В данном примере требуется определить ток в месте к.з с учетом подпитки от синхронных электродвигателей для схемы электроснабжения 6 кВ представленной ниже.
Обращаю ваше внимание, что ток к.з. в данном примере рассчитывается, когда РПН силового трансформатора ТДН, находиться в среднем положении, крайние положения РПН: «минусовой» и «плюсовой» — не рассматриваются.
![Схема электроснабжения 6 кВ](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/skhema-elektrosnabzheniya-04092020.png)
Исходные данные:
1. Iкз. = 10 кА –ток к.з. на шинах 110 кВ;
2. Характеристики трансформатора ТДН-16000/110-У1:
- Sном.тр. = 16 МВА – номинальная мощность трансформатора;
- Uном.вн =115 кВ — номинальное напряжение стороны ВН;
- Uном.нн = 6,3 кВ — номинальное напряжение стороны НН;
- Uк.вн-нн=10,5 % — напряжение короткого замыкания трансформатора, соответствующее среднему положению РПН, принимается по таблице 6 ГОСТ 12965-85;
![Таблица 6 - Технические характеристики трансформаторов согласно ГОСТ 12965-85](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/tablisa6-04092020.png)
3. Характеристики синхронных двигателей серии СТД представлены в таблице 3.10.14 [Л3, с.565]:
![Таблица 3.10.14 - Характеристики синхронных двигателей серии СТД](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/tablisa3.10.14-04092020.png)
В таблице 3.10.14 кратность пускового тока обозначено как Iп/Iном., в технической литературе обозначено как kп. В дальнейшем, чтобы не запутаться, кратность пускового тока будет приводиться как в формулах технической литературы, а именно – kп.
- kп = 5,58 – кратность пускового тока для двигателя СТД-800-23УХЛ4;
- kп = 6,7 – кратность пускового тока для двигателя СТД-1000-23УХЛ4;
- Sном = 935 кВА = 0,935 МВА– для двигателя СТД-800-23УХЛ4;
- Sном = 1160 кВА = 1,160 МВА– для двигателя СТД-1000-23УХЛ4;
Если же в паспорте не указано Sном, можно рассчитать по формуле: Sном = Pном/cosφ.
Решение
Составляем расчетную схему и схему замещения (см.рис.1 а, б), учитывая из всех присоединений 6,3 кВ, только синхронные двигатели, непосредственно связанные с местом к.з. (точка К1). Связано это с тем, что электродвигатели напряжением выше 1000 В являются дополнительным генерирующим источником при условии, если они связаны с местом к.з. непосредственно, кабельными линиями, токопроводами или через линейные реакторы [Л1, с.19].
![Рис.1 - Расчетная схема и схема замещения](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/Ris1-04092020.png)
Определяем сопротивления элементов схемы замещения.
1. Определяем сопротивление для энергосистемы на напряжение 115 кВ, по выражению 54 [Л1, с.43]:
![Определяем сопротивление для энергосистемы на напряжение 115 кВ](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/formula1-04092020.png)
2. Определяем сопротивление двухобмоточного трансформатора в среднем положении РПН по выражению 25 [Л2, с.27]:
![Определяем сопротивление двухобмоточного трансформатора в среднем положении РПН](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/formula2-04092020.png)
где:
- Uк = 10,5% — напряжение короткого замыкания трансформатора, %;
- Uном = 115 кВ – номинальное напряжение трансформатора в среднем положении РПН, кВ;
- Sном = 16000 кВА – номинальная мощность трансформатора, кВА;
3. Определяем сверхпереходное сопротивление для электродвигателя серии СТД-800 в относительных единицах (о.е) по выражению 13 [Л4, с.15]:
![Определяем сверхпереходное сопротивление для электродвигателя серии СТД-800](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/formula3-04092020.png)
4. Определяем сверхпереходное сопротивление для электродвигателя серии СТД-1000 в относительных единицах (о.е) по выражению 13 [Л4, с.15]:
![Определяем сверхпереходное сопротивление для электродвигателя серии СТД-1000](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/formula4-04092020.png)
5. Переведем значение сверхпереходного сопротивления электродвигателей из относительных единиц в Ом, по выражению 8 [Л4, с.11]:
![Переведем значение сверхпереходного сопротивления электродвигателей из относительных единиц в Ом](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/formula5-04092020.png)
Подробно расчет сопротивлений синхронных электродвигателей выше 1000 В рассмотрен в статье: «Расчет сопротивлений электродвигателей выше 1000 В» .
