Технические данные - Трансформаторы силовые масляные ТМ, ТМФ, ТМЗ. Напряжение короткого замыкания трансформатора таблица
Технические данные - Трансформаторы силовые масляные ТМ, ТМФ, ТМЗ
2.1. Трансформаторы выпускаются с поминальным напряжением первичной обмотки (обмотки высшего напряжения) до 10 кВ включительно.
Номинальные напряжения вторичных обмоток трансформатора (обмоток низшего напряжения), схемы и группы соединения обмоток в соответствии с таблицей 2.1.
2.2. Регулирование напряжения осуществляется переключением без возбуждения (ПБВ).
Для регулирования напряжения трансформаторы снабжаются высоковольтными переключателями, позволяющими регулировать напряжение ступенями по 2,5% на величину ±2x2,5% от номинального значения при отключенном от сети трансформаторе со стороны НН и ВН.
Переключатель присоединен к обмотке высшего напряжения.
2.3. Номинальные значения потерь холостого хода и напряжения короткого замыкания трансформаторов указаны в таблице 2.1.
Габаритные размеры и масса приведены в приложениях 15-33.
ПРИМЕЧАНИЕ. Трансформаторы выпускаются по двум уровням потерь холостого хода и тока холостого хода. Для трансформаторов первого уровня значения потерь холостого хода и тока холостого хода должны быть не более указанных в таблице 2.1. Предельные отклонения но ГОСТ 11677-85.
Трансформаторы с наименьшими потерями изготавливаются из стали 3406 толщиной 0,30 мм и других более высококачественных сталей марок 3407, 3408 и др. Для трансформаторов второго уровня устанавливаются значения потерь холостого хода и тока холостого хода более значений, определяемых по таблице 2.1 (с предельными отклонениями по ГОСТ 11677-85), но не более чем на 10% по потерям и току холостого хода.
Таблица 2.1.
Обозначение типа | номинальная мощность, кВА | сочетание напряжений, кВ | схема и группа соединений обмоток | потери холостого хода, Вт | потери короткого замыкания, Вт | напряжение короткого замыкания, % | ток холостого хода, % | тепловая постоянная времени, ч |
ТМ-25/10 | 25 | 6/0,4; 10/0,4 | У/Ун-0 | 115 | 600 | 4.5 4.7 | 2,8 | - |
Д/Ун-11 | 690 |
ТМ-40/10 | 40 | 6/0,4; 10/0,4 | У/Ун-0 | 155 | 880 | 4.5 4.7 | 2,6 | - |
Д/Ун-11 | 1000 1400 |
ТМ-63/10 | 63 | 6/0,4; 10/0,4 | У/Ун-0 | 230 | 4,5 | 3,4 | - |
Д/Ун-11 | 1460 |
ТМ-100/10 | 100 | 6/0,4; 10/0,4 | У/Ун-0 | 290 | 1900 | 4,5 | 2,2 | - |
Д/Ун-11 |
ТМ-160/10 | 160 | 6/0,4; 10/0,4 | У/Ун-0 | 450 | 2600 | 4,5 | 1,9 | - |
Д/Ун-11 | 3100 |
ТМ-250/10 | 250 | 6/0,4; 10/0,4 | У/Ун-0 | 700 | 3700 | 5 | 1,9 | - |
Д/Ун-11 | 4200 |
ТМФ-400/10 | 400 | 10/0,4 | Д/Ун-11 | 830 | 5900 | 4,5 | 2.0 | - |
У/Ун-0 | 5500 |
ТМ-400/6 | 6/0.4 | Д/Ун-11 | 5900 |
У/Ун-0 | 5500 |
ТМ-400/10 | 6/0,4 | Д/Ун-11 | 5900 | 4,5 | 2.0 | - |
10/0,4 | У/Ун-0 | 5500 |
ТМ-630/10 | 630 | 6/0,4 | У/Ун-0 | 1050 | 7600 | 5,5 | 1,8 | - |
10/0,4 | Д/Ун-11 | 8500 |
TM3-630/10 | 630 | 6/0,4; 6,3/0,4; 10/0,4 | У/Ун-0 | 1050 | 7600 | 5,5 | 1,8 | - |
6/0,4; 6/0,69; 10/0,4; 10/0,69 | Д/Ун-11 | 8500 |
ТМ-1000/10 | 1000 | 6/0,4; 10/0,4 | У/Ун-0 Д/Ун-11 | 1550 | 10800 | 5,5 | 1,2 | - |
ТМЗ-1000/10 | 5000 | 6/0,4; 6,3/0,4; 10/0.4 | У/Ун-0 Д/Ун-11 | 1550 | 10800 | 5,5 | 1,2 | - |
6/0.4; 6/0,69; 10/0.4; 10/0.69 |
ТМЗ-1600/10 | 1600 | 6/0,4; 10/0,4 6/0,69; 10/0,69 | У/Ун-0 Д/Ун-11 | 1950 | 16500 | 6.0 | 1.0 | - |
Д/Ун-11 |
ТМ-1600/10 | 1600 | 6-10/0,4 6-10/0,69-0,4 6-10/3.15-6,3 | У/Ун-0 Д/Ун-11 У/Д-11 | 1950 | 116 500 | 6.0 | 1.0 | - |
ТМЗ-2500/10 | 2500 | 10/0,4 | Д/Ун-11 | 3100 | 28000 | 6.0 | 0,8 | - |
nomek.ru
Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия
В этой статье мы ниже рассмотривает пример расчет из курсового проекта тока КЗ. Скажем сразу, расчетов токов КЗ целое исскуство, и если Вам необходимо рассчитать токи КЗ для реальных электроустановок, то лучше скачать следующие методические пособия разработанные Петербурским энергетическим университетом повышения квалификации и всё сделать по ним.
И так:
1. И.Л. Небрат. Расчеты токов короткого замыкания в сетях 0,4 кв — скачать;
2.И.Л.Небрат, Полесицкая Т.П. Расчет ТКЗ для РЗ, часть 1 — скачать;
3.И.Л.Небрат, Полесицкая Т.П. Расчет ТКЗ для РЗ, часть 2 — скачать.
Так же полезно будет иметь под рукой программы, которые помогут Вам точно расчитать токи КЗ. Данных программ в настоящее время много и Вы можете найти большое количество различного софта в интернете, на который Вы можете потратить от часа до нескольких дней, чтобы разобраться как в нём работать. Ниже я выложу перечень программ в файле ворд, в котором указаны производители программ и как и где их можно получить (ссылок на скачивание в файле нет). А также выложу одну программу для расчета токов КЗ в сетях 0.4кВ. Данная программа очень древняя, но и такая же надежная как весь совеский аэрофлот. Работает из под DOSa. Эмулятор в файле скачивания. И так:
1. Переченьпрограмм расчетов ТКЗ и уставок РЗ (если Вы знаете какие-то другие программы, то пишите на pue8(г а в)mail.ru). Мы их включим в перечень.;
2. Программа для расчета токов КЗ в сетях 0.4 кВ.
Если Вам необходим расчет для курсового проекта или учебного задания, то ниже приведен не большой расчет, который в этом Вам поможет.
В задании к курсовому проекту приводятся данные об эквивалентных параметрах сети со стороны высшего напряжения рабочих трансформаторов СН (ТСН) и со стороны высшего напряжения резервных трансформаторов СН (РТСН). В соответствии с рис.2.1, приводятся: ток КЗ на ответвлении к ТСН (3) по I , кА при номинальном напряжении генератора Uгн, кВ или эквивалентное сопротивление сети со стороны ВН ТСН ТСН э X , Ом. Имеет место следующая зависимость:
Рис.2.1. Расчетная схема для определения токов КЗ при расположении точек КЗ на секциях СН 6(10) кВ и 0,4(0,69) кВ.Для резервных трансформаторов СН задается ток к.з. на шинах ОРУ в точке включения РТСН (3) по I , кА при среднеэксплуатационном напряжении ОРУ ср U , кВ или эквивалентное сопротивление системы в точке включения РТСН РТСН э Х , Ом:
Учитывается возможность секционирования с помощью токоограничивающих реакторов секций РУСН-6 кВ. Это дает возможность применить на секциях за реактором более дешевые ячейки КРУ с меньшими токами термической и электродинамической стойкости и меньшим номинальным током отключения, чем на секциях до реактора, и кабели с меньшим сечением токопроводящих жил.
Расчет ведется по среднеэксплуатационным напряжениям, равным в зависимости от номинального напряжения 1150; 750; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,66; 0,525; 0,4; 0,23, и среднеэксплуатационным коэффициентам трансформации. В учебном пособии расчеты по определению токов КЗ в относительных (базисных) единицах применительно к схеме Ленинградской АЭС с тремя системами напряжения (750, 330, 110 кВ) и напряжением 6,3 кВ проводились с учетом как действительных, так и среднеэксплуатационных коэффициентов трансформации трансформаторов и автотрансформаторов.
Показано, что расчет по среднеэксплуатационным напряжениям не вносит существенных корректировок в уровни токов КЗ. В то же время требуется серьезная вычислительная работа методом последовательных приближений, чтобы связать уровни напряжения генераторов, значения их реактивных мощностей с учетом коэффициента трансформации АТ связи, рабочих и резервных ТСН и напряжений на приёмных концах линий. При сокращении числа переключений трансформаторов и АТ связи с РПН из соображений надежности работы блоков задача выбора отпаек РПН становится менее актуальной.
Схемы замещения для точек КЗ на напряжениях 6,3 и 0,4 кВ приведены на рис.2.2.Все сопротивления приводятся к базисным условиям и выражаются либо в относительных единицах (о.е.) либо в именованных (Ом). В начале расчета необходимо определиться, в каких единицах будут производиться вычисления, и сохранять данную систему единиц до конца расчетов. Методики определения токов КЗ с использованием относительных и именованных единиц равноправны.
В работе приводятся методики расчетов в относительных и в именованных единицах, как с учетом действительных коэффициентов трансформации, так и по среднеэксплуатационным напряжениям.
В работе приводятся расчеты как в относительных, так и в именованных единицах для простейших схем 0,4 кВ, где нужно учесть не только индуктивное, но и активное сопротивления.
Рис.2.2. Схема замещения в случае наличия реактора при питании секций 6(10) кВ СН: а – от рабочего ТСН; б – от резервного ТСН Для расчета в относительных единицах задают базисную мощность Sбаз, базисное напряжение Uбаз и вычисляют базисные токи Iбаз. В качестве базисной целесообразно принять номинальную мощность трансформатора СН: Sбаз = SТСН, МВА. Базисное напряжение принимают, как правило, равным для точек К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ; для точек К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ. Заметим, что при расчете в относительных единицах можно выбрать любые другие значения Sбаз, Uбаз.
Базисные токи в точках короткого замыкания К1 – К4, кА:
При расчетах в именованных единицах задают только базисное напряжение Uбаз – напряжение той точки, для которой рассчитываются токи КЗ: для точек К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ; для точек К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ.Сопротивления сети в точках включения рабочего хсист1 и резервного хсист2 трансформаторов СН приводятся к базисным условиям по формулам:в относительных единицах:
где uкв-н – напряжение короткого замыкания ТСН между обмоткой ВН и обмотками НН, включенными параллельно, о.е.;uкн-н – напряжение короткого замыкания ТСН между обмотками НН, приведенное к половинной мощности ТСН, о.е.;SТСН – номинальная мощность ТСН, МВА.
При использовании справочников для определения напряжения короткого замыкания uкн-н следует обращать внимание на указанный в примечаниях смысл каталожных обозначений. Если напряжение короткого замыкания uк НН1-НН2 отнесено в каталоге к номинальной мощности трансформатора, то данное uк НН1-НН2 необходимо пересчитать для половинной мощности, разделив на 2. В случае неверной подстановки в формулы (2.5), (2.5′) зачастую сопротивление хв получается отрицательным. Например, для ТСН марки ТРДНС-63000/35 в табл.3.5 справочника uкв-н = 12,7% и uкн-н = 40% отнесены к полной мощности трансформатора – см. примечание к таблице.
В этом случае в скобках формул (2.5), (2.5′) должно стоять выражение (0,127 – 20,2 ). Например, для РТСН марки ТРДН-32000/150 в табл.3.7 справочника uкв-н = 10,5% и uкн-н = 16,5% отнесены к половинной мощности трансформатора. При этом в скобках формул (2.5), (2.5′) должно быть (0,105 – 20,165 ). На блоках мощностью до 120 МВт используются двухобмоточные трансформаторы собственных нужд без расщепления. В этом случае сопротивление ТСН или РТСН вычисляется по формулам:
в относительных единицах:
где uкв-н – напряжение короткого замыкания трансформатора между обмотками высшего и низшего напряжений, о.е.;Sбаз, SТСН, SРТСН имеют тот же смысл, что и в формулах (2.5), (2.5′), (2.6),(2.6′).
Сопротивление участка магистрали резервного питания:
в относительных единицах:
где Худ – удельное сопротивление МРП, Ом/км;МРП – длина МРП, км;Uср – среднеэксплуатационное напряжение на первой ступени трансформации, кВ.
Сопротивление трансформатора собственных нужд 6/0,4 кВ:
в относительных единицах:
где SТ 6/0,4 – номинальная мощность трансформатора, МВА.Аналогично рассчитывается сопротивление трансформатора 10,5/0,69 кВ.
Сопротивление одинарных токоограничивающих реакторов Хр задается в Омах и для приведения к базисным условиям используют формулы:
в относительных единицах:
В некоторых каталогах сопротивление токоограничивающих реакторов Хр приводится в процентах и для приведения к базисным условиям используют формулы:
в относительных единицах:
где Iрн – номинальный ток реактора, кА, определяемый по мощности тех электродвигателей, которые предполагается включить за реактором.
Индуктивное сопротивление реактора Хр определяют по допустимому току КЗ за реактором Iп0доп. Значение Iп0доп связано с номинальным током отключения предполагаемых к установке за реактором выключателей (Iп0доп — Iоткл.н).
Одновременно происходит и снижение теплового импульса тока КЗ за реактором Вдоп, что благоприятно для выбора сечения кабелей по условиям термической стойкости и невозгорания. При определении Iп0доп и Вдоп следует учитывать, что реактор не в состоянии ограничить подпитку точки КЗ от двигателей за реактором Iпд0 и ухудшает условия их пуска и самозапуска, т.е.
где Iпс – периодическая составляющая тока подпитки точки КЗ от ветви, в которую предполагается включить реактор;
Iпд0 – ток подпитки от двигателей за реактором.Потеря напряжения U в одинарном реакторе при протекании токов рабочего режима I:
Сопротивление эквивалентного двигателя на каждой секции определяется через его мощность или через коэффициент загрузки Кзгр и номинальную мощность трансформатора СН. При отсутствии токоограничивающего секционного реактора и использовании на первой ступени трансформатора с расщепленными обмотками имеем:
В случае различия расчетных мощностей двигательной нагрузки Sд1, Sд2, в дальнейшем расчете сопротивления эквивалентного двигателя будет участвовать максимальная из них, вне зависимости от способа питания секций 6,3 кВ (от рабочего и резервного ТСН).
При использовании секционного токоограничивающего реактора определяется его проходная мощность Sр по формуле (2.12) и далее – мощности двигателей:

при использовании РТСН для замены рабочего ТСН энергоблока, работающего на мощности. Наличие предварительной нагрузки РТСН характерно для блоков генератор-трансформатор без генераторных выключателей. При наличии выключателя в цепи генераторного токопровода, что предусмотрено действующими нормами технологического проектирования, пуск и останов энергоблока обычно осуществляется от рабочего ТСН и надобности в использовании РТСН в этих режимах не возникает. Поэтому для схем с генераторными выключателями можно принимать ТСН згр к = РТСН згр к = 0,7. При отсутствии выключателей в цепи генераторного токопровода РТСН згр к возрастает.
Наличие секционного токоограничивающего реактора приводит к изменению распределения двигателей по сравнению с вариантом без реактора и к изменению доли подпитки ими точек КЗ до и после реактора. При КЗ в точке К2 не следует учитывать подпитку от двигателей, включенных до реактора, а при КЗ в точке К1 не следует учитывать подпитку от двигателей, включенных за реактором.
По вычисленным мощностям двигателей Sд определяют приведенные сопротивления двигательной нагрузки в вариантах при отсутствии реактора и при его наличии:
в относительных единицах:


pue8.ru
. Особенности расчета ТКЗ трансформаторов 10 / 0.4кВ
−сопротивление внешней энергосистемы при расчете токов металлического КЗ в силовых сборках, сборках задвижек, а также КЗ за отходящими от сборок и шин кабелями;
−сопротивление внешней энергосистемы при расчете всех видов дугового КЗ;
−влияние асинхронных электродвигателей при расчете всех видов дуговых КЗ. Коэффициенты трансформации трансформаторов допускается принимать равными отношению средних номинальных напряжений тех ступеней напряжения, которые связывают трансформаторы. При этом следует использовать следующую шкалу средних номинальных напряжений:
37; 24; 20; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,525; 0,4; 0,23 кВ.
Определение параметров элементов сети
Расчет токов КЗ в сети напряжением до 1 кВ целесообразно проводить в именованных единицах.
При составлении эквивалентных схем замещения следует в качестве основной ступени выбирать ступень пониженного напряжения, как правило, 0,4 кВ, а активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражать в миллиомах (мОм).
Сопротивление внешней системы включает в себя сопротивление прилегающей части энергосистемы на стороне высокого напряжения рабочего или резервного трансформатора питания РУ 6 (10) кВ, сопротивление собственно трансформаторов рабочего и резервного питания РУ 6 (10) кВ, а также сопротивление шинопроводов или кабельных связей, по которым осуществляется ввод рабочего или резервного питания на шины секций РУ 6 (10) кВ. Сопротивление (в
миллиомах) прилегающей части энергосистемы (ХС) может быть определено при известном значении тока трехфазного КЗ на стороне высокого напряжения по формуле 2.1:
XC= | U 2 | = | U 2 | 10−3 |
cp.нн | cp.нн | (1.34) |
3 | IКЗвнUcp.вн | | SКЗ |
где:
Ucp.нн – среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения
трансформатора, В;
I КЗвн – действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА;
Ucp.вн –среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка низшего
напряжения трансформатора, В;
SКЗ – мощность короткого замыкания у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора
мВА.
Активное (Rт) и индуктивное сопротивления (Хт) (в миллиомах) трансформаторов 0,4 кВ, приведенные к ступени низшего напряжения, следует определять по формулам:
| R | = | P | U 2 нн. ном. | 10 | 6 | |
| | КЗ | | | | | (1.35) |
| | | S | | | | |
| T | | | | 2 | | | | | |
| | | | | Т. ном. | | | |
| XT | = | | U КЗUнн2 | . ном | | | | (1.36) |
| | 100ST . ном | | |
| | | | | | |
где: U КЗ – напряжение короткого замыкания трансформатора, %; | |
PКЗ – потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт; | |
Uнн. ном.– | номинальное | линейное | напряжение обмотки | низшего напряжения |
трансформатора, кВ;
ST . ном – номинальная мощность трансформатора, кВА.
Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности трансформаторов, обмотки которых соединены по схеме ∆/Уо (треугольник – звезда с заземленным нулем), практически равны соответственно активным и индуктивным сопротивлениям прямой последовательности. При соединении обмоток трансформаторов по схеме У/Уо (звезда – звезда с заземленным нулем) активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности значительно больше соответствующих сопротивлений прямой последовательности и имеют значительный разброс, вследствие чего наиболее достоверные результаты могут быть получены путем непосредственного измерения этих сопротивлений для каждого конкретного трансформатора.
studfiles.net
Технические характеристики силовых трансформаторов - Таблицы - Справочник
Таблица 1. Технические данные масляных двухобмоточных трансформаторов общего назначения класса 6-10 кВ Тип трансформатора | Схема соед. обм. | Потери, Вт | Uкз, % | Iхх, % | Сопротивление, мОм | хх | кз | Rт | Хт | Zт | Zт(1) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ТМ-25/10/0,4 | Y-Y-0 | 130 | 600 | 4,5 | 3,2 | 154 | 244 | 287 | 3110 | -40 | 175 | 880 | 4,5 | 3 | 88 | 157 | 180 | 1944 | -63 | 240 | 1280 | 4,5 | 2,8 | 52 | 102 | 114 | 1237 | -100 | 330 | 1970 | 4,5 | 2,6 | 31,5 | 65 | 72 | 779 | -160 | 510 | 2650 | 4,5 | 2,4 | 16,6 | 41,7 | 45 | 486 | -250 | 740 | 3700 | 4,5 | 2,3 | 9,4 | 27,2 | 28,7 | 311 | -400 | 950 | 5500 | 4,5 | 2,1 | 5,5 | 17,1 | 18 | 195 | -630 | 1310 | 7600 | 5,5 | 2 | 3,1 | 13,6 | 14 | 128 | -1000 | 2000 | 12200 | 6,5 | 1,4 | 1,7 | 8,6 | 8,8 | 81 | -1600/6/0,4 | 2750 | 18000 | 6,5 | 1,3 | 1,0 | 5,4 | 5,5 | 63,5 | ТМ-2500/6/0,4 | | 3850 | 23500 | 6,5 | 1 | 0,64 | 3,46 | 3,52 | 10,56 | Модернизированные | ТМ-400/10/0,4 | Y-Y-0 | 900 | 5500 | 4,5 | 1,5 | 5,5 | 17,1 | 18 | 81 | -630 | 1250 | 7600 | 5,5 | 1,25 | 3,1 | 13,6 | 14 | 63,5 | 1000 | 1900 | 10500 | 5,5 | 1,15 | 1,7 | 8,6 | 8,8 | 26,4 | Примечания. - Указанные в таблице значения сопротивлений приведены к напряжению 0,4 кВ.
Для трансформаторов со вторичным напряжением 0,23 кВ данные таблицы следует уменьшить в 3 раза, а 0,69 кВ – увеличить в 3 раза. - В колонках 7, 8, 9 указаны сопротивления прямой последовательности (для расчетов токов КЗ).
Таблица 2. Технические данные масляных и сухих трансформаторов для комплектных трансформаторных подстанций Тип трансформатора | Схема соед. обм. | Потери, Вт | Uкз, % | Iхх, % | Сопротивление, мОм | хх | кз | Rт | Хт | Zт | Zт(1) | | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ТМЗ-25/10/0,4 | Y-Y-0 | 740 | 3700 | 4,5 | 2,3 | 9,4 | 27,2 | 28,7 | 311 | -400 | 950 | 5500 | 4,5 | 2,1 | 5,5 | 17,1 | 18 | 195 | ТМЗ (ТНЗ)-630 | 1310 | 7600 | 5,5 | 1,8 | 3,1 | 13,6 | 14 | 128 | -1000 | 1900 | 10800 | 5,5 | 1,2 | 1,7 | 8,6 | 8,8 | 81 | -1600 | 2650 | 16500 | 6 | 1 | 1 | 5,4 | 5,5 | 63,5 | -2500 | 3750 | 24000 | 6 | 0,8 | 0,64 | 3,46 | 3,52 | 10,56 | ТСЗ-160 | 700 | 2700 | 5,5 | 4 | 16,6 | 41,7 | 45 | 486 | -250 | 1000 | 3800 | 5,5 | 3,5 | 9,4 | 27,2 | 28,7 | 311 | -400 | 1300 | 5400 | 5,5 | 1,8 | 5,5 | 17,1 | 18 | 195 | ТСЗЛ-630 | 2000 | 7300 | 5,5 | 1,5 | 3,1 | 13,6 | 14 | 128 | -1000 | 2500 | 12000 | 8 | 1,1 | 1,7 | 8,6 | 8,8 | 81 | -1600 | 3400 | 16000 | 5,5 | 0,7 | 1 | 5,4 | 5,5 | 63,5 | -2500 | 4600 | 20500 | 6 | 0,65 | 0,64 | 3,46 | 3,52 | 10,56 | Примечание. Rт, Xт, Zт – активное, индуктивное и полное сопротивления трансформатора прямой последовательности, предназначены для расчетов токов КЗ. Zт(1) – сопротивление току однофазного КЗ Таблица 3. Технические данные сухих трансформаторов общего назначения класса 10 кВ Тип | Sн, кВ·А | Номинальное на- пряжение обмоток, В | Потери, Вт | Uкз, % | Iхх, % | ВН | НН | ХХ | КЗ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ТС-10/0,66 ТСЗ-10/0,66 | 10 | 380,660 380 | 230, 400 36,42 | 75 (90) | 280 | 4,5 | 7 | ТС-16/0,66ТСЗ-16/0,66 | 16 | 380, 660220 380 | 230, 400 230 36, 42 | 100(125) | 400 | 4,5 | 5,8 | ТС-25/0,66 ТСЗ-25/0,66 | 25 | 380, 660220 380 | 230, 400230 36, 42 | 140(180) | 560 | 4,5 | 4,8 | ТС-40/0,66 ТСЗ-40/0,66 | 40 | 380, 660220 380 | 230, 4000230 36, 42 | 200(250) | 800 | 4,5 | 4 | ТС-63/0,66 ТСЗ-63/0,66 | 63 | 380, 660220 | 230, 4000230 | 280(350) | 1050 | 4,5 | 3,3 | ТС-100/0,66 ТСЗ-100/0,66 | 100 | 380, 660 | 230, 400 | 390(490) | 1450 | 4,5 | 2,7 | ТС-1600/0,66 ТСЗ-1600/0,66 | 160 | 380, 660 | 230, 400 | 560(700) | 2000 | 4,5 | 2,3 | Примечание. В скобках указаны данные для трансформаторов т. ТСЗ. |
www.elektrikii.ru
Расчет токов короткого замыкания | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели и посетители сайта «Заметки электрика».
У меня на сайте есть статья про короткое замыкание и его последствия. Я в ней приводил случаи из своей практики.
Так вот чтобы минимизировать последствия от подобных аварий и инцидентов, необходимо правильно выбирать электрооборудование. Но чтобы его правильно выбрать, нужно уметь рассчитывать токи короткого замыкания.
В сегодняшней статье я покажу Вам как можно самостоятельно рассчитать ток короткого замыкания, или сокращенно ток к.з., на реальном примере.
Я понимаю, что многим из Вас нет необходимости производить расчеты, т.к. обычно этим занимаются, либо проектанты в организациях (фирмах), имеющих лицензию, либо студенты, которые пишут очередной курсовой или дипломный проект. Особенно понимаю последних, т.к. сам будучи студентом (в далеком двух тысячном году), очень жалел, что в сети не было подобных сайтов. Также данная публикация будет полезна энергетикам и электрикам для поднятия уровня саморазвития, или чтобы освежить в памяти когда-то прошедший материал.
Кстати, я уже приводил пример расчета защиты асинхронного двигателя. Кому интересно, то переходите по ссылочке и читайте.
Итак, перейдем к делу. Несколько дней назад у нас на предприятии случился пожар на кабельной трассе около цеховой сборки №10. Выгорел практически полностью кабельный лоток со всеми там идущими силовыми и контрольными кабелями. Вот фото с места происшествия.


Сильно вдаваться в «разбор полетов» я не буду, но у моего руководства возник вопрос о срабатывании вводного автоматического выключателя и соответствие его номинального тока для защищаемой линии. Простыми словами скажу, что их интересовала величина тока короткого замыкания в конце вводной силовой кабельной линии, т.е. в том месте, где случился пожар.

Естественно, что никакой проектной документации у цеховых электриков по расчетам токов к.з. на эту линию не нашлось, и мне пришлось самому производить весь расчет, который я выкладываю в общий доступ.
Сбор данных для расчета токов короткого замыкания
Силовая сборка №10, около которой случился пожар, питается через автоматический выключатель А3144 600 (А) медным кабелем СБГ (3х150) от понижающего трансформатора №1 10/0,5 (кВ) мощностью 1000 (кВА).
В скобках около марки кабеля указано количество жил и их сечение (как рассчитать сечение кабеля).

Не удивляйтесь, у нас на предприятии еще много действующих подстанций с изолированной нейтралью на 500 (В) и даже на 220 (В).
Скоро буду писать статью о том, как в сеть 220 (В) и 500 (В) с изолированной нейтралью установить счетчик. Не пропустите выход новой статьи — подпишитесь на получение новостей.
Понижающий трансформатор 10/0,5 (кВ) питается силовым кабелем ААШв (3х35) с высоковольтной распределительной подстанции № 20.

