Расчет токов короткого замыкания с помощью программы «Аврал»

В данной статье, я хочу Вас познакомить с программой «Аврал версии 3.0.8″, кто не знает, данная программа разработана для расчетов токов короткого замыкания в сетях до 1000 В. Существует платная и бесплатная версия. Платная стоит 15000 рублей, в принципе можно пользоваться и бесплатной версией, в случае использования бесплатной версии, Вы не сможете осуществлять расчёт токов КЗ при электроснабжении потребителей от автономного генератора и нельзя экспортировать результаты расчетов в отдельный файл. Как показала практика, можно использовать и бесплатную версию. Скачать последнюю версию программы можно перейдя по ссылке внизу.

Пример расчета

Принципиальная электрическая схема изображена на рис.1.

Рис.1. Принципиальная электрическая схема

Источником питания может быть дизельная электростанция или районная сеть, питающая потребители через понижающий трансформатор. Необходимо проверить аппараты защиты на отключение КЗ в точках К-1 и К-2 за нормативное время.

Для точки К-1 аппаратами защиты являются автоматический выключатель, установленный на выводе генератора в контейнере ДЭС, и предохранители, установленные в распределительной панели трансформаторной подстанции.

Для точки К-2 аппаратом защиты является автоматический выключатель, установленный в щите ВРУ-АВР на фидере линии МА1.

Все данные, необходимые для расчета, приведены на принципиальной схеме (см. рис.1).

Точка К-1 (Г)

Расчет аварийного режима КЗ и определение срабатывания аппарата защиты в точке К-1 при питании потребителей от дизельной электростанции (генератора). Все исходные данные и результаты расчета представлены на скриншотах программы, см. рис.2-6.

Рис.2. Ввод параметров ДЭС

Рис.3. Ввод параметров линии

Рис.4. Ввод параметров прочих элементов цепи

Рис.5. Ввод параметров аппарата защиты

Рис.6. Результаты расчета

Точка К-2 (Г)

Расчет аварийного режима КЗ и определение срабатывания аппарата защиты в точке К-2 при питании потребителей от дизельной электростанции (генератора). Все исходные данные и результаты расчета представлены на скриншотах программы, см. рис.7-10. Так как ввод параметров ДЭС аналогичен расчету точки К-1 (Г), то здесь этот скриншот не приводится.

Рис.7. Ввод параметров линии

Рис.8. Ввод параметров прочих элементов цепи

Рис.9. Ввод параметров аппарата защиты

Рис.10. Результаты расчета

Точка К-1 (Т)

Расчет аварийного режима КЗ и определение срабатывания аппарата защиты в точке К-1 при питании потребителей от централизованной сети (трансформатора). Все исходные данные и результаты расчета представлены на скриншотах программы, см. рис.10-15.

Рис.11. Ввод параметров трансформатора

Рис.12. Ввод параметров линии

Рис.13. Ввод параметров прочих элементов цепи

Рис.14. Ввод параметров аппарата защиты

Рис.15. Результаты расчета

Точка К-2 (Т)

Расчет аварийного режима КЗ и определение срабатывания аппарата защиты в точке К-2 при питании потребителей от централизованной сети (трансформатора). Все исходные данные и результаты расчета представлены на скриншотах программы, см. рис.16-19. Так как ввод параметров трансформатора аналогичен расчету точки К-1 (Т), то здесь этот скриншот не приводится.

Рис.16. Ввод параметров линии

Рис.17. Ввод параметров прочих элементов цепи

Рис.18. Ввод параметров аппарата защиты

Рис.19. Результаты расчета

Результаты расчетов

Согласно результатам расчетов, аппараты защиты срабатывают за нормативное время при возникновении режима КЗ в точках К-1 и К-2. При этом, проверено срабатывание аппаратов защиты в аварийном режиме при питании потребителей как от дизельной электростанции, так и от централизованной сети.

Обозначение величин

В отчете, базе данных и результатах расчета программы используются условные обозначения физических величин. Ниже приведен полный список их обозначений.

Трансформатор

• Uвн.ном., кВ – номинальное напряжение обмотки высокого напряжения;
• Uнн.ном, В – номинальное напряжение обмотки низкого напряжения;
• Sном, кВ*А – номинальная полная мощность;
• Uнн, В – напряжение рабочего режима обмотки НН;
• Iк.вн., кА – ток короткого замыкания на выводах обмотки ВН;
• Sк, МВ*А – мощность короткого замыкания на выводах обмотки ВН;
• Xс, мОм – эквивалентное индуктивное сопротивление системы;
• R1, мОм – активное сопротивление прямой последовательности;
• R0, мОм – активное сопротивление нулевой последовательности;
• X1, мОм – индуктивное сопротивление прямой последовательности;
• X0 – индуктивное сопротивление нулевой последовательности.

