Одиннадцать лет безупречной работы (2006-2017 г.)
Главная » Статьи » Расчет токов короткого замыкания в Microsoft Excel

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.

ТСЗ

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+H4 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), H10 (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

  • +7 (4722) 56-95-50
  • 8 800 302 69 91
  • 116tu@mail.ru
  • tinatim2@gmail.com
  • Тарасова Юлия
  • Тимофеева Валентина
×

Отправьте сообщение

Получите ответ за 5 минут

Обзор