6. Определяем суммарное сопротивление электродвигателей для II секции. Как видно из схемы замещения (см. рис.1б) сопротивления xдв1 и xдв2 соединены параллельно. Для 2-х параллельных ветвей сложение ветвей выполняется по выражению 23 [Л4, с. 23]:
![Определяем суммарное сопротивление электродвигателей](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/formula6-04092020.png)
Основные формулы преобразования схем представлены в таблице 3.1 РД 153-34.0-20.527-98.
![Таблица 3.1 - Основные формулы преобразования схем согласно РД 153-34.0-20.527-98](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/tablisa3.1-04092020.png)
7. Если кратность пускового тока электродвигателя вам неизвестна, тогда сверхпереходное сопротивление Х”d* определяется по таблице 5.2 [Л4, с.14 — 15].
![Таблица 5.2 - Значения сверхпереходного сопротивления двигателей](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/tablisa5.2-04092020.png)
Для сравнения результатов расчетов, определим сопротивление электродвигателей на II секции, приняв что Х”d* = 0,2 о.е:
![Определяем сопротивление электродвигателей](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/formula7-04092020.png)
где: Sном.Σ = 2*0,935 + 2*1,160 = 4,19 МВА– суммарная мощность электродвигателей на секции, МВА;
Как мы видим результаты расчетов отличаются, но я бы не сказал, что уж так сильно.
8. Определяем суммарное сопротивление системы до точки к.з:
![Определяем суммарное сопротивление системы до точки к.з](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/formula8-04092020.png)
9. Определяем ток трехфазного короткого замыкания по выражению 52 [Л1, с.42]:
![Определяем ток трехфазного короткого замыкания по выражению 52](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/formula9-04092020.png)
10. Значение тока кз приведем к действующему напряжению 6,3 кВ, согласно [Л2, с.14]:
![Значение тока кз приведем к действующему напряжению 6,3 кВ](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/formula10-04092020.png)
11. Определяем сверхпереходное ЭДС выраженное в кВ по выражению 11 [Л4, с. 14]:
![Определяем сверхпереходное ЭДС выраженное в кВ](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/formula11-04092020.png)
где: E”d* = 1,1 (о.е) — сверхпереходное ЭДС в отн. ед.ном, принимается по таблице 5.2 [Л4, с.14].
12. Определяем ток к.з. от электродвигателей по выражению 50 [Л1, с.42]. В формуле 50 сверхпереходное ЭДС обозначается как E”, в практических расчетах индекс d опускается. Поэтому во избежание путаницы из-за разного обозначения эл. величин в различной технической литературе, принимаем что E”d обозначается E”.
![Определяем ток к.з. от электродвигателей](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/formula12-04092020.png)
13. Определяем суммарный ток к.з. на секции:
![Определяем суммарный ток к.з. на секции](https://raschet.info/wp-content/uploads/2020/09/formula13-04092020.png)
Литература:
- Беляев А.В. Как рассчитать ток короткого замыкания. Учебное пособие. 1983 г.
- Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4-35 кВ, Голубев М.Л. 1980 г.
- Справочная книга электрика. В.И. Григорьева. 2004 г.
- Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты. Учебное пособие. Часть первая. И.Л.Небрат 1996 г.
Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных.
Политика конфиденциальности.