1

Тема: Расчет токов КЗ

Добрый день!
Сразу прошу прощения если подобная тема уже создавалась!

Мне необходимо рассчитать токи КЗ на линии питающей ТСН (6/04), сразу предупреждаю, что делаю это в первые!
Какие были у меня действия!? Конечно же Гугл).
Наткнулся на сайт, где насчитывают практически мой пример
http://zametkielectrika.ru/raschet-toko … amykaniya/

Вроде бы все хорошо, за исключением:
1. Как найти ток короткого замыкания на сборных шинах (по проекту) если нету проекта!?
2. Меня смущает расчет, почему "он" делит МВА на кВ и получает кА? ( Я думал надо приводить к одной величине, или я ошибаюсь?)
3. Если всё-таки есть возможность посчитать ток короткого замыкания на сборных шинах (по проект) то для дальнейшего расчета необходимо принимать минимальный или максимальный ток КЗ? (Попробую пояснить, шины питают несколько генератор, следовательно мин. ток КЗ будет если в работе только один генератор, а макс. ток КЗ если в работе будут все машины.

Просьба сильно не ругаться на меня, раньше никогда сталкиваться с подобными проблемами не приходилось.( Всегда уставки выдавала проектная организация или эксплуатация, у теперь грубо говоря сам стал эксплуатацией)
Помогите пожалуйста разобраться с этим нелегким делом.

не судите строго), я только учусь!

2

Re: Расчет токов КЗ

1. потому что мега это 1000 000,  а кило это 1000. делим миллион на тысячу получаем что? тысячу.
2. смотрите от чего запитана пс.  если это понижающий трансформатор,  то считаете его сопротивление,  это сопротивление системы.  если это кабель от другой пс,  ищете питающую гпп на схеме,  берете сопротивление тамошнего трансформатора и прибавляете к нему сопротивление кабеля.  по-моему,  активную составляющую сопротивления кабеля лучше учесть,  она большая

3 (2018-09-28 11:26:51 отредактировано Roman P)

Re: Расчет токов КЗ

retriever пишет:

1. потому что мега это 1000 000,  а кило это 1000. делим миллион на тысячу получаем что? тысячу.
2. смотрите от чего запитана пс.  если это понижающий трансформатор,  то считаете его сопротивление,  это сопротивление системы.  если это кабель от другой пс,  ищете питающую гпп на схеме,  берете сопротивление тамошнего трансформатора и прибавляете к нему сопротивление кабеля.  по-моему,  активную составляющую сопротивления кабеля лучше учесть,  она большая

Спасибо!
Но я всё равно недопонимаю.
Вот приложен мой расчет, подскажите где я ошибаюсь. Вроде все по "книге" делаю

