отчет - Томский политехнический университет

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Электрическая часть станций и подстанций
ОТЧЕТ
по лабораторной работе № 2
Расчёт токов КЗ в программе GTCURR
Выполнил
студент гр.
Содержание
цель работы;
схема станции и исходные данные;
определение расчётного времени отключения;
расчёт тока КЗ на шинах расчётного присоединения при заданном
времени;
- выбор расчётных токов для выбора оборудования;
- Выбор электрических аппаратов
- выводы.
-
1. Цель работы:
2. Схема станции и исходные данные
Мощность
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Шт.
МВт
кВ
МВА
кВ
%
Шт.
кВ
Шт.
МВт
-
-
кВ
Шт.
МВт
Число и
мощность
линий
Напряжение
Число и
мощность
линий
Коэффициент системы
Коэффициент мощности
U2
Число и
мощность
линий связи
U1
N задания
Генераторы
Напряжение
Реактивное
сопротивление
Количество
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Нагрузки потребителей
Энергосистема
Присоединение на U1
Присоедине
3. Расчётное время КЗ
Для выключателей типа МГГ собственное время отключения выключателей
равно с,в  0,12 с .
Расчётное время соответствует времени размыкания цепи КЗ дугогасительными контактами:
   з,min  с,в  0,01  0,12  0,13 с.
4. КЗ на шинах СН в программе GTCURR
(Расчет для данных из файла work.tkz
)
4.1 Сводная таблица результатов расчетов токов трехфазного КЗ
I п0 – начальное действующее значение периодической составляющей тока
КЗ (при t=0)
I п   I п0 – значение действующего значения периодической составляющей тока КЗ (при t = τ),
  0,01   с,в – момент времени, соответствующий прохождению дугогасительных контактов выключателя (коммутационного аппарата)
 – электрическая удалённость точки КЗ от синхронной машины определяI п0
ется по кривым из отношения
, по рис. 3.8 [1, стр.113] если это отношение
I ном ист
 < 2 то это удалённое от источника КЗ и принимается  = 1.
для точки К1 на шинах СН
I ном ист 
S
 SG1  SG 2
 cист
;
3 U б _ КЗ
3 U б _ КЗ
Sном ист
Uб _ КЗ – средненоминальное напряжение точки КЗ (230 кВ)
ia  – апериодическая составляющая тока КЗ в момент времени t = τ
ia  2 I П е/Ta
i уд  2 k уд I п0 – ударный ток.
Таблица 4
Точка
U ср , кВ
КЗ
К1
К2
230
15,75
Токи трехфазного КЗ, кА
Источник
I П ,О
I П ,
ia
i уд
2 I П ,  ia
Система+G1+G2
4,653
4,28
3,92
12,99
2  4, 28  3,98  10, 033
G3
9,562
8,415
8,11
26,62
2  8, 415  8,11  20, 01
Расчетные значения
для выбора электрооборудования
14,215
12,695 12,02
39,52
Г1
47,535
35,65
31,26 127,73
30,043
2  35, 65  31, 26  81, 68
Пример заполнения таблицы для генератора 1:
Ток КЗ от генератора Г3
I П 0( Г 1)  47,535кА;
I П 0( Г 1)
I ном
 47,535
8, 625
 5,51
4
Расчетное время для выключателей типа МГГ равно  с ,в  0,12с.
   з ,min   с ,в  0, 01  0,12  0,13с.
По данному отношению и времени t    0,13c определим с помощью кривых
 I n ,t ,  
  0,75.
I
П
0(
Г
1)


[1, рис. 3.26] отношение   f 
Таким образом, периодическая составляющая тока от генератора Г1 к моменту
времени t    0,13c
I n ,t ,  0, 75  I П 0( Г 1)  0, 75  47,535  35, 65 кA.
Апериодическая составляющая тока КЗ от генератора Г1 к моменту времени
t    0,13c определяется
ia ,  2 I n ,t , еt /Ta ,
где е  t /Ta определяется по кривым [1,рис. 3.25] и при Т а  0,31с [1,табл. 3.7].
ia ,  2 I П , ,е t /Ta  2  35,65  0,62  31, 26кА.
5
5. Выбор электрических аппаратов
Выбор выключателей
Выключатели выбираются:
1. По напряжению установки ..
2. По длительному току I норм  I ном ; I max  I ном ;
3. По отключающей способности.
В первую очередь производится проверка на симметричный ток отключения
по условию I п,  Iотк,ном .
Затем проверяется возможность отключения апериодической составляющей
тока КЗ ia,  ia ,ном  2норм I отк,ном / 100,
где ia,ном – номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в
отключаемом токе для времени τ; апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов τ; τ – наименьшее время от начала КЗ до момента
расхождения дугогасительных контактов:
   з,min  с,в ;
здесь  з,min  0,01с – минимальное время действия релейной защиты;
с ,в – собственное время отключения выключателя.
норм – допустимое содержание апериодической составляющей тока в токе от-
ключения в %, которое определяется по кривой:
6
норм , %
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
0.1
   з,min  с,в , c
По выключающей способности проверка производится по условию
i у  iвкл ;
где i у - ударный ток в цепи выключателя;
iвкл - наибольший ток включения (по каталогу).
iвкл  1,8 2 I вкл , где k у  1,8 - ударный коэффициент, нормированный для выключателей.
I п,0  I вкл ,
I п,0 – начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключа-
теля;
I вкл – номинальный ток включения (действующее значение периодической со-
ставляющей) по каталогу.
На электродинамическую стойкость выключатель проверяется по предельным сквозным токам КЗ:
I п,0  I дин ;
i у  iдин ,
где iдин – наибольший пик (ток электродинамической стойкости) по каталогу;
I дин – действующее значение периодической составляющей тока КЗ.
7
На термическую стойкость выключатель проверяется по тепловому импульсу тока КЗ:
2
ВК  I тер
tтер ,
где ВК =I2по∙(tотк+Та) – тепловой импульс тока КЗ по расчету;
I тер – среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термиче-
ской стойкости) по каталогу;
tтер – длительность протекания тока термической стойкости по каталогу, с.
Выключатели и разъединители на выводах генераторов Г1, Г2
Значения периодической и апериодической составляющих тока короткого замыкания берем из табл. 4.
Табл. 8 – Выключатели и разъединители на выводах генераторов Г1, Г2
Расчетные данные
Uном=15,75 кВ
Imax=9,08 кА
IПτ=35,65 кА
iaτ=31,26 кА
2  I П  ia  2  35, 65  31, 26 
 81, 67кА
IП0=47,535 кА
iУ=133,1кА
Bk=
I2по∙(tотк+Та)=47,5352∙(0,2+0,4)=1355,75кА2с
Каталожные данные
Выключатель МГУ-20Разъединитель
90/6300У3
РВРЗ-2-20/6300 У3
Uном=20 кВ
Uном=20 кВ
Iном=6300А
Iном=6300А
Iотк ном=90 кА
2  I отк ,ном  (1   н 100) 
 2  63(1  20 /100) 
 106,9кА
Iдин=105 кА
iдин=300 кА
2
I терм  tтерм  902  4 
 32400кА2  с
iдин=260 кА
2
I терм
 tтерм  1002  4 
 4000кА2  с
Табл. 9 – Выключатели и разъединители на выводах генераторов Г3- Г8
Расчетные данные
Uном=15,75 кВ
Imax=9,08 кА
IПτ=36,7 кА
iaτ=32,18 кА
Каталожные данные
Выключатель МГУ-20Разъединитель
90/6300У3
РВРЗ-2-20/6300 У3
Uном=20 кВ
Uном=20 кВ
Iном=6300А
Iном=6300А
Iотк ном=90 кА
-
8
2  I П  ia  2  36, 7  32,18 
 84, 08кА
IП0=47,667 кА
iУ=181,13кА
Bk=
I2по∙(tотк+Та)=47,6672∙(0,2+0,4)=1363,28кА2с
2  I отк ,ном  (1   н 100) 
-
 2  63(1  20 /100) 
 106,9кА
Iдин=105 кА
iдин=300 кА
2
I терм  tтерм  902  4 
 32400кА2  с
iдин=260 кА
2
I терм
 tтерм  1002  4 
 4000кА2  с
Выбранные выключатели и разъединители удовлетворяют условиям проверки.
Структура условного обозначения типа выключателя:
Выключатель МГУ-20-90/6300У3
М- маломасляный
Г- генераторный
20- номинальное напряжение, кВ
6300-номинальный ток, А
90- номинальный ток отключения, кА
У- для работы в районах с умеренным климатом
3- для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией
Структура условного обозначения типа разъединителя:
РВРЗ-2-20/6300 У3
Р - разъединитель;
В - внутренней установки;
Р - рубящий;
20 - номинальное напряжение, кВ;
6300-номинальный ток, кА;
У - для работы в районах с умеренным климатом;
8. ВЫВОДЫ
9
Дата
Список используемой литературы:
1. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 1987. -648с.: ил.
2. Крючков И.П., Кувшинский Н. Н., Неклепаев Б.Н. Электрическая часть
станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного
проектирования. – 3-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.
10