Расчет токов короткого замыкания программа: Программа расчета токов короткого замыкания скачать

Консалт-Про :: EnergyCS ТКЗ

EnergyCS ТКЗ

Программа предназначена для выполнения расчетов токов коротких замыканий в сложнозамкнутых или сложноразветвленных сетях с напряжением выше 1000 В, на шинах ТП с напряжением ниже 1000 В, а также смежных расчетов, токов несинхронного включения генераторов, пусковых токов асинхронных двигателей с учетом свойств сети.

Создание компьютерной (цифровой) модели электрической сети, подготовленной в виде схемы электрической однолинейной, пригодной для расчетов не только токов коротких замыканий, но и установившихся режимов и др. Расчет на единой модели токов трехфазных, однофазных, двухфазных и двухфазных на землю, расчет установившихся значений токов однофазного замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью или в сетях с заземлением нейтрали через устройства компенсации. Расчет начальных значений пусковых токов асинхронных двигателей и др.

• Описание
• Что нового




• Характеристики







• Новости
• Статьи

Что нового в EnergyCS ТКЗ 2021, версия 21.

0.0.999

• При моделировании трансформаторов стали допустимы несимметричные диапазоны регулирования. На схеме программа графически показывает наличие РПН. Вместо выключателей теперь используется понятие «аппарат». В качестве аппарата можно рассматривать выключатель, выключатель нагрузки, разъединитель, отделитель, предохранитель плавкий, предохранитель-разъединитель, а также трансформаторы тока на одной, двух или трех фазах — все с соответствующим графическим отображением.
• Добавлены расчеты пусковых токов асинхронных двигателей, расчеты токов несинхронного включения, расчеты токов на стороне НН ТП или КТП 6−10.0.4 кВ, в том числе с учетом дуги. Реализована сводная таблица расчетов ТКЗ на всех ТП и КТП с токами на стороне НН и на стороне ВН.
• Изменено моделирование кабельных линий с точки зрения токов ОЗЗ: теперь вводятся и хранятся не погонные токи ОЗЗ, а погонные емкости фазы на землю.
• Добавлен расчет токов замыкания на землю по алгоритму расчета однофазного КЗ с формированием контуров нулевой последовательности и использованием поперечных проводимостей нулевой последовательности кабельных и воздушных линий, а также сопротивлений двигателей и генераторов.

Технические требования

Операционная система

• ОС Windows 7, Windows 8, 8.1, 10 (32/64b). Для установки программы требуются права Администратора.

Аппаратные требования

• Монитор с разрешением не ниже 1024×768, желательно Full HD или выше.
• CD-ROM для установки программы.
• Видеокарта поддерживающая стандарты Windows.
• Мышь или другие устройства указания.
• Оперативная память от 4 Гб.
• Свободное место на жестком диске от 200 Мб.

Программное обеспечение

MS Word, MS Excel 2000−2021, AutoCAD 2002−2021 или nanoCAD 11−20.

2021
	Программный комплекс EnergyCS ТКЗ: опыт использования в службе релейной защиты и автоматики «Костромаэнерго» EnergyCS ТКЗ в повседневной работе пользователей: преимущества программы и предложения по ее развитию.	Читать статью
2017
	Опыт использования программного комплекса EnergyCS ТКЗ в службе релейной защиты и автоматики «Карелэнерго» В результате внедрения программного расчета токов КЗ в филиале «Карелэнерго» получена возможность оперативно определять значения аварийных параметров в любой точке сети и в любых интересующих режимах работы. Упростилась задача расчетов сложных по конфигурации линий и линий, предусматривающих в различных режимах работы питание от разных центров. Сократилось время, затрачиваемое на расчеты токов КЗ и на определение максимальных и минимальных режимов работы сети.	Читать статью
	Разработка моделей систем электроснабжения крупных предприятий в EnergyCS Моделирование установившихся режимов позволяет получать информацию о степени загрузки кабельных линий и другого оборудования, об уровнях напряжения у потребителей и возможности либо необходимости компенсации реактивной мощности. Расчеты токов коротких замыканий производятся для проверки чувствительности релейных защит, а также стойкости электрооборудования к электродинамическому и термическому воздействию токов КЗ.	Читать статью
2013
	Применение программного комплекса EnergyCS при проектировании электрических сетей Представляем специализированный вариант программного комплекса EnergyCS. В решении, ориентированном на проектирование электрических сетей. объединена функциональность программ EnergyCS Режим и EnergyCS ТКЗ, а также реализованы дополнительные инструменты.	Читать статью

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

Базовый расчет тока короткого замыкания | ЭЦиМ

Основная электрическая теорема гласит, что количество тока, которое будет протекать через короткое замыкание, зависит от двух переменных величин: напряжения системы и подключенного полного сопротивления пути прохождения тока от источника до места повреждения.

Типичные системные напряжения хорошо знакомы всем нам. Однако связанное полное сопротивление пути протекания тока короткого замыкания требует небольшого пояснения. Этот импеданс обычно включает в себя сопротивление и реактивное сопротивление фидерных проводников, импедансы любых трансформаторов (от места повреждения обратно к источнику энергии) и любое другое оборудование, подключенное на пути прохождения тока.

Рис. 1 представляет собой очень простую однолинейную схему со следующим: источник питания, трансформатор и устройство защиты от перегрузки по току (OCPD), имеющее определенный номинал отключения тока короткого замыкания.