Генератор

• Sном., кВ*А – номинальная полная мощность;
• Uном., В – номинальное напряжение;
• f, Гц – номинальная частота;
• U(0), В – напряжение генератора в момент времени, предшествующий КЗ;
• Рр, кВт – расчетная активная мощность нагрузки потребителей;
• Qр, квар – расчетная реактивная мощность нагрузки потребителей;
• Sр, кВ*А – расчетная полная мощность нагрузки потребителей;
• Iр, А – расчетный ток нагрузки потребителей;
• cosф, о.е. – коэффициент активной мощности нагрузки потребителей;
• tgф, о.е. – коэффициент реактивной мощности нагрузки потребителей;
• ф, град. – угол между активной и полной мощностью нагрузки потребителей;
• Xd”, о.е. – сверхпереходное индуктивное сопротивление по продольной оси;
• Xd’, о.е. – переходное индуктивное сопротивление по продольной оси;
• Xd, о.е. – синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси;
• Xq”, о.е. – сверхпереходное индуктивное сопротивление по поперечной оси;
• Xq, о.е. – синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси;
• X2, о.е. – индуктивное сопротивление обратной последовательности;
• X0, о.е. – индуктивное сопротивление нулевой последовательности;
• R, Ом – активное сопротивление обмотки якоря;
• Td”, с – сверхпереходная постоянная времени по продольной оси при замкнутой накоротко обмотке якоря;
• Td’, с – переходная постоянная времени по продольной оси при замкнутой накоротко обмотке якоря;
• Tа, с – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока якоря при трехфазном КЗ на выводах машины;
• Кс или ОКЗ – отношение короткого замыкания.

Линия

• Nпар., шт. – количество параллельно подключенных проводников;
• Fфазы, кв.мм. – сечение фазного проводника;
• Fнуля, кв.мм. – сечение нулевого проводника;
• t нач,°C – начальная температура проводника;
• t пр., °C – расчетная температура проводника;
• R1пог., мОм/м – погонное активное сопротивление прямой последовательности;
• R0пог., мОм/м – погонное активное сопротивление нулевой последовательности;
• X1пог., мОм/м – погонное индуктивное сопротивление прямой последовательности;
• X0пог., мОм/м – погонное индуктивное сопротивление нулевой последовательности;
• R1, мОм/м – активное сопротивление прямой последовательности линии;
• R0, мОм/м – активное сопротивление нулевой последовательности линии;
• X1, мОм/м – индуктивное сопротивление прямой последовательности линии;
• X0, мОм/м – индуктивное сопротивление нулевой последовательности линии;
• Dср.геом., м – среднегеометрическое расстояние между проводами фаз (только для воздушных линий).

Начальная температура проводника

• Iнорм.расч., А – значение рабочего тока линии в нормальном режиме. В случае нескольких параллельного соединенных проводников указывается расчетный ток всей линии, а не отдельного проводника;
• t oкр.норм., °C – значение нормированной температуры окружающей среды. Как правило, при прокладке линии в земле указывается значение 15 °C, в воздухе — 25 °C;
• t окр, °C – значение температуры окружающей среды;
• Iдоп.прод., А – справочное значение длительно допустимого тока (допустимого тока продолжительного режима) проводника. В случае нескольких параллельного соединенных проводников указывается ток отдельного проводника, а не всей линии;
• t доп.прод., °C – справочное значение допустимой температуры проводника продолжительного (нормального) режима.
• t нач, °C – расчетное значение начальной температуры проводника.

Прочие элементы цепи

• Rпр, мОм – суммарное активное сопротивление прочих элементов цепи;
• Xпр, мОм – суммарное индуктивное сопротивление прочих элементов цепи;
• Rк.с., мОм – активное сопротивление контактов и контактных соединений;
• Rд, мОм – активное сопротивление электрической дуги;
• Rр, мОм – активное сопротивление реактора;
• Xр, мОм – индуктивное сопротивление реактора;
• Rав, мОм – активное сопротивление катушки автоматических выключателей;
• Xав, мОм – индуктивное сопротивление катушки автоматических выключателей;
• Rтт, мОм – активное сопротивление трансформаторов тока;
• Xтт, мОм – индуктивное сопротивление трансформаторов тока.

Аппарат защиты

• Iном, А – номинальный ток;
• Iрасц., А – номинальный ток срабатывания расцепителя (только для автоматического выключателя) по паспорту;
• Tср.,с – время срабатывания;
• Кз – коэффициент запаса;
• Iср., А – ток срабатывания с учетом коэффициента запаса.

Результаты расчета

• Iп(0), А – начальное (момент времени Т=0 после возникновения КЗ) действующее значение периодической составляющей тока КЗ.
• Iп(Tср), А – действующее значение периодической составляющей тока КЗ через отрезок времени Tср (см. ниже) после возникновения КЗ;
• iа(0), А – наибольшее начальное значение апериодической составляющей тока КЗ.
• ia(Tср), А – значение апериодической составляющей тока КЗ через отрезок времени Tср после возникновения КЗ.
• iу, А – ударный ток.
• Iтер.эк., А – действующее значение термически эквивалентного тока (см. ГОСТ 30323-95, п.п. 3.1.1).
• Tср., с – время срабатывания аппарата защиты. Значение копируется в таблицу из соответствующего поля группы Аппарат защиты.
• Iср., А – ток срабатывания аппарата защиты. Значение копируется в таблицу из соответствующего поля группы Аппарат защиты.

Смотреть еще: Расчет падения напряжения с помощью программы Аврал.Дельта