Реконструкция СЭС обогатительной фабрики (стр. 5 из 16)
Rэк - результирующее эквивалентное сопротивление схемы замещения при исключении из нее всех индуктивных сопротивлений, Ом.
При расчете ударного тока КЗ с целью проверки проводников и электрических аппаратов по условиям КЗ допустимо считать, что амплитуда периодической составляющей тока КЗ в момент наступления ударного тока равна амплитуде этой составляющей в начальный момент КЗ.
Ударный ток определяется по формуле:
, (46)где Куд – ударный коэффициент.
Т.к. отношение Xэк/Rэк > 5, ударный коэффициент допустимо определять по формуле /6, с.48, п.5.4.4./:
(47)При определении ударного тока со стороны асинхронных двигателей необходимо учесть изменение периодической составляющей со временем. В приближенных расчетах для определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ от асинхронных электродвигателей в произвольный момент времени при радиальной схеме следует применять метод типовых кривых /6, с.50, п.5.5.3./.
Электрическая удаленность точки КЗ от асинхронной машины характеризуется отношением действующего значения периодической составляющей тока электродвигателя в начальный момент КЗ к его номинальному току:
, (48)где Iад.ном – номинальный ток асинхронного электродвигателя, кА.
Используя типовые кривые для асинхронного электродвигателя, периодическая составляющая в произвольный момент времени определяется по формуле:
, (49)где γt.ад – параметр, определяемый по типовой кривой по /6, с.55, рис. 5.9/.
Рис. 4. Схема замещения для расчета токов КЗ в точке К2
Рис. 5. Схема замещения после преобразований
Рис. 6. Схема замещения для расчета токов КЗ в точке К3
Рис. 7. Схемы замещения
Расчет действующего значения периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от группы асинхронных электродвигателей с учетом влияния удаленного от расчетной точки КЗ источника энергии, связанных с точкой КЗ общим для этого источника и электродвигателей сопротивлением (ветвь КЗ) проводится в следующей последовательности:
вычисляется периодическая составляющая тока от эквивалентного электродвигателя в начальный момент КЗ:
, (50)где Е’’0.ад - начальное значение сверхпереходной ЭДС эквивалентного электродвигателя, кВ;
Ес - ЭДС удаленного источника энергии (системы), кВ;
Z1 – сопротивление со стороны системы, Ом;
Z2 – сопротивление со стороны эквивалентного электродвигателя, Ом;
Zк – общее сопротивление, Ом.
определяется значение величины, характеризующей электрическую удаленность расчетной точки КЗ от эквивалентного электродвигателя;
по найденному значению электрической удаленности на типовой диаграмме /6, с.58, рис. 5.13./ выбирается соответствующая типовая кривая и для заданного момента времени t определяется коэффициент;
с использованием этого коэффициента определяется действующее значение периодической составляющей тока эквивалентного электродвигателя в момент времени t:
(51)вычисляется искомое действующее значение периодической составляющей тока в месте КЗ в момент времени t:
(52) 
Рис. 8. Схема замещения для расчета токов КЗ в точке К4
Рис. 9. Схемы замещения
Расчёты токов КЗ в приложении 6.1.
Для ограничения токов КЗ необходимо произвести выбор токоограничивающих реакторов. Выбор параметров реакторов и технико-экономическое обоснование применения их для ограничения токов КЗ в распределительной сети производят при разработке схемы электроснабжения промышленного предприятия. Оптимальное значение расчетного тока КЗ следует определять с учетом экономического фактора (минимум затрат на электрооборудование и проводники) и обеспечения необходимого качества электроэнергии (ограничение отклонений и колебаний напряжения при резкопеременных толчковых нагрузках). Как правило, ток КЗ в сетях промышленных предприятий должен позволять применение КРУ серийного производства.
Расчёты токов КЗ после выбора реактора в приложении 6.2.
Проведём расчёты токов КЗ в вышеуказанных точках и их значения введём в таблицу 5.
Таблица 5 – Значения токов КЗ в различных участках сети
| К1 | К2 | К3 | К4 | |||||
| Со стороны питания | Со стороны АД | Со стороны питания | Со стороны АД | |||||
| До установки реактора | Периодическая составляющая в начальный момент, кА | 14,6 | 0,322 | 13,01 | 0,322 | 13,38 | 13,18 | |
| Апериодическая составляющая в начальный момент, кА | 20,65 | 0,455 | 18,59 | 0,456 | 18,93 | 18,64 | ||
| Апериодическая составляющая в момент времени t, кА | 3,857 | 0,146 | 0,09 | 0,017 | 0,05 | 0,02 | ||
| Ударный ток, кА | 39,12 | 0,701 | 28,24 | 0,662 | 27,45 | 26,65 | ||
| После установки реактора | Периодическая составляющая в начальный момент, кА | 8,55 | 0,322 | 8,069 | 0,322 | 8,364 | 8,26 | |
| Апериодическая составляющая в начальный момент, кА | 12,09 | 0,455 | 11,41 | 0,456 | 11,82 | 11,68 | ||
| Апериодическая составляющая в момент времени t, кА | 4,53 | 0,146 | 0,029 | 0,701 | 0,018 | 0,01 | ||
| Ударный ток, кА | 23,41 | 0,701 | 19,08 | 0,662 | 18,44 | 18,11 | ||
Выбор высоковольтных выключателей
Выключатели выбираются:
1) По номинальному напряжению выключателя установки
Uуст Uном, (53)
2) По номинальному току выключателя установки с учетом возможного увеличения тока в ближайшие годы
Iнорм Iном ; Imax Iном , (54)
3) По отключающей способности. Расчет Iп,0 проводится для наиболее тяжелого случая при трехфазном КЗ
Iп,0 Iо,ном , (55)
4) По апериодической составляющей тока КЗ в момент расхождения контактов, которая должна быть равна или меньше допустимого значения апериодической составляющей по данным, гарантируемым заводом-изготовителем
, (56)где βном% - номинальное содержание апериодической составляющей, %, определяемое как отношение апериодической составляющей к действующему значению периодической составляющей тока КЗ в момент прекращения соприкосновения дугогасительных контактов выключателя. Принимается по кривой /2, с.155, рис. 2.37/
5) По электродинамической стойкости. Амплитудное значение ударного тока при включении на КЗ должно быть равно или меньше наибольшего пика тока включения выключателя
iу iвкл.наиб , (57)
6) По термической стойкости
Bk I2тер tтер , (58)
Для проверки выключателя на термическую стойкость необходимо рассчитать тепловой импульс:
, (59)где Вк – тепловой импульс,кА2×с;
Iп,0 – действующее значение периодической составляющей начального тока КЗ, кА;
tотк – время отключения, с;
Время отключения находится из выражения:
, (60)где tрз – время действия релейной защиты, с;
tов – время отключения выключателя, с.
Принимают tрз=0,1 с для Uн= 6-20 кВ;
7) По условиям эксплуатации выключателя, которые должны соответствовать требованиям каталога на выключатель.
8) По требуемой механической и коммутационной износостойкости выключателя, которая должна соответствовать данным, гарантируемым каталогом.
9) По требованию к приводу выключателя.
10) По временным параметрам выключателя (время включения и отключения, бестоковой паузы цикла АПВ), которые должны соответствовать требованиям эксплуатации.
11) По требованию ПВН (кривая переходного восстанавливающегося напряжения (ПВН) не должна пересекаться с нормированными кривыми ПВН.
Значения нормированных характеристик собственного переходного восстанавливающегося напряжения, а также значения нормированных (предельных) скоростей восстанавливающегося напряжения для выключателей с Uном до 35 кВ включительно для различных значений отключаемого тока КЗ в сети приведены в /2, с.151, табл.2.60/.
В электрических сетях промпредприятий при проверке отключающей способности выключателей по условиям восстанавливающегося напряжения требуется, чтобы скорость восстанавливающегося напряжения в цепи установки выключателя не превышала предельных нормированных значений, допустимых для данного выключателя.