3.1 Расчет токов короткого замыкания и проверка аппаратов защиты на динамическую устойчивость.

Целью расчета является определение ударных токов К.З. и проверка аппаратов защиты на динамическую устойчивость. Расчет выполняется в относительных единицах методом расчетных кривых.

Исходными данными для расчета является расчетная схема.

Определяем базовые величины.

Базисную мощность выбираем равной сумме мощностей генератора.

(27)

= и равно =400/0,8=500 кВ*А

За базисную мощность принимаем равную сумме мощностей генераторов. Базисное напряжение принимаем равным номинальному напряжению генераторов на шинах ГРЩ.

Базисный ток рассчитываем по формуле.

(28)

Составляем схему замещения для определения токов к.з. при коротком замыкании в точке К1.

Рисунок 1 – Схема замещения при к.з. в точке К1.

Преобразовываем схему замещения в простейшую эквивалентную схему. Процесс преобразования представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 – преобразованная схема замещения пи к.з..

Определяем относительные значения сопротивлений обмоток статора генераторов G1 и G2. Приведеные к базисным единицам.

Активное сопротивление генератора в относительных единицах.

(29)

Где - это активное сопротивление обмоток статора генераторов в Ом.

По справочным данным

=0,005 Ом

Реактивное сопротивление обмоток статоров генераторов G1 и G2 в относительных единицах.

(30)

где - реактивная (сверхпереходное) сопротивление обмоток статора, генераторов G1 и G2, определяется по справочным данным в относительных единицах.

Определяем относительные значения сопротивлений в участках линии электропередачи от генератора до ГРЩ.

Считаем, что сопротивление этих участков складываются из сопротивлений кабельных линий, кабельных автоматов и контактных соединений.

Определяем сопротивления генераторного кабеля.

4(3х120)

Согласно справочным данным активное сопротивление 1 м кабеля составляет 0,18*10^-3 и реактивное 0,073*10^-3.

Активное Ом

Реактивное Ом

Активное сопротивление выключателей, контактных соединений и шин, принимаем равным 0,0002 Ом и реактивное 0,0001 Ом.

Следовательно результирующее сопротивление:

Активное Ом

Реактивное Ом

Результирующее активное и индуктивное сопротивление кабеля, выключателей, контактов и шин в относительных единицах.

(31)

(32)

Общее сопротивление генераторных ветвей.

(33)

(34)

Для эквивалентного сопротивления двух генераторных ветвей воспользуемся комплексной формулой их выражения.

(35)

(36)

(37)

Полученные сопротивления r₄, x₄, z₄ являются результирующими при коротком замыкании в точке К1.

По расчетным кривым (л.1) для z₄=0,1328 о.е. определяем периодические составляющие тока КЗ для различного времени.

I₀=7,6 о.е.

I_0,01=6,5 о.е.

I_0,25=3,8 о.е.

I_x=3,8о.е.

Отношению x₄/r₄=0,1315/0,01894=6,94 соответствует ударный коэффициент 1,65(л.1).

K_уд.=1,65

Определяем значение ударного тока генератора, А.

(38)

При коротком замыкании в точке К1 напряжение на шинах ГРЩ ΔU=0.

Действующее значение ударного тока двигателя.

(39)

Где - противо-ЭДС обмотки статора двигателя, в расчетах принимается 0,9.

-сопротивление обмотки статора двигателя.

Принимая значение мощности эквивалентного двигателя равной 75 % номинальной мощности генераторов, определяем значение .

Ударное значение тока подпитки двигателя, А.

(40)

Общий ударный ток в точке короткого замыкания в точке К1, А.

(41)

Генераторные и секционные автоматы типа ВА удовлетворяют требованию по динамической стойкости, так как их допустимый ударный токз начительно превышает полученное значение (110000А>30292А). На основании полученного значения ударного тока КЗ можно сделать предварительные выводы о том, насколько все фидерные автоматические выключатели, установленные на ГРЩ, удовлетворяют требованиям по динамической стойкости. В частности, следует ожидать, что выключатель В4 не отвечает этому требованию по динамической стойкости, так как допустимый им ударный ток КЗ, равный 9000 А, значительно менше полученного – 30292 А. Выключатель В3 также не отвечает этому требованию, так как допустимый им ударный ток КЗ, равный 15000 А, значительно меньше полученного - 30292 А. По полученному току КЗ в точке К1 можно проверить на динамическую стойкость шины ГРЩ.