замыкания и на предельный ток включения.

Условия выбора и проверки выключателей 110 кВ изложены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 – Выбор и проверка выключателей вводов 110 кВ

Техническая характеристика выключателя и условное обозначение

Условие выбора и проверки

Номинальное напряжение выключателя, , кВ

Расчетный номинальный ток выключателя, , А

Наибольший длительный ток выключателя, , А

Номинальный ток отключения, , кА

Номинальный ток электродинамической устойчивости выключателя (допустимый ударный ток при КЗ), , кА

Ток термической устойчивости кА,

Пояснения к таблице 2.5.

Расчетное значение тока уставки , А определяется по формуле:

Наибольший длительный ток , А определяется по формуле:

Действительное время отключения короткого замыкания , с определяется по формуле:

где − время отключения выключателя, с;

− время срабатывания максимально-токовой защиты (МТЗ) ввода 110 кВ, с.

с

Приведенное время действия для апериодической слагающей тока короткого замыкания , с определяется по формуле:

где .

с

Приведенное время действия короткого замыкания , с определяется по формуле:

где − приведенное время действия для периодической слагающей тока короткого замыкания, с.

с

t_НТУ=3 с – время, к которому отнесен номинальный ток термической устойчивости I_НТУ (по данным завода – изготовителя).

Окончательно выбираем выключатель типа ВГТ-110-40/2500ХЛ1 (выключатель элегазовый, трехполюсный, класс напряжения 110 кВ, номинальный ток отключения 40 кА, номинальный ток 2500 А, для работы в районах с холодным климатом, 1 класс исполнения – для работы на открытом воздухе). Привод выключателя: ППрК-2000 (привод пружинный, электродвигательный – автоматически взводит выключатель после каждого включения).

2.4.1.2 Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока (ТА) выбирают по номинальному напряжению, первичному и вторичному токам, по роду установки (внутренняя, наружная), конструкции, классу точности и проверяют на термическую и электродинамическую стойкость токам короткого замыкания.

Номинальный первичный ток выбирается с учетом параметров основного оборудования, его перегрузочной способности, токов рабочего и форсированного режимов линии, в которые включены трансформаторы тока.

Особенностью выбора ТА является выбор по классу точности и проверка на допустимую нагрузку вторичной цепи:

класс точности 0,5 – для присоединения счетчиков, по которым ведутся денежные расчеты;

класс точности 1 – для технического учета;

класс точности не ниже 3 – для указывающих электроизмерительных приборов;

класс 10(Р) – для релейной защиты.

В распределительных устройствах 10 и 110 кВ в основном применяются ТА с номинальным вторичным током I_Н2=5 А.

2.4.1.2.1 Выбор трансформаторов тока на вводах

Расчетный тепловой импульс тока КЗ определяется по формуле:

где − постоянная времени, ;

— расчетное время отключения выключателя, .

В таблице 2.6 представлены условия выбора и проверки ТА.