Добавлено: 2018-09-28 12:25:57

Добавлено: 2018-09-28 12:27:01

Доброго времени суток!
Все таки нашел я часть книг которые искал, а начал изучать. По стечению обстоятельств я единственный "релейщик" в этой конторе. Начальство дало задание, мол строится новая ГПЭС, ты ее будешь обслуживать, тебе и уставки считать! Честно признаюсь что кроме как в техникуме нигде токи коротких замыканий мне считать не приходилось, за исключением нескольких попыток которые на этом форуме были изложены (но так ничего и не вышло).
Посмотрел я на однолинейную схему и решил начать расчеты с самой просто ячейки (на мой взгляд), это ячейка питающая ТСН. На вскидку прикинул набор необходимых защит (отсечка, мтз, перезагрузка, землянка) решил, что сделал верный выбор.
Открыл книжку М.А. Шабад "Защита трансформаторов 10 кВ", и начал погружаться в мир "высоких материй". Ладно отойдем от лирики, и начну излагать суть моих расчетов (забегая вперед скажу что проблема возникла уже на второй формуле).
Из книги М.А. Шабад "Защита трансформаторов 10 кВ"
"Вычисление тока трехфазного КЗ по значению напряжения КЗ трансформатора. Наиболее просто максимально значение тока (в амперах) трехфазного КЗ за трансформатором вычисляется по значению напряжения КЗ трансформатора:
I(3)к=100*Iном. тр/Uк+р;
где Uк - напряжение кз из паспорта в %;
Iном.тр - ном. ток тр-ра на стороне НН или ВН из паспорта;
p=100*Sном/Sk
где Sном - ном. мощность тр-ра
Sк - мощность трехфазного КЗ питающей энергосистемы в той точке, где подключается трансформатор, т.е. на его выводах ВН, если мощность энергосистемы относительно велика, то p=0."
Дальше в книжке идут примеры расчетов, но во всех примерах он использует значение Sк =100 МВА (видимо произвольная величина).
Я начал искать где же взять эту величину, как ее рассчитать ну или спросить у кого).
Наткнулся я на учебное пособие "Расчет токов коротких замыканий и проверка электрооборудования" С.В. Хавроничев, И. Ю. Рыбкина (не знаю реклама это или нет), так вот там написано что: " Для практических расчетов важно определить, можно ли в данном конкретном случае считать питающую систему системой неограниченной мощности. Если известна суммарная мощность генераторов системы, но при выполнении одного из условий
Хс*S/U^2<=3;
Sc/S(3)<=3;
где U - междуфазное напряжение системы, кВ;
S(3) - мощность трехфазного КЗ на шинах подстанции, МВА;
Sc - мощность системы, МВА;
Xc - сопротивление системы, Ом,
систему  принимаю за систему неограниченной мощности"
Ну думаю вот оно, сейчас циферки подставлю и все, дело в шляпе.
Присмотрелся к формулам, S(3) неизвестно, значит второе неравенство проверить не получится, начал изучать первую формулу.
Будет установлено 11 ГПА мощностью 2148 КВА, номинальным напряжение 6,3 кВ. Остается узнать Хс. Поискал и интернете и почему пришел к выводу что Хс это тоже самое что и X"d, т.к. 11 ГПА работают параллельно составляя схему замещения получаем 0.015 (т.к. X"d одного генератора 0,16).  Подставил полученные значения в формулу:
0,015*(2,148*11)/6,3^2=0,0089 < 3;
Честно говоря результат меня смутил, но с цифрами не поспоришь.
Уже потом я нашел одну формулу для расчета Xc
Xc= X"d*Sб/Sн
Xc=0.16*(2148*11)/2148=1.76 ( т.к. 11 ГПА работают параллельно составляя схему замещения получаем 0,16)
0,16*(2,148*11)/6,3^2=0,095 < 3
Получается мы считаем что система бесконечной мощности?! (это правильно?)
Возвращаемся обратно к  книге М.А. Шабад "Защита трансформаторов 10 кВ"
Iном.вн = S/(1.73*U)=1000/(1.73*6.3)=91.75 А
Iном.нн = S/(1.73*U)=1000/(1.73*0,4)=1445,1 А
I(3)к=100*Iном. тр/Uк+р= I(3)к=(100*91,75)/(6+0)=1529,17А;
I(3)к=100*Iном. тр/Uк+р= I(3)к=(100*1445,1)/(6+0)=24085А;
Меня смущают слишком большие цифры!
Но в книжке предусмотрен второй способ расчета:
Из книги М.А. Шабад "Защита трансформаторов 10 кВ"
"Вычисление тока трехфазного КЗ по полному сопротивления трансформатора Zтр. Значение этого сопротивления и его составляющих : активной Rтр и индуктивно Хтр. ....
Полно сопротивление трансформатора Zтр определяется :
Zтр=Uk*Uном^2/(100*Sном)=6*6,3^2/100*1000=0.00238
I(3)=Uср/(1,73*Zтр)=6300/(1,73*0,00238)=1536585 А
По идеи  расчеты I(3)= 1536585 А и I(3)к=1529,17А должны быть равны, но сами видите!
Дальше идет расчет КЗ в минимальном режиме, но это уже совсем другая история...

Прошу помочь мне разобраться во всем этом! Я понимаю конечно, что писать мол "читай учебник" проще всего, но думаю все здесь присутствующие (ну или большинство) перенимали опыт у своих наставников и коллег, но вот так сложилось, что мне не у кого принимать опыт, а сухой текст из "учебника" не всегда легко воспринимается.
В общем не судите строго, я просто хочу научится!

Post's attachments

IMG_20180401_093818.jpg 3.11 Мб, 3 скачиваний с 2018-04-01 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.
не судите строго), я только учусь!

4

Re: Расчет токов КЗ

Посмотрите слайды. Думаю, станет ясно

Post's attachments

RU_02_C3_Protection principles_perevertov.ppt 3.77 Мб, 46 скачиваний с 2018-09-28 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

5

Re: Расчет токов КЗ

Conspirator пишет:

Посмотрите слайды. Думаю, станет ясно

Спасибо! Но вопросов это вызвало больше чем ответов)

не судите строго), я только учусь!
Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6 (2018-09-28 22:41:55 отредактировано retriever)

Re: Расчет токов КЗ

Roman P пишет:

Получается мы считаем что система бесконечной мощности?! (это правильно?)

Если речь идет о вычислении КЗ за ТСН, то сопротивление системы очень сильно меньше сопротивления трансформатора.

Сопротивление системы
Xs=(Xd''/n)*Uном^2/Sном (n-число генераторов).

Сопротивление трансформатора
Xt=uk/100*Uном^2/Sном

Обратите внимание на размерности. В данном случае или все переводите в вольты и вольт-амперы с риском потерять где-то несколько нулей и ошибиться в тысячу раз, либо
напряжение Uном - всегда в КИЛОвольтах (10^3)
мощность Sном всегда в МЕГАвольтамперах (10^6). В паспорте мощность обычно в киловольтамперах, нужно помножить на 10^-3.

Тогда при возведении напряжения в квадрат у вас в числителе и в знаменателе будет 10^6, и все сократится.

Если считаете активное сопротивление трансформатора
Rt=dPk*Uном^2/Sном^2, то dPk всегда в МЕГАваттах. Тогда в числителе будет 10^6*10^6=10^12, и в знаменателе будет 10^12, и опять все сократится.

Тренируемся:
пусть uk=5%, Uном=10 кВ, Sном=1000 кВА (=1 МВА).
Тогда Zt=5/100*10^2/1=0.05*100=5 Ом.

Ток КЗ считается просто: Ik(3)=E/(Xs+Xt). ЭДС фазная.

Ток двухфазного КЗ на линии или за трансформатором "звезда-звезда" Ik(2)=3^0.5/2*Ik(3)
При двухфазном КЗ за трансформатором Y/D в одной фазе течет Ik(3), в двух других 0.5Ik(3)
Ток однофазного КЗ за трансформатором "звезда-треугольник" Ik(1)=1/3^0.5*Ik(3)

Также я хз что там у вас с генераторами, найдите их паспортные данные, есть риск, что будет как в этой теме:
РЗА малых генераторов
что генератор быстро превращается усилиями АРВ в источник тока (не ЭДС) примерно постоянной величины.


Также рекомендую глянуть книгу Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0.4 кВ.

7 (2019-04-21 17:25:33 отредактировано Roman P)

Re: Расчет токов КЗ

Продолжу эпопею глупых вопросов. Расчет делаю по книжке Шабад "Защита генераторов малой и средней мощности"
Поясните, что я не так делаю?

Технические характеристики:
S=3125 кВА
U=6300
cosf=0.8
Iстат=287А
Uвоз = 74В
Ток = 325А
Ток холостого хода при Uн=148А    (я так понимаю это ток возбуждение при хх?)
Ток короткого замыкания при Iн=170А    (я так понимаю это ток возбуждение при кз?)
Расчет токов КЗ на выводах генератора:

Трехфазное КЗ при t=0:
Imax=(E’’*Iстат)/X’’d
X’’d – сверхпереходное индуктивное сопротивление СГ (должно определяться при испытаниях для каждого генератора) Т.к. этих данных нет, предлагают брать их справочника 0,125
E’’ – сверхпереходная ЭДС генератора, при ном. режиме E’’=1+1* X’’d*0,6=1,08
Imax = (1,08*287)/0,125=2479,7 А

Двухфазное КЗ при t=0:
I(2)кз=1,73*E”*Iстат/X’’d+X2=1,73*1,08*287/0,125+0,125=2144,9 А
X2 – реактивное сопротивление обратной последовательности СГ ( для турбоген. можно принимать X’’d=X2)

Трехфазное КЗ в установившемся режиме:

I(3)уст.кз=ОКЗ*I’в*Iстат
Iв – относительный ток возбуждения
I’в= Iв/Iв.х = Iрот/Iрот.х=Не понимаю от куда взять эти данные??
Iв, Iрот – токи обмотки возбуждении (ротора) в режиме, предшествующем КЗ (я так понимаю что обычно используют в расчетах номинальные данные?????).
Iв.х, Iрот.х = токи обмотки возбуждения при ХХ СГ и Uг=Uг.ном по паспортным или опытным данным (тут вообще не пойму Iрот.х что это?)
ОКЗ – отношение КЗ может быть определено как отношение ток возбуждения, соответствующего номинальному напряжению при холостом ходе Iвх к току возбуждения, соответствующему току трехфазного КЗ, равному номинальному генератора Iвк. (что???)
ОКЗ= Iвх/ Iвк=148/170=0,87
I(3)уст.кз=0,87*I’в*278 =откуда взять I’в ?

Может быть есть другой способ расчета трехфазного кз в установившемся режиме?
Как посчитать однофазное кз?

Post's attachments

Паспорт машины электр синхронные.pdf 13.69 Мб, 8 скачиваний с 2019-04-21 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.
не судите строго), я только учусь!

8

Re: Расчет токов КЗ

В турбогенах я совсем не бум-бум. Но может быть тебе в будущем поможет сайт по расчётам токов кз, посмотри tokikz точка ru
Было-бы не плохо туда добавить генераторы.

9

Re: Расчет токов КЗ

sanjvarzinov писал(а):
2019-04-21 22:17:05

В турбогенах я совсем не бум-бум. Но может быть тебе в будущем поможет сайт по расчётам токов кз, посмотри tokikz точка ru
Было-бы не плохо туда добавить генераторы.

Что то я не нашел где там можно посчитать, наверное необходимо зарегистрироваться.
Так я тоже хочу написать программу на python для расчета ткз, и расчета уставок для терминалов согласно методике завода изготовителя.
(грубо говоря программа должна создать doc фаил в котором будут записаны уставки для конкретного устройства и результаты расчетов)
сейчас нахожусь на начальном этапе)

не судите строго), я только учусь!

10 (2019-04-22 10:59:51 отредактировано retriever)

Re: Расчет токов КЗ

При 1ф. КЗ у вас изолированная нейтраль, ток очень малый.

Судя по вашим данным, генератор имеет Хd=170/148=1.15 о.е.
(логика такая: Eопыт.кз=Xd*Iопыт.кз, Iопыт.кз=1 -->Eопыт.кз=Xd в относительных единицах)

Eопыт.кз/Eопыт.хх=170/148.
Eопыт.хх=1. --->Eопыт.кз=170/148=1.15)

В режиме нагрузки, будучи нагруженным на Z=1 о.е. и поддерживая напряжение U=1 о.е., он должен иметь ЭДС E=U+Xd*I=1+Xd=1+1.15=2.15 о.е.
Проверям по другим данным: Eном/Eхх=Iвозб.ном/Iвозб.хх=325/148=2.2, т.е. все примерно сходится.

Однако в данных нет совершенно информации о форсировке возбуждения. Для генератора СГСБ-14-100.... (новый) этот коэффициент был 1.5, т.е. предельный ток возбуждения был 400 с чем-то.
Надо найти информацию о предельном токе возбуждения.

Если считать, что предельное возбуждение это 325, тогда

Ik3=E/Xd=2.2/1.15=1.91 (1.91*287=549 А)
Ik2=E/(Xd+X2)=2.2*1.73/(1.15+0.2)=2.82 (2.82*247=809 А)
(!! да-да, ток двухфазного в установившемся режиме БОЛЬШЕ трехфазного)

Однако нет никакой гарантии, что это так, вполне может быть, что предельное возбуждение будет 400 с чем-то и тогда ток надо умножить где-то на 1,5.
Рекомендую запросить данные по системе возбуждения.

11

Re: Расчет токов КЗ

Однако в данных нет совершенно информации о форсировке возбуждения. Для генератора СГСБ-14-100.... (новый) этот коэффициент был 1.5, т.е. предельный ток возбуждения был 400 с чем-то.
Надо найти информацию о предельном токе возбуждения.

т.е. если я правильно понял, если как Вы говорите предельный ток возбуждения допустим 400А то:
Eном/Eхх=Iвозб.ном/Iвозб.хх=400/148=2.7

Ik3=E/Xd=2.7/1.15=2,34 (2,34*287=673 А)
Ik2=E/(Xd+X2)=2.7*1.73/(1.15+0.2)=3,46(3,46*247=993А

Все верно?
Откуда вы нашли реактивное сопротивление обратной последовательности Х2 ?
Получается расчет ткз на выводах генератора в t=0 я сделал верно, а в установившимся режиме вести расчет по вашим подсказкам?

В режиме нагрузки, будучи нагруженным на Z=1 о.е. и поддерживая напряжение U=1 о.е., он должен иметь ЭДС E=U+Xd*I=1+Xd=1+1.15=2.15 о.е.
Проверям по другим данным: Eном/Eхх=Iвозб.ном/Iвозб.хх=325/148=2.2, т.е. все примерно сходится.

Я правильно понимаю, что в дальнейших расчетах можно использовать это E=U+Xd*I=1+Xd=1+1.15=2.15 о.е или Eном/Eхх=Iвозб.ном/Iвозб.хх=325/148=2.2 т.е. в принципе одно и тоже рассчитываем?

И последний вопрос. Это был советский генератор и паспорт на него "наш", а что делать с буржуйскими? Вот например stamford, там наврятли есть пообные данные:
Uвоз = 74В
Ток = 325А
Ток холостого хода при Uн=148А
Ток короткого замыкания при Iн=170А

не судите строго), я только учусь!

12 (2019-04-23 10:31:30 отредактировано retriever)

Re: Расчет токов КЗ

X2 задал среднепотолочное (Хd'' и X2 около 0.2)

Roman P писал(а):
2019-04-22 20:36:40

Я правильно понимаю, что в дальнейших расчетах можно использовать это E=U+Xd*I=1+Xd=1+1.15=2.15 о.е или Eном/Eхх=Iвозб.ном/Iвозб.хх=325/148=2.2 т.е. в принципе одно и тоже рассчитываем?

В принципе одно и то же. Но это  - ЭДС в нормальном режиме, возможно, есть какой-то запас "вверх" и/или форсировка, как уже писал выше. Тогда эта цифра мало что дает.

Roman P писал(а):
2019-04-22 20:36:40

И последний вопрос. Это был советский генератор и паспорт на него "наш", а что делать с буржуйскими? Вот например stamford, там наврятли есть пообные данные:

У stamford как раз все отлично дано.
Там в конце есть кривая, которая показывает изменение тока во времени. И параметры все заданы.
Расчет токов КЗ при параллельной работе генераторов.

  • СГСБ 14-100.pdf
    size: 23.36Кб type: pdf
  • см. стр.13.doc
    size: 867.5Кб type: doc

13

Re: Расчет токов КЗ

retriever писал(а):
2019-04-23 10:30:50

X2 задал среднепотолочное (Хd'' и X2 около 0.2)


В принципе одно и то же. Но это  - ЭДС в нормальном режиме, возможно, есть какой-то запас "вверх" и/или форсировка, как уже писал выше. Тогда эта цифра мало что дает.


У stamford как раз все отлично дано.
Там в конце есть кривая, которая показывает изменение тока во времени. И параметры все заданы.
Расчет токов КЗ при параллельной работе генераторов.

Спасибо!
Но хотелось бы все же уточнить.
Предположим мне нужно рассчитать ткз на выводах генератора stamford (именно рассчитать)
Данные взял из соседней темы:
Uном = 6,3 кВ
Sном = 2148 кВА
Xd = 2.51
X"d = 0.16
X2 = 0.231
Считаем:
I = 3125/1.73/6.3=197.08 A
E’’=1+1* X’’d*0,6=1,096
I3кз = 1.096*197.08/0.16=1350 А (Если посмотреть на график в конце мануала, вроде как похоже)
I2кз = 1,73*1,096*197,08/(0,16+0,231)=556,85 А

I(3)кз.уст = Е*I/Xd=1,096*197,08/2,51= 86
I(2)кз.уст = E*I/Xd+X2 = 1.096*197.08/(0.231+2.51) = 78.8

совсем никак с графиком не бьется.
Понимаю что E посчитана не верно, но там же нет подобных данных.

Как тут посчитать.

Мне хочется найти универсальный алгоритм, что бы потом записать в программу

не судите строго), я только учусь!

14

Re: Расчет токов КЗ

Roman P писал(а):
2019-04-23 11:41:55

I(3)кз.уст = Е*I/Xd=1,096*197,08/2,51= 86
I(2)кз.уст = E*I/Xd+X2 = 1.096*197.08/(0.231+2.51) = 78.8

ЭДС в установившемся режиме не 1+Xd''=1.16, а больше. E=1+Xd=1+2.51=3.51 в установившемся режиме без АРВ

С АРВ E=Xd*Iкз.уст/Iном=2.51*718/197=9.15.

15

Re: Расчет токов КЗ

retriever писал(а):
2019-04-23 14:45:57

ЭДС в установившемся режиме не 1+Xd''=1.16, а больше. E=1+Xd=1+2.51=3.51 в установившемся режиме без АРВ

С АРВ E=Xd*Iкз.уст/Iном=2.51*718/197=9.15.

Спасибо

Добавлено: 2019-04-23 16:36:47

Стоп, что то я опять запутался)

ЭДС в установившемся режиме не 1+Xd''=1.16, а больше. E=1+Xd=1+2.51=3.51 в установившемся режиме без АРВ

С АРВ E=Xd*Iкз.уст/Iном=2.51*718/197=9.15.

I(3)кз.уст = Е*I/Xd

E=Xd*Iкз.уст/Iном

Система уравнений с двумя переменными? (просто я беру из расчета, что графика у меня нет, и нет данных токе кз в уст. режиме. Мы его ищем!)

не судите строго), я только учусь!

16

Re: Расчет токов КЗ

Roman P писал(а):
2019-04-23 15:36:47

Система уравнений с двумя переменными? (просто я беру из расчета, что графика у меня нет, и нет данных токе кз в уст. режиме. Мы его ищем!)

Почему нет, раз кривая дана в паспорте?
Смысл имеет пересчет этого тока при более удаленных КЗ, вот для этого считаем ЭДС.

Однако при совсем удаленных КЗ генератор будет в режиме нормального напряжения, и ЭДС будет уже не такой большой.

17

Re: Расчет токов КЗ

retriever писал(а):
2019-04-23 15:46:14

Почему нет, раз кривая дана в паспорте?
Смысл имеет пересчет этого тока при более удаленных КЗ, вот для этого считаем ЭДС.

Однако при совсем удаленных КЗ генератор будет в режиме нормального напряжения, и ЭДС будет уже не такой большой.

Делаю универсальную программку для расчетов ТКЗ в любой точке.
Поэтому задавать нет возможности реализовать графики всех генераторов, к тоже в начале этой тему паспорт на советский генератор (там нет никаких графиков).
Пытаюсь найти (понять для себя) универсальный расчет ТКЗ для генератора любого производителя, марки, типа.

не судите строго), я только учусь!

18 (2019-04-23 16:36:59 отредактировано retriever)

Re: Расчет токов КЗ

Сделайте возможность ввода исходных данных в программу разными способами. Считайте ЭДС либо через  возбуждение максимальное/возбуждение в ХХ, либо через отношение токов по кривой.
Результат один и тот же будет.

Что-то подобное в экселе я выкладывал в теме Расчет токов КЗ при параллельной работе генераторов.