Сначала поговорим об источнике питания. Во многих примерах расчета тока короткого замыкания вы увидите такие ссылки, как «Предположим, что источник питания имеет бесконечную мощность» или «Источник имеет бесконечную шину». Что это значит и почему важно проводить выборочный расчет? Все, что говорится, это то, что напряжение источника не имеет внутреннего импеданса. В результате расчет выборки становится очень консервативным. Поскольку предполагалось, что источник не имеет собственного импеданса, соответствующий ток короткого замыкания будет в наихудшем случае.

Теперь давайте посмотрим на трансформатор. Полное сопротивление, определяющее величину тока короткого замыкания на его вторичной обмотке, состоит из двух отдельных импедансов: его собственное полное сопротивление плюс полное сопротивление вторичных проводников до места повреждения. Собственное сопротивление трансформатора — это величина его сопротивления протекающему через него току короткого замыкания.

Теперь у всех трансформаторов есть импеданс, и обычно он выражается в процентах напряжения. Это процент нормального номинального первичного напряжения, который должен быть приложен к трансформатору, чтобы обеспечить протекание номинального тока полной нагрузки во вторичной обмотке с коротким замыканием. Например, если трансформатор 480/120 В имеет импеданс 5 %, это означает, что 5 % от 480 В или 24 В, приложенные к его первичной обмотке, вызовут протекание номинального тока нагрузки во вторичной обмотке. Если 5 % первичного напряжения вызовут такой ток, то 100 % первичного напряжения вызовут 20-кратный (100, разделенный на 5) вторичный ток полной нагрузки, протекающий через сплошное короткое замыкание на его вторичных клеммах. Очевидно, что чем ниже импеданс трансформатора данной номинальной мощности, тем больший ток короткого замыкания он может обеспечить.

Возьмем другой пример для пояснения. Предположим, у нас есть два трансформатора, каждый мощностью 500 кВА. Поскольку они имеют одинаковый номинал, каждый из них имеет одинаковый номинальный вторичный ток нагрузки. Предположим, что один из блоков имеет импеданс 10%. Таким образом, он может подавать 10-кратный (100, разделенный на 10) номинальный ток вторичной нагрузки при коротком замыкании на своих вторичных клеммах. Теперь предположим, что второе устройство имеет импеданс 2%. Это устройство может подавать на короткое замыкание на своих вторичных клеммах кратное своему номинальному току вторичной нагрузки: 50-кратное (100, разделенное на 2) это значение. Сравнивая оба блока, последний трансформатор может обеспечить в пять раз больший ток короткого замыкания, чем первый блок.

Пример расчета Теперь, когда мы понимаем основные переменные, определяющие токи короткого замыкания, давайте проведем пример расчета. Как показано на рис. 2, предположим, что у нас есть простая распределительная система с аварийным состоянием. Для ясности и упрощения предположим, что полное сопротивление линии между вторичной обмоткой трансформатора и местом повреждения незначительно.

Шаг 1. Определите вторичный ток полной нагрузки (IsubS). IsubS = 100 000 ВА/240 В = 417 А

Шаг 2. Определите ток короткого замыкания (IsubSC) на клеммах вторичной обмотки трансформатора по его импедансу. IsubSC * (100% / %ZsubT) x IsubS = (100/2,5) * 417 = 16 680 А

Следовательно, OCPD должен быть способен безопасно отключать этот ток вместе с асимметричным значением тока (обычно множитель, умноженный на симметричное значение).

Правда, это сильно упрощается. На самом деле при расчете учитывались бы все импедансы и расстояние от места повреждения до трансформатора. Тем не менее, это дает вам представление о том, что связано с анализом тока короткого замыкания.

Расчет токов короткого замыкания в соответствии с IEC 60909

Посетить электронную демонстрацию

Загрузить брошюру в формате pdf В соответствии с рекомендациями настоящего стандарта используется метод симметричных компонентов. Этот метод является наиболее точным, что приводит к оптимизации размеров по сравнению с другими консервативными упрощенными методами.

Токи короткого замыкания пересчитываются автоматически каждый раз, когда в однолинейную схему вносятся изменения, которые могут привести к их изменению. В зависимости от их расположения и системы заземления можно рассчитать следующие токи короткого замыкания:

• Максимальный, минимальный и пиковый трехфазный ток короткого замыкания Ik3
• Максимальный, минимальный и пиковый двухфазный ток короткого замыкания Ik2
• Максимальный, минимальный и пиковый ток короткого замыкания фазы/нейтрали Ik1
• Максимальный, минимальный и пиковый ток короткого замыкания фаза/земля Если

Особый случай: в НН с системой заземления IT расчетные и отображаемые токи короткого замыкания между фазой и землей соответствуют случаям двух отдельных повреждений изоляции. Первый ток короткого замыкания рассчитывается для определения напряжения прикосновения.

Токи короткого замыкания используются в следующих функциях:

• Защита от короткого замыкания: порог срабатывания или плавления защиты определяется в зависимости от минимального тока короткого замыкания через эту защиту, т.е. является самым слабым в зоне действия защиты.
• Отключающая способность: цель состоит в том, чтобы убедиться, что устройства защиты способны отключать ток короткого замыкания, который может появиться в зоне влияния защиты, без ухудшения (симметричный ток короткого замыкания в значении стандарта IEC 60909).
• Включающая способность: цель состоит в том, чтобы убедиться, что отключающие устройства способны замыкаться при пиковом токе короткого замыкания, который может возникнуть, когда устройство замыкается без ухудшения состояния.
• Термическое напряжение: цель состоит в том, чтобы проверить, способны ли системы электропроводки выдерживать пропускаемую энергию в течение времени срабатывания защиты при возникновении короткого замыкания.