Расчет токов короткого замыкания

Челябинская обл., г.Снежинск, ул. Широкая 76.

Расчет токов короткого замыкания и выбор уставок релейных защит

ГИП А.А. Москвин

Г. Челябинск 2011

Введение

Проект " Технического перевооружения системы электроснабжения ООО " ТД Вишневогорский ГОК". Энергоцентр" выполнен на основании договора №01/07-2011/РП от 04.07.2011, технического задания выданного заказчикам ООО " ТД Вишневогорский ГОК" и технического условия № 25/12-ЭС выданного ОАО " Трансэнерго".

Энергоцентр, принадлежащий ООО " ТД Вишневогорский ГОК", предназначен для выработки электроэнергии.

Проектом предусматривается решение по установке двух когенераторных установок (КГУ) G3616LE фирмы Сaterpillar электрической мощностью 1287 кВА (1030 кВт) на напряжение 10, 5 кВ.

В данной работе был проведен расчет токов короткого замыкания при подключении Энергоцентра с 2 (двумя) генераторами к существующей сети, для проверки основного оборудования по ТКЗ в сети 10 кВ в более утяжеленном режиме.

Так же произведен расчет уставок релейной защиты для 1 – ой очереди (Сaterpillar G3616LE в количестве 2(двух) агрегатов).

Расчет токов короткого замыкания

В данном разделе представлен расчет токов короткого замыкания (ТКЗ) на шинах РУ-10 кВ ЗКС, РУ-10 кВ Энергоцентра, РУ-10 кВ ГПП-6 Курчатовская 110/10 кВ для проверки основного оборудования по токам КЗ и расчета уставок релейной защиты (РЗ).

На рисунке 1 представлена расчетная схема сети.

Таблица 1 - Исходные данные:

Рис.1 - Расчетная схема сети.

Схема замещения сети представлена на рис.2. Сопротивления на схеме замещении представлены в мОм

Рис.1 – Схема замещения сети

Параметры схемы замещения:

1. Энергосистема 10 кВ

Принимается ЭДС энергосистемы:

Ес = 10, 5 кВ.

Мощность КЗ системы:

Sк = 3 Uн Iкзmax(К1) = 3 10, 5 7, 815 = 142, 13 МВА.

Сопротивление системы:

2. Генераторы Мини-ТЭЦ Г1-Г4

Коэффициент трансформации, согласно [2]:

Кт = 26, 25

Максимальная ЭДС генератора (ЭДС генератора с перевозбуждением) приведенное к 0, 4 кВ, согласно [2]:

Максимальная ЭДС генератора (ЭДС генератора с перевозбуждением) приведенное к 10, 5 кВ, согласно [2]:

Сопротивление узла от Мини-ТЭЦ до точки К3 РУ-10 кВ ЗКС, согласно [2]:

3. Генераторы Энергоцентра Г5-Г6

Индуктивное сопротивление генераторов Г5-Г6:

Хг = Х" d = 14, 9565 Ом = 14956, 5 мОм

Активное сопротивление генераторов Г5-Г6:

Максимальная ЭДС генератора (ЭДС генератора с перевозбуждением):

где:

4. Кабельные линии КЛ1, КЛ5

Активное сопротивление КЛ1, КЛ5:

Rкл1 = Rкл1.у∙ L1/Nкл1 = 0, 32∙ 2200/2 = 352 мОм;

Rкл5 = Rкл5.у∙ L5/Nкл5 = 0, 32∙ 35/2 = 5, 6 мОм.

Индуктивное сопротивление КЛ1, КЛ5:

Хкл1 = Хкл1.у∙ L1/Nкл1= 0, 057∙ 2200/2 = 62, 7 мОм;

Хкл5 = Хкл5.у∙ L5/Nкл5 = 0, 057∙ 35/2 = 0, 71 мОм.

5. Кабельные линии КЛ2, КЛ3,

Активное сопротивление КЛ2, КЛ3:

Rкл2 = Rкл3 = Rкл2.у∙ L2/Nкл2 = 0, 43∙ 20/1 = 8, 6 мОм.

Индуктивное сопротивление КЛ2, КЛ3:

Хкл2 = Хкл3= Хкл2.у∙ L2/Nкл2 = 0, 078∙ 20/1 = 1, 56 мОм

Расчет тока трехфазного КЗ от системы:

где: и - суммарное активное и индуктивное сопротивление до i-ой точки.

Для точки К2:

где: коэффициент ударный Куд=1, 3 определяется в соответствие [4] рис. 6.1 по отношению или .

Далее посчитаем ток трехфазного КЗ для всех точек и сведем в таблицу 1.

Таблица 1 – Составляющая токов трехфазного КЗ от системы.

Точка	Uн, кВ	, мОм	, мОм	, мОм		Куд	Iкзmax, кА	ia0, кА	iу, кА
К1	10, 5	-	775, 7	775, 7	-	1, 8	7, 815	11, 05	19, 89
К2	10, 5		838, 4	909, 3	0, 42	1, 3	6, 666	9, 43	12, 26
К3	10, 5	357, 6	839, 1	912, 1	0, 42	1, 3	6, 462	9, 399	12, 218

Расчет тока трехфазного КЗ от одного генератора Энергоцентра Г5:

Для точки К2:

Далее посчитаем ток трехфазного КЗ для всех точек и сведем в таблицу 2.

Таблица 2 – Составляющая токов трехфазного КЗ от одного генератора Энергоцентра Г5.

Точка	Uн, кВ	, мОм	, мОм	, мОм		Куд	Iкзmax, кА	ia0, кА	iу, кА
К1	10, 5	428, 91	15020, 8	15026, 9	0, 028	1, 95	0, 403	0, 571	1, 113
К2	10, 5	76, 91	14958, 1	14958, 3	0, 005	2, 0	0, 405	0, 573	1, 146
К3	10, 5	357, 6	839, 1	912, 1	0, 006	2, 0	0, 405	0, 573	1, 146

Далее определим суммарный ток трехфазного КЗ для всех точек от двух генераторов Энергоцентра Г5и Г6 и сведем в таблицу 3.

Таблица 3 – Составляющая токов трехфазного КЗ от двух генераторов Энергоцентра Г5-Г6.

Расчет тока трехфазного КЗ от четырех генераторов Мини-ТЭЦ Г1-Г4:

Для точки К3:

Далее посчитаем ток трехфазного КЗ для всех точек и сведем в таблицу 4.

Таблица 4 – Составляющая токов трехфазного КЗ от четырёх генераторов Мини-ТЭЦ Г1-Г4.

Точка	Uн, кВ	, мОм	, мОм	, мОм		Куд	Iкзmax, кА	ia0, кА	iу, кА
К1	10, 5	16636, 6	18190, 41	15026, 9	0, 91	1, 05	0, 886	1, 253	1, 315
К2	10, 5	16284, 6	18127, 71		0, 9	1, 06	1, 106	1, 563	1, 658
К3	10, 5				0, 89	1, 07	1, 108	1, 564	1, 672

Результаты расчета ТКЗ сведем в таблицу 5.

Таблица 5 – Суммарный ток трехфазного КЗ.