Таблица 2.6 – Условия выбора и проверки трансформаторов тока на вводе

• АлтГТУ 419
• АлтГУ 113
• АмПГУ 296
• АГТУ 267
• БИТТУ 794
• БГТУ «Военмех» 1191
• БГМУ 172
• БГТУ 603
• БГУ 155
• БГУИР 391
• БелГУТ 4908
• БГЭУ 963
• БНТУ 1070
• БТЭУ ПК 689
• БрГУ 179
• ВНТУ 120
• ВГУЭС 426
• ВлГУ 645
• ВМедА 611
• ВолгГТУ 235
• ВНУ им. Даля 166
• ВЗФЭИ 245
• ВятГСХА 101
• ВятГГУ 139
• ВятГУ 559
• ГГДСК 171
• ГомГМК 501
• ГГМУ 1966
• ГГТУ им. Сухого 4467
• ГГУ им. Скорины 1590
• ГМА им. Макарова 299
• ДГПУ 159
• ДальГАУ 279
• ДВГГУ 134
• ДВГМУ 408
• ДВГТУ 936
• ДВГУПС 305
• ДВФУ 949
• ДонГТУ 498
• ДИТМ МНТУ 109
• ИвГМА 488
• ИГХТУ 131
• ИжГТУ 145
• КемГППК 171
• КемГУ 508
• КГМТУ 270
• КировАТ 147
• КГКСЭП 407
• КГТА им. Дегтярева 174
• КнАГТУ 2910
• КрасГАУ 345
• КрасГМУ 629
• КГПУ им. Астафьева 133
• КГТУ (СФУ) 567
• КГТЭИ (СФУ) 112
• КПК №2 177
• КубГТУ 138
• КубГУ 109
• КузГПА 182
• КузГТУ 789
• МГТУ им. Носова 369
• МГЭУ им. Сахарова 232
• МГЭК 249
• МГПУ 165
• МАИ 144
• МАДИ 151
• МГИУ 1179
• МГОУ 121
• МГСУ 331
• МГУ 273
• МГУКИ 101
• МГУПИ 225
• МГУПС (МИИТ) 637
• МГУТУ 122
• МТУСИ 179
• ХАИ 656
• ТПУ 455
• НИУ МЭИ 640
• НМСУ «Горный» 1701
• ХПИ 1534
• НТУУ «КПИ» 213
• НУК им. Макарова 543
• НВ 1001
• НГАВТ 362
• НГАУ 411
• НГАСУ 817
• НГМУ 665
• НГПУ 214
• НГТУ 4610
• НГУ 1993
• НГУЭУ 499
• НИИ 201
• ОмГТУ 302
• ОмГУПС 230
• СПбПК №4 115
• ПГУПС 2489
• ПГПУ им. Короленко 296
• ПНТУ им. Кондратюка 120
• РАНХиГС 190
• РОАТ МИИТ 608
• РТА 245
• РГГМУ 117
• РГПУ им. Герцена 123
• РГППУ 142
• РГСУ 162
• «МАТИ» — РГТУ 121
• РГУНиГ 260
• РЭУ им. Плеханова 123
• РГАТУ им. Соловьёва 219
• РязГМУ 125
• РГРТУ 666
• СамГТУ 131
• СПбГАСУ 315
• ИНЖЭКОН 328
• СПбГИПСР 136
• СПбГЛТУ им. Кирова 227
• СПбГМТУ 143
• СПбГПМУ 146
• СПбГПУ 1599
• СПбГТИ (ТУ) 293
• СПбГТУРП 236
• СПбГУ 578
• ГУАП 524
• СПбГУНиПТ 291
• СПбГУПТД 438
• СПбГУСЭ 226
• СПбГУТ 194
• СПГУТД 151
• СПбГУЭФ 145
• СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
• ПИМаш 247
• НИУ ИТМО 531
• СГТУ им. Гагарина 114
• СахГУ 278
• СЗТУ 484
• СибАГС 249
• СибГАУ 462
• СибГИУ 1654
• СибГТУ 946
• СГУПС 1473
• СибГУТИ 2083
• СибУПК 377
• СФУ 2424
• СНАУ 567
• СумГУ 768
• ТРТУ 149
• ТОГУ 551
• ТГЭУ 325
• ТГУ (Томск) 276
• ТГПУ 181
• ТулГУ 553
• УкрГАЖТ 234
• УлГТУ 536
• УИПКПРО 123
• УрГПУ 195
• УГТУ-УПИ 758
• УГНТУ 570
• УГТУ 134
• ХГАЭП 138
• ХГАФК 110
• ХНАГХ 407
• ХНУВД 512
• ХНУ им. Каразина 305
• ХНУРЭ 325
• ХНЭУ 495
• ЦПУ 157
• ЧитГУ 220
• ЮУрГУ 309

Полный список ВУЗов

• О проекте
• Реклама на сайте
• Правообладателям
• Правила
• Обратная связь

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Выбор высоковольтного выключателя

Выключатели выбирают по номинальному напряжению Uном, номинальному току Iном, конструктивному выполнению, месту установки (наружная или внутренняя), току отключения Iоткл и проверяют на электродинамическую и термическую стойкость.

Выбор высоковольтных выключателей произведен на основе сравнения каталожных данных с соответствующими расчетными данными, для чего составим таблицу.

Выбор высоковольтных выключателей.

Место установки вьключателя	Тип выключателя	Условия выбора	Расчетные данные сети	Каталожные данные выключателя
Q1-Q2	ВВЭЛ-110-20/1250У1		110 кВ 50,2 А 4,52 кА 12,46 кА	110 кВ 1250 А 20 кА 50 кА
Q3- Q4	ВБПС-10-20/1000-У3		10,5 кВ 480,36 А 8 кА 20,59 кА	10 кВ 1000 А 20 кА 50 кА
Q5	ВВУ-СЭЩ-Э- 10-20/1000		10,5 кВ 480,36 А 3,09 кА 7,95 кА	10 кВ 1000 А 20 кА 52 кА
Q6-Q9	ВВУ-СЭЩ-Э- 10-20/1000		10,5 кВ 205,28 А 1,03 кА 2,65 кА	10 кВ 1000 А 20 кА 52 кА

Рассчитаем тепловой импульс тока при КЗ:

(2.26)

где — действующее значение периодической составляющей тока КЗ;

— время от начала КЗ до его отключения.

(2.27)

где — время действия релейной защиты, для МТЗ

Примем

— полное время отключения выключателя;

— постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания.

(2.28)

где — соответственно суммарное индуктивное и активное сопротивления цепи до точки КЗ.

Для выключателей Q1-Q2 время до отключения КЗ по формуле (2.27):

t_откл = 1+0,055 = 1,055 (с)

Т. к. активное сопротивление до точек КЗ не учитываем, то зададимся:

Тогда тепловой импульс тока при КЗ для Q1-Q2 по формуле (2.26):

Интеграл Джоуля при коротком замыкании для выключателей Q1-Q2:

(2.29)

Для выключателя: I_∞=20 кА; t_п=3с, тогда интеграл Джоуля

= 20 2 ·3 = 1200 (кА 2 с)

Для выключателей Q3-Q4 время до отключения КЗ по формуле (2.27):

Т. к. активное сопротивление до точек КЗ не учитываем, то зададимся:

Тогда тепловой импульс тока при КЗ для Q3-Q4 по формуле (2.26):

Интеграл Джоуля при коротком замыкании для выключателей Q3-Q4:

= 20 2 ·3 = 1200 (кА 2 с)

Для выключателей Q5 время до отключения КЗ по формуле (2.27):

Т. к. активное сопротивление до точек КЗ не учитываем, то зададимся:

Тогда тепловой импульс тока при КЗ для Q3-Q4 по формуле (2.26):

Интеграл Джоуля при коротком замыкании для выключателей Q5:

= 20 2 ·3 = 1200 (кА 2 с)

Для выключателей Q6- Q9 аналогично выключателям Q3- Q4.

Т. к. активное сопротивление до точек КЗ не учитываем, то зададимся:

Тогда тепловой импульс тока при КЗ для Q3-Q4 по формуле (2.26):

Интеграл Джоуля при коротком замыкании для выключателей Q5:

= 20 2 ·3 = 1200 (кА 2 с)

Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбирают по номинальному току и напряжению, классу точности и допускаемой погрешности и проверяют на термическую и динамическую стойкость к токам к.з. Условия выбора и расчетные и каталожные данные сведены в таблицу 2.5.

Ток электродинамической стойкости при номинальном первичном токе выбираем по каталогу.

Номинальный класс точности – 10Р

В данной схеме электроснабжения наличие трансформаторов тока технологически необходимо:

— перед силовыми трансформаторами на стороне 110 кВ;

— после трансформаторов на стороне 10 кВ;

Место установки	Тип трансформатора тока	Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
На стороне 110 кВ	ТФМ-110-II-У1	Uc ≤ Uном Iрасч ≤ Iном iуд ≤ iдин Bк ≤ 2 t	110кВ 31,629 А 3,51 кА 9,0145 кА	110кВ 1000 А 63 кА 3969кА 2 ·с
После трансформатора на стороне 10,5 кВ	ТЛМ-10	Uc ≤ Uном Iрасч ≤ Iном iуд ≤ iдин Bк ≤ 2 t	10,5 кВ 380 А 2,88 кА 5,241 кА	10кВ 1500 А 100 кА 10000кА 2 ·с
На линии, питающей двигатели	ТОЛ-10-I-1	Uc ≤ Uном Iрасч ≤ Iном iуд ≤ iдин Bк ≤ 2 t	10,5кВ 97,752 А 0,698 кА 1,27кА	10 кВ 600А 40 кА 1600 кА 2 ·с

Трансформаторы напряжения (ТV) выбирают по номинальному первичному напряжению, классу точности, схеме соединения обмоток и конструктивному выполнению.

2)по конструкции и схеме соединения обмоток

3)По классу точности

4)По вторичной нагрузке

S₂ – суммарная мощность, потребляемая катушками приборов и реле

Трансформаторы напряжения изготовляют для работы в классах точности 0,2; 0,5; 1; 3.ТV класса 1- для подключения приборов класса 2,5 и ТV класса 3- для релейной защиты.

Параметры трансформатора занесены в таблицу (табл.1.6)

Наименование параметра	ЗНОЛП-10
Класс напряжения, кВ
Наибольшее рабочее напряжение, кВ
Номинальное напряжение на высокой стороне, кВ	10,5
Номинальное напряжение на низкой стороне, В
Номинальная мощность,

Выбор источника оперативного тока

В качестве источника оперативного тока используем аккумуляторные батареи, т.е. используем источники постоянного оперативного тока. Основным преимуществом которой является независимость от режима работы и состояния первичной сети. Поэтому постоянный оперативный ток обладает большей надежностью во время нарушения нормальной работы сети.

Релейная защита линий.

Защита ВЛ 110 кВ

В соответствии с требованиями ПУЭ объем устройств релейной защиты ЛЭП определяется уровнем номинального напряжения.

Линии 110 кВ и выше выполняются с заземленной нейтралью. Для линии 110-500 кВ должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от многофазных и от однофазных замыканий на землю.

Для защиты от многофазных замыканий устанавливают дистанционную защиту, а в качестве резервной устанавливают ТО.

Защита от ОЗЗ выполняется с использованием трансформатора тока нулевой последовательности и действует от емкостного тока на сигнал.

Модернизация оборудования распределительных сетей РЭС Февральск

Трейдинг криптовалют на полном автомате по криптосигналам. Сигналы из первых рук от мощного торгового робота и команды из реальных профессиональных трейдеров с опытом трейдинга более 7 лет. Удобная система мгновенных уведомлений о новых сигналах в Телеграмм. Сопровождение сделок и индивидуальная помощь каждому. Сигналы просты для понимания как для начинающих, так и для опытных трейдеров. Акция. Посетителям нашего сайта первый месяц абсолютно бесплатно .

1.6.2 Расчет максимальных рабочих токов

Электрические аппараты выбираем по условиям длительного режима работы сравнением рабочего напряжения и наибольшего длительного рабочего тока присоединения, где предполагается установить данный аппарат, с его номинальным напряжением и током. При выборе необходимое исполнение аппарата.

Расчет максимальных рабочих токов производится на основ

ании номинальных параметров оборудования по формулам:

– для вторичных вводов силовых трансформаторов 10 кВ, А:

, (1.22)

где Кпер – коэффициент, учитывающий перегрузки трансформаторов, принимается равным 1,5.

– для сборных шин подстанции 10 кВ, А:

, (1.23)

где Крн2 – коэффициент распределения нагрузки на шинах вторичного напряжения, равный 0,5 – при числе присоединений пять и более; 0,7 – при меньшем числе присоединений.

– для первичных вводов трансформаторов РУ‑10 кВ, А:

, (1.24)

– для сборных шин подстанции 0,4кВ кВ, А:

, (1.25)

– для вторичных вводов трансформаторов РУ – 0,4 кВ, А:

, (1.26)

Таблица 1.12 – Расчет максимальных рабочих токов

По найденным максимальным рабочим токам производим выбор силового оборудования по условию:

, (1.27)

где Iн – номинальный ток аппарата, кА;

Iрабmax – максимальный рабочий ток, кА.

1.6.3 Проверка сборных жестких шин на трансформаторных подстанциях

В закрытых РУ‑10 кВ сборные шины выполнены жесткими алюминиевыми шинами.

Сборные жесткие шины проверяются по [14]

– по длительно допускаемому току:

, (1.28)

где Iдоп. – длительно допускаемый ток для проверяемого сечения, А;

Iр.max – максимальный рабочий ток сборных шин.

– по термической стойкости

, (1.29)

где q – проверяемое сечение, мм

qmin – минимальное допустимое сечение токоведущей части по условию её термической стойкости, мм;

Вк – тепловой импульс тока короткого замыкания для характерной точки подстанции, кА;

С – коэффициент,

Тепловой импульс тока короткого замыкания по [14] находим по формуле:

(1.30)

где Iк – ток короткого замыкания на шинах подстанции, кА;

– время протекания тока короткого замыкания, с;

Та – постоянная времени цепи короткого замыкания, с.

Находим время протекания тока короткого замыкания, с.,

, (1.31)

где tз – время срабатывания основной защиты, с;

tв – полное время отключения выключателя, с.

– по электродинамической стойкости

, (1.32)

Электродинамическая стойкость шин, укрепленных на опорных изоляторах, проверяется по механическому напряжению , возникающему в них при коротком замыкании, МПа,

, (1.33)

где l – расстояние между соседними опорными изоляторами, м;

а – расстояние между осями шин соседних фаз, м;

iу – ударный ток короткого замыкания, кА;

W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, м.

Ударный ток короткого замыкания определяем по формуле

(1.34)

Момент сопротивления однополюсных прямоугольных шин при расположении плашмя определяем по формуле

, (1.35)

где в – толщина шины, м;

h – ширина шины, м;

– допустимое механическое напряжение в материале шин.

На ЦРП установлены шины размером 40х5.

Проверяем по длительно допускаемому току.

Для шин сечением 200 мм, выполненных из алюминиевого материала по [9] длительно допускаемый ток Iдоп.=513 А.

Максимальный расчетный ток сборных шин Iр.max=69,28 А

Проверяем по термической стойкости:

Сечение шин q=200 мм;

время протекания тока короткого замыкания tк=0,14 с.

Для распределительных сетей напряжением 10 кВ постоянная времени цепи короткого замыкания Та = 0,045 с.

Ток короткого замыкания Iк = 5,58 кА таблица (1.11)

Тепловой импульс тока короткого замыкания:

кА2с.

Согласно [12] для алюминиевых шин коэффициент С=88 .

Минимально допустимое сечение токоведущей части

мм2.

Условие проверки 200 мм> 21 ммвыполняется.

Проверяем по электродинамической стойкости: