Расчет ткз: Расчет тока короткого замыкания в сети 0,4 кВ

Расчет токов короткого замыкания | Проектирование электроснабжения

Сегодня хочу вашему вниманию представить методику расчета токов короткого замыкания. Самое главное без всякой воды и каждый из вас сможет ей воспользоваться, приложив минимум усилий, а некоторые из вас получат и мою очередную программу, с которой считать будет еще проще.

Это уже вторая статья, посвященная токам короткого замыкания. В первой статье я обратил ваше внимание на защиту протяженных электрических сетей и то, что в таких сетях, порой, не так просто подобрать защиту от токов короткого замыкания. Для того и проектировщик, чтобы решать подобные вопросы.

Теорию по расчету токов короткого замыкания можно найти в следующих документах:

1 ГОСТ 28249-93 (Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ).

2 РД 153-34.0-20.527-98 (Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору элетрооборудования).

3 А.В. Беляев (Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4кВ).

В интернете я не нашел, где все четко было бы расписано от «А» до «Я».

Думаю вы со мной согласитесь, что токи короткого замыкания не так просто рассчитать, поскольку проектировщик не всегда досконально владеет всей необходимой информацией. Данный метод расчета является упрощенным, т.к. в нем не учитываются сопротивления контактов автоматических выключателей, предохранителей, шин, трансформаторов тока.

Возможно, позже все эти сопротивления я учту, но, на мой взгляд, эти значения на конечный результат влияют незначительно.

Последовательность расчета токов короткого замыкания.

1 Сбор исходных данных по трансформатору:

Uкз — напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

Рк — потери короткого замыкания трансформатора, кВт;

Uвн – номинальное напряжение обмоток ВН понижающего трансформатора; кВ;

Uнн (Ел)

– номинальное напряжение обмоток НН понижающего трансформатора; В;

Еф – фазное напряжение обмоток НН понижающего трансформатора; В;

Sнт – номинальная мощность трансформатора, кВА;

Zт – полное сопротивление понижающего трансформатора током однофазного к. з., мОм;

Активные и индуктивные сопротивления трансформаторов 6 (10)/0,4кВ, мОм

2 Сбор исходных данных по питающей линии:

Тип, сечение кабеля, количество кабелей;

L – длина линии, м;

Хо – индуктивное сопротивление линии, мОм/м;

Zпт – полное сопротивление петли фаза-ноль от трансформатора до точки к.з., измеренное при испытаниях или найденное из расчета, мОм/м;

Полное удельное сопротивление петли фаза-ноль для кабелей или пучка проводов

3 Другие данные.

Куд – ударный коэффициент.

Ударный коэффициент

После сбора исходных можно приступить непосредственно к вычислениям.

Активное сопротивление понижающего трансформатора, мОм:

Активное сопротивление трансформатора

Индуктивное сопротивление понижающего трансформатора, мОм:

Индуктивное сопротивление трансформатора

Активное сопротивление питающей линии, мОм:

Rк=Rуд. к*l/Nк

Индуктивное сопротивление питающей линии, мОм:

Хк=Худ.к*l/Nк

Полное активное сопротивление, мОм:

RΣ = Rт+Rк

Полное индуктивное сопротивление, мОм:

XΣ=Xт+Xк

Полное сопротивление, мОм:

Полное сопротивление

Ток трехфазного короткого замыкания, кА:

Ток трехфазного короткого замыкания

Ударный ток трехфазного к.з., кА:

Ударный ток трехфазного к.з.

Ток однофазного короткого замыкания, кА:

Zпт=Zпт.уд.*L 

Ток однофазного короткого замыкания

Рассчитав токи короткого замыкания, можно приступать к выбору защитных аппаратов.

По такому принципу я сделал свою новую программу для расчета токов короткого замыкания. При помощи программы все расчеты можно выполнить значительно быстрее и с минимальным риском допущения ошибки, которые могут возникнуть при ручном расчете. Пока это все-таки beta-версия, но тем не менее думаю вполне рабочий вариант программы.

Внешний вид программы:

Программа для расчета токов к.з.

Ниже в программе идут все необходимые таблицы для выбора нужных параметров трансформатора и питающей линии.

Также в месте с программой я прилагаю образец своего расчета, чтобы быстро можно было оформить расчет и предоставить всем заинтересованным органам.

Стоит заметить, что у меня появилась еще одна мелкая программа – интерполяция. Удобно, например, находить удельную нагрузку квартир при заданных значениях.

Интерполяция

Жду ваших отзывов, пожеланий, предложений, уточнений.
Продолжение следует… будет еще видеообзор измененной версии.
Нужно ли учитывать сопротивления коммутационных аппаратов при расчете к.з.?

Советую почитать:

Расчет токов короткого замыкания в Microsoft Excel

Для тех кто не имеет программы расчета токов короткого замыкания и не собирается ее разрабатывать с применением алгоритмических языков программирования, можем предложить способ разработки программы расчета с применением типовой программы Microsoft Excel. Табличный процессор Microsoft Excel выбран, исходя из следующих возможностей, представ- ляемых программой для не слишком сложных но объемных обычных расчетов ТКЗ в распред- сетях:

1. Вводимые данные и результаты расчетов представляются в табличной форме, занимающей 
2. мало места, которая легко вводится в текстовую программу Microsoft Word или Adobe Acrobat.
3. Excel оперирует с адресами ячеек, в которые вводятся данные, формула расчета вводится в 
4. ячейку а записывается в таблицу результат расчета.
5. Относительная адресация позволяет производить расчеты с другими данными используя 
6. одну и ту же формулу, занесенную в предыдущую ячейку.

 

Расчет ТКЗ с применением Microsoft Excel

1.1 На рис. 1. представлена схема подстанции, питающейся по двум линиям 110кВ, включенным параллельно на шины 110кВ ПС. Любая ВЛ-110 может быть отключена.

1.2 Токи короткого замыкания на шинах подстанции:
− Обе ВЛ в работе, максимальный режим: ток трехфазного КЗ — 6кА, однофазного – 4 кА.
− В работе ВЛ-1, минимальный режим 1: ток трехфазного КЗ — 5кА, однофазного – 3 кА.
− В работе ВЛ-2, минимальный режим 2: ток трехфазного КЗ — 3кА, однофазного – 2 кА.
1.3 Нейтрали стороны 110кВ трансформаторов не заземлены.
1.4 Параметры трансформаторов ТДТН-25/110 взяты в соответствии с ГОСТ 12965-74:
− номинальная мощность стороны ВН – 25МВт, НН — 12.5МВт;
− номинальное напряжение стороны ВН — 115 кВ, регулирование 9 ступеней по 1. 78%;
− номинальное напряжение расщепленной обмотки НН — 11кВ;
− напряжение Uк с учетом регулирования: 9.84%, 10.5%, 11.72% для минимального, средне-го и максимального положения переключателя РПН соответственно.
1.5 На стороне 6кВ четыре секции с АВР на СВ-I-III, и СВ II-IV.

 

Расчет токов короткого замыкания.

Расчет проводится в именованных величинах, активным сопротивлением пренебрегаем.
2.1 Реактанс прямой последовательности на шинах 110кВ:
− максимальный режим: Х1max = U/ (3 * Iкз) = 115/ (1.73 *6) = 11 Ом;
− минимальный режим: X1min = 115/ (1.73*3)= 22 ом.
2.2 Реактанс нулевой последовательности:

Дальнейшие расчеты выполняем в таблице Excel см. таблицу 1.1.

 

В первой строке таблицы в ячейке B1 записываем № таблицы, С1 – название таблицы.

Во второй строке в ячейке С2 записываем заголовок расчета.

В строке 3 будем записывать название колонки, а в колонке А название строки.

Колонка В. Выполняем расчет напряжений при крайних положениях РПН.

Ячейка В5. =G10/10,5*B4 записываем величину напряжения в среднем положении 115кВ.

Ячейка В4 – формулу для расчета напряжения в 1 положении РПН — =115+0.16*115 — после пе-рехода в другую ячейку или нажатия Enter в ячейке получается результат: 133,4. Если вернуться в эту ячейку снова, то в ней результат остается, а в строке формул появляется формула, по ко-торой производился расчет.

Ячейка В6 – формулу для расчета напряжения в 19 положении РПН — =115-0.16*115 — получается результат: 96,6.

В колонке С выполняем расчет номинального тока ВН для этих положений РПН:

В ячейку С4 записываем формулу: 25000/(1,73*B4), где 25000 – номинальная мощность трансформатора, 1,73 = 3, в ячейке В4 расположено вычисленное ранее напряжение в верхнем положении РПН. Следует учитывать, что табличный процессор распознает десятичную дробь только в том случае, если дробная часть отделяется запятой. При использовании десятичной точки, как в большинстве случаев в данной книге, Excel воспринимает число как текст и вычис-ления производиться не будут.

Установим мышью курсор в левый нижний угол ячейки — появится малый крест. После этого при помощи мыши перетащим выделенное на 2 ячейки вниз. В этих ячейках появятся вычисленные значения токов для других положений РПН. В данном случае мы имеем дело с относительной адресацией ячеек: при увеличении номера данной ячейки на единицу – одновременно происхо-дит увеличение на единицу номера ячейки, которая входит в формулу и производится необходимый расчет.

В ячейке D4 выполняем расчет тока НН. Заносим формулу — =12500/(1,73*10,5) – 12500 –номинальная мощность обмотки НН, 10.5 ее напряжение в кВ. получаем результат расчета: 688.14А. Копируем результат в другие ячейки – он будет одинаковым для всех положений РПН. Для копирования помещаем мышью курсор в середину ячейки – появляется большой крест и передвигаем указатель в другие 2 ячейки – в них появляется такой же результат.

В колонку Е ячейки Е4 – Е6 заносим величину напряжения короткого замыкания для разных по-ложений РПН.

В колонке F произведем расчет реактансов трансформатора для этих положений РПН приве-денный к напряжению ВН – заносим формулу: =B4/(1,73*C4/1000)*E4. В ячейке В4 находится напряжение ВН в кВ, в ячейке С4 – ток ВН в амперах – делим на 1000 чтобы получить кА. в ячейке Е4. Переносим формулу в другие ячейки колонки с относительной адресацией: Устано-вим указатель мыши в левый нижний угол ячейки — появится малый крест. После этого перета-щим его на 2 ячейки вниз, появятся результаты расчета в ячейках.

В колонке G выполним расчет реактанса приведенный к напряжению НН. Вводим формулу: 10.5*E4/(1,73*(D4/1000)) – в ячейке Е4 — величина напряжения короткого замыкания, D4 номи-нальный ток стороны 10кВ. Переносим формулу в другие ячейки колонки с относительной адресацией. Появятся результаты расчета в ячейках.

В колонке G выполним расчет реактанса приведенный к напряжению НН. Вводим формулу: 10.5*E4/(1,73*(D4/1000)) – в ячейке Е4 — величина напряжения короткого замыкания, D4 номи-нальный ток стороны 10кВ. Переносим формулу в другие ячейки колонки с относительной адре-сацией. Появятся результаты расчета в ячейках.

Рассчитанные реактансы относятся к режиму короткого замыкания сразу на 2 сторонах НН – данные Uк даются для параллельной работы. Трансформатор работает раздельно, поэтому полученные параметры должны быть пересчитаны для режима раздельной обмотки. Для этого умножим полученный результат на 1,875. Введем формулу =F4*1,875 для ячейки Н4. Перено-сим формулу в другие ячейки колонки с относительной адресацией. Появятся результаты расчета в ячейках.

Введем формулу =F4*1,875 для ячейки Н4. Переносим формулу в другие ячейки колонки с от-носительной адресацией. Появятся результаты расчета в ячейках.

Введем формулу =G4*1,875 для ячейки I4. Переносим формулу в другие ячейки колонки с отно-сительной адресацией. Появятся результаты расчета в ячейках.

Расчет параметров закончен и перейдем к расчету ТКЗ на стороне НН. Продолжаем ту же таб-лицу.

В ячейку С7 заносим заголовок: 2.Расчет токов короткого замыкания.

В ячейку В8 — заголовок: 1. Максимальный режим. В ячейку F8 — заголовок: Минимальный режим.

В ячейки А9-А12 копируем заголовки из ячеек А3-А6.

Колонка В10 – В12. Расчет реактанса КЗ на стороне НН в максимальном режиме. К реактансу трансформатора добавляется реактанс системы в максимальном режиме.
Введем формулу =11+h5 для ячейки В10. Переносим формулу в другие ячейки колонки с относительной адресацией. Появятся результаты расчета в ячейках.

Колонка С10 – С12. Расчет ТКЗ на стороне НН в максимальном режиме. Введем формулу =115/(1,73*B10) для ячейки С10. Переносим формулу в другие ячейки колонки с относительной адресацией. Появятся результаты расчета в ячейках.

Колонка D10 –D13. Расчет реактанса КЗ на стороне НН в максимальном режиме приведенный к стороне НН. Реактанс пересчитывается через отношение квадратов напряжение сторон НН и ВН трансформатора. Введем формулу =B10*СТЕПЕНЬ(10,5;2)/СТЕПЕНЬ(B4;2) для ячейки D10. Переносим формулу в другие ячейки колонки с относительной адресацией. Появятся результаты расчета в ячейках.

Колонка E10 – E12. Расчет ТКЗ на стороне НН в максимальном режиме. приведенный к стороне НН. Ток ВН пересчитывается через отношение напряжений ВН и НН. Введем формулу =C10/10,5*B4 для ячейки С10. Переносим формулу в другие ячейки колонки с относительной адресацией. Появятся результаты расчета в ячейках.

Повторяем результаты расчета для минимального режима. Для этого копируем колонки интер-вала (В10 — В12) — (Е10 –E12) в колонки интервала (F9 – F12) – (I9 – I12).

После этого в ряду 10 изменяем формулы в ячейках F10 (=22+B10), G10 (=115/(1,73*F10), h20 (F10*СТЕПЕНЬ(10,5;2)/СТЕПЕНЬ(B4;2), I10 (=G10/10,5*B4). Для того чтобы изменить реактанс максимального режима на минимальный и восстановить измененные в результате переноса адреса. Переносим формулы в другие ячейки колонки с относительной адресацией. Появятся результаты расчета в ячейках.
Вместо копирования и изменения формул можно заполнить эти графы формулами самостоя-тельно, при этом время работы увеличится.

После окончания расчетов производится оформление таблицы — устанавливаются границы в ячейках, объединяются ячейки там, где размещаются надписи.

Полученную таблицу можно сохранить, при следующих однотипных расчетах с другими пара-метрами трансформатора можно сделать копию таблицы, ввести в нужные ячейки параметры нового трансформатора и параметры системы после этого автоматически будет выполнен расчет с новыми данными.

Полученную таблицу можно через буфер перенести в текстовый редактор Word или Adobe Acrobat.

 

---

Внимание! Весь материал на сайте защищен от копирования. Частичное или полное копировании материала разрешается только с сылкой на наш первоисточник!

Автор: Nikolay Matvienko

Дата обновления информации: 21/05/15

0,2. Изменения с предыдущими версиями

— Напоминаю, важным нововведением является недавняя замена пакета fp на xfp . Это сделано для того, чтобы немного улучшить расчеты и упростить их использование;

— Прежде всего, вам не нужно иметь дело с TikZ размером с ограничивающую рамку. Ранние версии tkz-euclide не контролировали размер ограничительной рамки. Ограничительная рамка теперь контролируется в каждом макросе (надеюсь), чтобы избежать использования \tkzInit , за которым следует \tkzClip;

— С tkz-euclide загружаются все объекты, поэтому нет необходимости ставить \usetkzobj{all} ;

— Добавлены макросы для ограничивающей рамки: \tkzSaveBB \tkzClipBB и т.д.;

— логически большинство макросов принимают опции TikZ. Поэтому я удалил «дубликаты» опций, когда это было возможно, таким образом, опция «метки опций» удалена;

– единица измерения теперь см;

– \tkzCalcLength \tkzGetLength дает результат в см;

— \tkzMarkArc и \tkzLabelArc — новые макросы;

— Теперь \tkzClipCircle и \tkzClipPolygon имеют опцию out. Чтобы использовать эту опцию, у вас должна быть ограничивающая рамка, содержащая объект, над которым будет выполняться действие «Вырезать». Это можно сделать с помощью объекта, охватывающего фигуру, или с помощью макроса \tkzInit ;

– Убраны опции end и start, которые позволяли давать метку прямой линии. Теперь вам нужно использовать макрос \tkzLabelLine ;

– Внедрение библиотек котировок и углов ; это позволяет дать ярлык точке, даже если я не поддерживаю эту практику;

– Исчезает понятие вектора, для рисования вектора просто передайте ”->” как опцию \tkzDrawSegment ;

– \tkzDefIntSimilitudeCenter и \tkzDefExtSimilitudeCenter больше не существуют, теперь вам нужно использовать \tkzDefSimilitudeCenter[int] или \tkzDefSimilitudeCenter[ext] ;

– \tkzDefRandPointOn заменяется на \tkzGetRandPointOn ;

— Изменилась опция макроса \tkzDefTriangle , в предыдущей версии опция была «евклид» с «е». Теперь это «евклид»;

— Случайные точки теперь находятся в tkz-euclide и макрос \tkzGetRandPointOn заменен на \tkzDefRandPointOn . Из соображений однородности точки должны быть извлечены с помощью \tkzGetPoint ;

— Добавлены новые макросы: \tkzDrawSemiCircles , \tkzDrawPolygons, \tkzDrawTriangles;

— Опция ”равнобедренный правый” является новой опцией макроса \tkzDefTriangle ;

– Появление макроса \usetkztool позволяющего загружать новые «инструменты»;

— Стили можно изменить с помощью следующих макросов: \tkzSetUpPoint , \tkzSetUpLine , \tkzSetUpArc , \tkzSetUpCompass , \tkzSetUpLabel и \tkzSetUpStyle . Последний позволяет создать новый стиль.

Осевой обратный клапан — Mokveld.com

Осевой обратный клапан является предпочтительным решением для критических невозвратных применений, таких как защита вращающегося оборудования и систем, где важны низкие потери давления, стабильная работа и динамические характеристики.

Факты

Осевой поток

Обтекаемый путь потока через полнопроходной расширенный корпус позволяет избежать турбулентности и предотвращает эрозию и вибрацию. Время простоя процесса и затраты на техническое обслуживание исключаются.

Низкая потеря давления

Полностью открывающийся канал и восстановление высокого давления в корпусе в форме Вентури обеспечивают очень низкую потерю давления: снижение эксплуатационных расходов на насосы и компрессоры.

Герметичная отсечка

Герметичная отсечка достигается за счет уплотнения металл-металл между диском и седлом. Это уплотнение не подвержено эрозии и деформации материала (как при мягком уплотнении).

Низкое давление открытия

Стабильность компрессорной системы во время запуска улучшается за счет низкого давления открытия. Это достигается за счет большого диска с одинаковыми эффективными площадями давления с обеих сторон (уплотнение линейного контакта).

Легкое открытие и стабильная работа

Низкое статическое давление в области горловины в форме Вентури создает перепад давления на диске, что обеспечивает легкое открытие. Осевой обратный клапан плавно реагирует на изменения расхода и остается стабильным, когда это необходимо.

Безударная работа

Пружинная конструкция обеспечивает сверхбыстрое закрытие практически без обратного потока и скачков давления в критических условиях, таких как системы с несколькими насосами или линии СПГ.

Не требует технического обслуживания

Внутренняя конструкция основана на применении основных принципов машиностроения. Следовательно, осевые обратные клапаны Моквелд не требуют обслуживания.

Надежное прогнозирование производительности

Как перепад давления, так и динамическое поведение можно прогнозировать с высокой точностью на основе полномасштабных лабораторных испытаний потока и математической модели, разработанной в сотрудничестве с признанной лабораторией гидравлики жидкостей.

Краткое описание продукта

Обозначение типа

Сплошной диск, обратный клапан с форсункой

Модель

TKZ — Y

Область применения

Размеры 2″ — 84″, Класс ASME 150 — 13000, 13000 или API Более высокие значения давления по запросу

Нефть и газ

Предпочтение по сравнению с

Поворотный обратный клапан (включая управляемые запорные устройства)
Обратный клапан с двумя пластинами
Поршневой обратный клапан

Типичные области применения

Нагнетание компрессора магистрального трубопровода
Компрессорная линия СПГ
Система водяного охлаждения (этилен, СПГ)
Многофазная перекачка
Применение для подводных насосов и выкидных трубопроводов

Гидроэнергетика и водоснабжение

Вместо

Поворотный обратный клапан
Обратный клапан с двумя пластинами
Обратный клапан с кольцевым диском

Поршневой обратный клапан
Бесшумный обратный клапан
Обратный клапан с наклонным или поворотным диском

Типичные области применения

Гидротехнические сооружения и системы передачи, магистрали, петли, переходы и туннели
Нагнетание насоса
Предотвращение гидравлического удара
Питьевая и сырая вода
Системы водяного охлаждения

Видео Обратный клапан 72″

Изготовление осевого обратного клапана 72″ по спецификации заказчика.

Оптимизированный путь потока через полнопроходной расширенный корпусКлапан осевой обратный, РоссияУвеличить Клапан осевой обратный, 72″Увеличить

Безразмерная динамическая характеристика

Компания Mokveld и Делфтская лаборатория гидравлики совместно разработали «безразмерную динамическую характеристику» в 1986 году как математическую модель поведения обратных клапанов. Этим Моквелд внес свой вклад в теоретическую основу для понимания и применения безотрывных обратных клапанов. Сегодня эта теория по-прежнему актуальна, поскольку «безразмерная динамическая характеристика» используется в программных пакетах моделирования переходных процессов для гидравлического проектирования и оптимизации трубопроводных систем.

Особенности

 

• Клапан, изготовленный по индивидуальному заказу, для удовлетворения конкретных технологических условий клиента.
• Пожаробезопасное, криогенное (СПГ) и подводное исполнение.
• Водород (h3) готовый

 

Отличный обратный клапан СПГ

Операторы линий СПГ уделяют первостепенное внимание доступности производства для обеспечения стабильных поставок СПГ в соответствии с долгосрочными контрактами на поставку (и предотвращения высоких штрафов в случае задержки поставок). Для обеспечения такой доступности производства предпочтение отдается наиболее надежному оборудованию для ответственных компонентов. Безотрывные обратные клапаны имеют решающее значение для процесса СПГ, а безотрывные осевые обратные клапаны Mokveld применяются в большинстве технологических линий СПГ мирового класса.

В процессе СПГ компрессорная линия и системы охлаждения потребляют больше всего энергии. Поэтому очень важно свести к минимуму потери давления в компрессорных установках и процессах охлаждающей воды. Выбор и размер обратного клапана имеют важное значение.

Mokveld Осевые обратные клапаны отличаются большим проходным сечением и конструкцией рекуперации высокого давления.