Расчет токов короткого замыкания с учетом РПН

 

     Расчет токов короткого замыкания с учетом РПН. Зачастую в инженерной практике на начальном этапе проектирования возникает потребность расчета токов короткого замыкания на шинах подстанции для того что бы на этой основе произвести выбор и проверку электрического оборудования. Как известно, для того чтобы была возможность поддерживать напряжение на номинальном уровне с низкой стороны силового трансформатора, при изменениях схемы энергосистемы, со стороны высшего напряжения устанавливается устройство регулирования напряжения под нагрузкой (РПН). Для качественного расчета токов к.з. учет РПН просто необходим.

     Давайте разберемся, как проявляет свое влияние наличие устройства РПН в силовом трансформаторе на значения токов к.з. Суть регулирования напряжения UВН (напряжение с высокой стороны трансформатора) состоит в переключении ответвления РПН с одного витка обмотки ВН (высокая сторона трансформатора) на другой. То есть мы, просто увеличиваем или уменьшаем количество витков в обмотке ВН трансформатора, которые подключены на напряжение, и тем самым изменяем коэффициент трансформации, что ведет к изменению напряжения НН. Изменяя UВН с помощью устройства РПН регулируется UНН. Увеличение количества обмоток ВН приводит к увеличению общего сопротивления трансформатора, поэтому ток короткого замыкания за трансформатором будет минимален. Уменьшение количества обмоток ВН приводит к уменьшению общего сопротивления трансформатора, поэтому ток короткого замыкания за трансформатором будет максимален. Следуя этой логике можно сделать вывод:

так как для расчетов берут максимальные токи к.з. поэтому расчет сопротивления трансформатора ведется при крайнем “отрицательном” положении РПН, то есть когда все регулировочные витки обмотки ВН отключены от напряжения.

     Алгоритм расчета токов короткого замыкания с учетом РПН за трансформатором для положение РПН в крайнем “отрицательном” положении (максимальный трехфазный ток короткого замыкания):

Расчет токов короткого замыкания

 

Исходные данные:

Трансформатор:

                                                                SНОМ.Т, МВА;

                                                                UВН, кВ;

                                                                UСН, кВ;

                                                                UНН, кВ;

                                                                Uкз%(ВН-СН)min, кВ;

                                                                Uкз%(ВН-НН)min, кВ;

                                                                Uкз%(СН-НН)min, кВ.

 

     Минимальное напряжение короткого замыкания для трансформаторов указано в ГОСТ 12965 (Приложение  6).

 

     Система:

                                                                       I(3)КЗ, кА;

                                                                       UC, кВ.

или

                                                                       SmaxC, МВА;

                                                                       XmaxC, Ом.

 

Схема замещения:

 Расчет токов короткого замыкания

Рис.1 – Схема замещения для расчета ТКЗ на шинах 10 кВ

Расчет в именованных единицах:

     Сопротивление системы (если система задана трехфазным током короткого замыкания):

Для нахождения сопротивления системы при расчете максимального тока к.з. используют минимальное сопротивление энергосистемы XmaxC, в максимальном режиме (все элементы системы включены).

Расчет токов короткого замыкания  

    Сопротивление обмоток  трансформатора в крайнем “отрицательном” положении РПН:

 Расчет токов короткого замыкания

      где: UНОМ=UВН(1-ΔU), кВ – напряжение обмотки ВН при положение РПН в крайнем “отрицательном” положении;

        ΔU – номер крайней ступени РПН  умноженное на напряжение одной ступени (%)  и деленное на 100%. Например подсчитаем UНОМ для трансформатора ТДТН-40000/110: ΔU=(9х1,78%)/100%=0,16, тогда UНОМ=115(1-0,16)=96,6 кВ.

Трехфазный ток короткого замыкания на шинах 10 кВ (Рис.1) при крайнем “отрицательном положении” РПН:

 Расчет токов короткого замыкания

     где: UВН/UНН – переводной коэффициент  трансформации тока к.з. с шин ВН на шини СН.

EXMO affiliate program
 

Если статья вам понравилась, вы можете отблагодарить автора нажав на кнопку социальной сети