Некоторые уточнения для расчета тока короткого замыкания
Несколько слов хотелось бы сказать про сам процесс короткого замыкания. Во время короткого замыкания в цепи возникают переходные процессы, связанные с наличием в ней индуктивностей, препятствующих резкому изменению тока. В связи с этим ток к.з. во время переходного процесса можно разделить на 2 составляющие:
- периодическая (появляется в начальный момент и не снижается, пока электроустановка не отключится от защиты)
- апериодическая (появляется в начальный момент и быстро снижается до нуля после завершения переходного процесса)
Ток к.з. я буду расчитывать по РД 153-34.0-20.527-98.
В этом нормативном документе сказано, что расчет тока короткого замыкания допускается проводить приближенно, но при условии, что погрешность расчетов не составит больше 10%.
Расчет токов короткого замыкания я буду проводить в относительных единицах. Значения элементов схемы приближенно приведу к базисным условиям с учетом коэффициента трансформации силового трансформатора.
Цель — это проверить вводной автоматический выключатель А3144 с номинальным током 600 (А) на коммутационную способность. Для этого мне нужно определить ток трехфазного и двухфазного короткого замыкания в конце силовой кабельной линии.
Пример расчета токов короткого замыкания
Принимаем за основную ступень напряжение 10,5 (кВ) и задаемся базисной мощностью энергосистемы:
-
базисная мощность энергосистемы Sб = 100 (МВА)
-
базисное напряжение Uб1 = 10,5 (кВ)
-
ток короткого замыкания на сборных шинах подстанции №20 (по проекту) Iкз = 9,037 (кА)
Составляем расчетную схему электроснабжения.

На этой схеме указываем все элементы электрической цепи и их параметры. Также не забываем указать точку, в которой нам нужно найти ток короткого замыкания. На рисунке выше я ее забыл указать, поэтому объясню словами. Она находится сразу же после низковольтного кабеля СБГ (3х150) перед сборкой №10.
Затем составим схему замещения, заменив все элементы вышеприведенной схемы на активные и реактивные сопротивления.
При расчете периодической составляющей тока короткого замыкания допускается активное сопротивление кабельных и воздушных линий не учитывать. Для более точного расчета активное сопротивление на кабельных линиях я учту.

Зная, базисные мощности и напряжения, найдем базисные токи для каждой ступени трансформации:

Теперь нам нужно найти реактивное и активное сопротивление каждого элемента цепи в относительных единицах и вычислить общее эквивалентное сопротивление схемы замещения от источника питания (энергосистемы) до точки к.з. (выделена красной стрелкой).
Определим реактивное сопротивление эквивалентного источника (системы):

Определим реактивное сопротивление кабельной линии 10 (кВ):

- Хо — удельное индуктивное сопротивление для кабеля ААШв (3х35) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, том 2, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
- l — длина кабельной линии (в километрах)
Определим активное сопротивление кабельной линии 10 (кВ):

- Rо — удельное активное сопротивление для кабеля ААШв (3х35) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, том 2, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
- l — длина кабельной линии (в километрах)
Определим реактивное сопротивление двухобмоточного трансформатора 10/0,5 (кВ):

- uк% — напряжение короткого замыкания трансформатора 10/0,5 (кВ) мощностью 1000 (кВА), берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 27.6
Активным сопротивлением трансформатора я пренебрегаю, т.к. оно несоизмеримо мало по отношению к реактивному.
Определим реактивное сопротивление кабельной линии 0,5 (кВ):

- Хо — удельное сопротивление для кабеля СБГ (3х150) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
- l — длина кабельной линии (в километрах)
Определим активное сопротивление кабельной линии 0,5 (кВ):

- Rо — удельное сопротивление для кабеля СБГ (3х150) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
- l — длина кабельной линии (в километрах)
Определим общее эквивалентное сопротивление от источника питания (энергосистемы) до точки к.з.:

Найдем периодическую составляющую тока трехфазного короткого замыкания:

Найдем периодическую составляющую тока двухфазного короткого замыкания:

Результаты расчета токов короткого замыкания
Итак, мы рассчитали ток двухфазного короткого замыкания в конце силовой кабельной линии напряжением 500 (В). Он составляет 10,766 (кА).
Вводной автоматический выключатель А3144 имеет номинальный ток 600 (А). Уставка электромагнитного расцепителя у него выставлена на 6000 (А) или 6 (кА). Поэтому можно сделать вывод, что при коротком замыкании в конце вводной кабельной линии (в моем примере по причине пожара) автомат уверенно сработал и отключил поврежденный участок цепи.
Еще полученные значения трехфазного и двухфазного токов можно применить для выбора уставок релейной защиты и автоматики.
В этой статье я не выполнил расчет на ударный ток при к.з.
P.S. Вышеприведенный расчет был отправлен моему руководству. Для приближенного расчета он вполне сгодится. Конечно же низкую сторону можно было рассчитать более подробно, учитывая сопротивление контактов автоматического выключателя, контактных соединений кабельных наконечников к шинам, сопротивление дуги в месте замыкания и т.п. Об этом я как-нибудь напишу в другой раз.
Если Вам нужен более точный расчет, то можете воспользоваться специальными программами на ПК. Их в интернете множество.
Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:
zametkielectrika.ru
Глава седьмая расчет параметров короткого замыкания
7.1. Определение потерь короткого замыкания
Потерями короткого замыкания двухобмоточного трансформатора согласно ГОСТ 16110-82 называются потери, возникающие в трансформаторе при номинальной частоте и установлении в одной из обмоток тока, соответствующего ее номинальной мощности, при замкнутой накоротко второй обмотке. Предполагается равенство номинальных мощностей обеих обмоток.
Потери короткого замыкания Рк в трансформаторе могут быть, разделены на следующие составляющие:1)основные потери в обмотках НН и ВН, вызванные рабочим током обмоток, Росн1 и Росн2; 2)добавочные потерн в обмотках НН и ВН, т.е. потери от вихревых токов, наведенных полем рассеяния в обмотках РД1 и РД2; 3)основные потери в отводах между обмотками и вводами (проходными изоляторами) трансформатора Ротв1 и Ротв2; 4)добавочные потери в отводах, вызванные полем рассеяния отводов, Ротв,Д1 и Ротв2,Д2; 5)потери в стенках бака и других металлических, главным образом ферромагнитных, элементах конструкции трансформатора, вызванные полем рассеяния обмоток и отводов, Pб.
Потери короткого замыкания могут быть рассчитаны или определены экспериментально в опыте короткого замыкания трансформатора. При опыте короткого замыкания номинальные токи в обмотках возникают при относительно малом напряжении (5-10 % номинального значения), а потери в магнитной системе, примерно пропорциональные второй степени напряжения, обычно пренебрежимо малы.
Обычно добавочные потери в обмотках и отводах рассчитывают, определяя коэффициент kД увеличения основных потерь вследствие наличия поля рассеяния. Так сумма основных и добавочных потерь в обмотке заменяется выражением
Таким образом, полные потери короткого замыкания, Вт, могут быть выражены формулой
(7.1)
где k≥1,0.
Согласно ГОСТ 11677-85 за расчетную (условную) температуру, к которой должны быть приведены потери и напряжение короткого замыкания, принимают: 75 °С для всех масляных и сухих трансформаторов с изоляцией классов нагревостойкости А, Е, В; 115°С для трансформаторов с изоляцией классов нагревостойкости F, Н, С.
Полные потери короткого замыкания готового трансформатора не должны отклоняться от гарантийного значения, заданного ГОСТ или техническими условиями на проект трансформатора, более чем на 10%. Учитывая, что потери готового трансформатора вследствие нормальных допустимых отклонении в размерах его частей могут отклоняться на ±5% расчетного значения, при расчете не следует допускать отклонение расчетных потерь короткого замыкания от гарантийного значения более чем на 5 %.
При нормальной работе трансформатора, т.е. при нагрузке его номинальным током при номинальных первичном напряжении и частоте, в его обмотках, отводах и элементах конструкции под воздействием токов обмоток и созданного ими поля рассеяния возникают потери, практически равные потерям короткого замыкания и одинаково с ними изменяющиеся при изменении тока нагрузки. Поэтому при всех расчетах потерь, вызванных в нормально работающем трансформаторе изменяющимися токами нагрузки обмоток, и при расчете КПД трансформатора обычно в качестве исходной величины пользуются рассчитанными или измеренными потерями короткого замыкания.
В трехобмоточном трансформаторе рассчитываются и измеряются три значения потерь короткого замыкания для трех парных сочетаний обмоток (I и II, I и III, II и III) при нагрузке каждой пары обмоток током, соответствующим 100 % мощности трансформатора. Потери короткого замыкания трехобмоточного трансформатора изменяются в зависимости от того, как распределена нагрузка между тремя его обмотками. Допускается любое распределение нагрузки между тремя обмотками, но так, чтобы ни одна из обмоток не была длительно нагружена током, превышающим номинальный ток плюс 5 %-ная перегрузка, а общие потери короткого замыкания трех обмоток не превысили максимальные потери. При этом максимальными потерями считаются приведенные к расчетной температуре потери короткого замыкания той пары обмоток, которая имеет наибольшие потери короткого замыкания.
studfiles.net
Опыт короткого замыкания однофазного трансформатора
В опыте короткого замыкания однофазного трансформатора вторичная обмотка закорачивается накоротко, то есть Zн=0, а напряжение вторичной обмотки U2=0. При этом напряжение первичной обмотки подводится пониженным, для того чтобы, не повредить трансформатор.
Схема опыта короткого замыкания

В опыте короткого замыкания определяют следующие параметры:
1 – Номинальное напряжение короткого замыкания Uk. Это напряжение первичной обмотки, при котором значения токов короткого замыкания в обмотках равны номинальным. Выражается в процентном соотношении от номинального напряжения U1н.

2 – Параметры схемы замещения. Так как ветви намагничивания при опыте короткого замыкания нет, то ток в первичной обмотке, равен току во вторичной.

Следовательно, полное сопротивление короткого замыкания можно определить как

3 – Сопротивления вторичной обмотки

4 – Полное падение напряжения короткого замыкания Uk в обмотках и его активную и реактивную составляющую в %

5 – Потери короткого замыкания Pk. Так как, в опыте короткого замыкания на первичную обмотку подается пониженное напряжение, то магнитный поток имеет малую величину и им можно пренебречь. Следовательно, мощность потребляемая трансформатором расходуется на электрические потери в обмотках.
Читайте также - Опыт холостого хода однофазного трансформатора
electroandi.ru
Поделиться с друзьями: