Први домаћи задатак из специјалних електричних инсталација( 2. група )

Прорачун највећих тренутних (ударних) Прорачун највећих тренутних (ударних) вредности вредности струја при трополном кратком струја при трополном кратком

споју споју

Електротехнички факултет универзитета у Београду

Владица Николић 331/01

Иван Влајић 168/02

Блок шема постројења

Разматра се трополни кратак спој у три случаја:

1. Квар на мотору када је систем прикључен на мрежу

2. Квар на мотору када је систем прикључен на дизел електрични агрегат (ДЕА)

3. Квар на сабирницама 0.4kV када је систем прикључен на ДЕА

Методологија прорачуна

Одређивање наизменичне субтранзијентне струје кратког споја

Формирање еквивалентне шеме Одређивање импеданси појединих елемената

Одређивање ударног фактора Провера реаговања осигурача

Sn=280kVA, Un=400VZg = (10 + j 68.6) m

G

10kV, 50Hz, Sks=250MVA, RM=0.1XM

Zm = (0.07744 + j 0.7744) m

Snt=250kVA, urt=1.3%,uxt=3.78%Zt = (8.32 + j 24.2) m

Ios=400A

Pn=22kW, =0.85,cos=0.90

M

Ios=80A

B, 45A

(1)

(2)

PP00-Y 4x16mm2,L=40mZ16 = (45.6 + j 3.6) m

I

PP00-Y 3x150+70mm2,L=50mZ150, ET = (6.15 + j 4) m

Ios=400A

PP00-Y 3x150+70mm2,L=5mZ150, DEA = (0.615 + j 0.4) m

II

Постројење:

Одређивање импеданси појединих елемената Напојне мреже:

0007706,00000771,0

62525400

10

481598,00481598,0

0481598,0481598,01,0

481598,001,1

484,0

01,1

01,0

1,0

484,0250

)101,1()(

2

22

2

222

222

22

jm

Z

V

kVm

jZ

R

ZX

XXZ

XRZ

XR

MVA

kV

S

UcZ

m

m

m

mm

mmm

mmm

mm

ks

mm

Трансформатора:

0255827,0

0

0255827,010250

40078,33,1

3

222

222

2

jZ

R

Z

Z

S

Uuu

S

UuZ

t

t

t

t

nt

nxtrt

ntkst

Табела

Напонски коефицијент за одређивање субтранзијентне струје кратког споја

Називни напон UНапонски коефицијент сМаксимална струја кратког споја

cmax

Минимална струја кратког споја

cmin

Ниски напон 100 V дo 1000 V

- 230 V / 400 V

- Други напони

1.00

1.05

0.95

1.00

Средњи напон 1 kV дo 35 kV 1.10 1.00

Високи напон 35 kV дo 230 kV 1.10 1.00

Одређивање импеданси појединих елемената Електрични водови :

0036,00456,0

0036,009,01040

0456,014,11040

0004,0000615,0

0004,008,0105

000615,0123,0105

004,000615,0

004,008,01050

00615,0123,01050

40340

16

340

16

535

150

35

150

50350

150

350

150

2

2

2

2

2

2

jZ

kmkmX

kmkmR

jZ

kmkmX

kmkmR

jZ

kmkmX

kmkmR

mm

mm

mm

mm

mm

mm

Мак

сим

алн

а (о

дсе

чена

) ст

руј

а к

ратк

ог с

поја

, од

носн

о вр

шна

вре

дн

ост

стр

ује

кра

тког

спо

ја

Еф

екти

вна

вред

ност

су

бтр

анзи

јент

не

стр

ује

кра

тког

спо

ја

Карактеристика одсецања за високоучинске топљиве осигураче

Врш

не в

ред

ност

и ст

руј

е к

ратк

ог с

поја

маx

мin

Sn=280kVA, Un=400VZg = (10 + j 68.6) m

G

10kV, 50Hz, Sks=250MVA, RM=0.1XM

Zm = (0.07744 + j 0.7744) m

Snt=250kVA, urt=1.3%,uxt=3.78%Zt = (8.32 + j 24.2) m

Ios=400A

Pn=22kW, =0.85,cos=0.90

M

Ios=80A

B, 45A

(1)

(2)

PP00-Y 4x16mm2,L=40mZ16 = (45.6 + j 3.6) m

I

PP00-Y 3x150+70mm2,L=50mZ150, ET = (6.15 + j 4) m

Ios=400A

PP00-Y 3x150+70mm2,L=5mZ150, DEA = (0.615 + j 0.4) m

II

Zm/m2

Zt

Z50

Z40

ZM Et

+

Ik1

Ik2

Случај 1: квар на мотору када је систем прикључен на мрежу

AIkI

AIkI

eek

eek

jjZ

EI

jjZ

EI

jZZ

jZ

jjjZ

ZZZm

ZZ

k

k

X

R

X

R

k

k

M

tm

994,59509,4102200036,122

673,5429326,37270300571,122

02200036,198,002,198,002,1

0300571,198,002,198,002,1

84,25509,41093,18358,374251329,20072727,5

940108,230

23,33326,372757,2042829,31170339533,00518271,0

940108,230

4251329,20072727,5

0339533,00518271,0

0036,00456,0004,000615,00007706,00000771,0

''222max

''111max

4251329,2

0072727,533

2

0339533,0

0518271,033

1

2

''2

1

''1

2

1

1

405021

Прорачун за случај 1:

Међутим,са дијаграма се види да ће бити исечено пре него што достигне своју максималну вредност тако да је

1kIAI 42001max

Ik1

Ik2

Z1

400A400A

80A80A

ZZ22

+E

Случај 1Квар на мотору(мрежа)

1maxI =4200A

Sn=280kVA, Un=400VZg = (10 + j 68.6) m

G

10kV, 50Hz, Sks=250MVA, RM=0.1XM

Zm = (0.07744 + j 0.7744) m

Snt=250kVA, urt=1.3%,uxt=3.78%Zt = (8.32 + j 24.2) m

Ios=400A

Pn=22kW, =0.85,cos=0.90

M

Ios=80A

B, 45A

(1)

(2)

PP00-Y 4x16mm2,L=40mZ16 = (45.6 + j 3.6) m

I

PP00-Y 3x150+70mm2,L=50mZ150, ET = (6.15 + j 4) m

Ios=400A

PP00-Y 3x150+70mm2,L=5mZ150, DEA = (0.615 + j 0.4) m

II

Z40

Zg

Z5

Et

+ZM

Ik1

Ik2

Случај 2: квара на мотору када је систем

прикључен на ДЕА

1 5 40

1

1

2

''1

1

''2

2

0,0102857 0,0685714 0,000615 0,0004 0,0456 0, 0036

0,0565007 0,0725714

5,0072727 2,4251329

230,9401081542,543 1981,295 2510,97

0,0565007 0,0725714

230,9401

G

M

K

K

Z Z Z Z

Z j j

Z j

Z Z j

EI j

Z j

EI

Z

3 0,0565007

0,07257141

3 5,0072727

2,42513292

''max1 1 1

''max2 2 2

0837,358 18,093 41,509

5,0072727 2,4251329

1,02 0,98 1,1148117

1,02 0.98 1,002200036

2 2 1,1148117 2510,97 3958,75

2 2

k

k

jj

k e

k e

I k I A

I k I

1,02200036 41,509 59,994A

Прорачун за случај 2:

Међутим,са дијаграма се види да ће бити исечено пре него што достигне своју максималну вредност тако да је

1kIAI 36001max

Ik1

Ik2

Z1

400A400A

80A80A

ZZ22

+E

Случај 2Квар на мотору(ДЕА)

1maxI =3600A

Sn=280kVA, Un=400VZg = (10 + j 68.6) m

G

10kV, 50Hz, Sks=250MVA, RM=0.1XM

Zm = (0.07744 + j 0.7744) m

Snt=250kVA, urt=1.3%,uxt=3.78%Zt = (8.32 + j 24.2) m

Ios=400A

Pn=22kW, =0.85,cos=0.90

M

Ios=80A

B, 45A

(1)

(2)

PP00-Y 4x16mm2,L=40mZ16 = (45.6 + j 3.6) m

I

PP00-Y 3x150+70mm2,L=50mZ150, ET = (6.15 + j 4) m

Ios=400A

PP00-Y 3x150+70mm2,L=5mZ150, DEA = (0.615 + j 0.4) m

II

Ik1

Ik2

Zg

Zv1

Zv2

ZM

+Et

Случај 3: квара на сабирници када је

систем прикључен на ДЕА

AIkI

AIkI

eek

eek

jjZ

EI

jjZ

EI

jZ

jjZZZ

jZ

jjZ

ZZZ

k

k

X

R

X

R

k

k

M

G

53,59193,410219082,122

74,7623295,33076299717,122

0219082,198,002,198,002,1

6299717,198,002,198,002,1

67,25193,4184,17127,374287329,20528727,5

940108,230

02,81295,3307747,3266298,5160689714,00109007,0

940108,230

4287329,20528727,5

4251329,20072727,50036,00456,0

0689714,00109007,0

0004,0000615,00685714,00102857,0

''222max

''111max

4287329,2

0528727,533

2

0689714,0

0109007,033

1

2

''2

1

''1

2

402

1

1

51

Прорачун за случај 3:

Са дијаграма се види да неће доћи до одсецања вршних вредности струја услед деловања осигурача

Z1

400A400A

80A80A

ZZ22

E+

Ik1

Ik2

Случај 3Квар на сабирници(мрежа)

1maxI =7624A

Врста квара

Компенентне струје

Квар на мотору (мрежа)

Квар на мотору

(ДЕА)

Квар на сабирници

(ДЕА)

3727 2511 3307

41,5 41,5 41.2

1,03 1,115 1,63

1,022 1,022 1,022

5430 3959 7624

60 60 59,53

4200 3600 Нема одсецања

Нема одсецања

Нема одсецања

Нема одсецања

Без деловања осигурача

Са деловањем осигурача

1kI

2kI

1maxI

2maxI

1k

2k

1maxI

2maxI

Упоредан приказ сва три случаја: