Расчеты релейной защиты в excel

Скачать файлы.

Файл Excel для расчета нагрузок

Это основной рабочий файл Excel для расчета электрических нагрузок и генерации файла XML, на основе которого будет нарисована однолинейная схема вашего электрического щита. Инструкция по заполнению содержится в разделе «Справка->Работа с файлом Excel».

Файл Excel для расчета нагрузок версия 2

Отличия от первой версии:

1. В этой версии в номер группы на чертеже заносятся данные из столбца «Номер группы» в файле Excel. То есть вы можете именовать группы как вам удобно. Например Гр.1 или Группа1 и т.п.
2. Добавлена проверка количества групп в щите. Перед сохранением XML файла выводится количество групп в вашем щите. Если оно не совпадает с вашими ожиданиями, то вы можете отменить действие и проверить правильность заполнения поля «Номер группы»

Сервер принимает как XML файлы созданные в первой версии файла Excel, так и созданные во второй. Вы можете пользоваться той версией, которая вам удобна.

Пример файла XML

Это пример XML файла, который получается, когда вы нажимаете кнопку «Экспорт» в файле Excel. Такой XML файл нужно загрузить на наш сервер через форму в разделе «Чертежи->Однолинейные схемы, чтобы получить красивый чертеж вашего щита. Описание этого файла находится по адресу: Описание файла XML.

XSD схема файла XML

В соответствии с этой схемой производится проводится проверка файла XML на корректность введенных данных. Данный файл нужен вам только если вы разработчик и хотите настроить свою собственную программу для работы с нашим сервером. Более подробную информацию смотрите в разделе для разработчиков .

on CAD

Мы делаем жизнь инженера-проектировщика легче. Повышаем эффективность его труда.

Если вам понравился наш сервис, то непременно расскажите о нас своим друзьям в соцсетях!

Источник

Расчет токов короткого замыкания на напряжение 6 кВ в Excel

Расчеты токов короткого замыкания (ТКЗ) свыше 1000 В, требуют значительных трудозатрат и на их выполнение уходит достаточно много ценного времени и для того что бы уменьшить время на расчеты ТКЗ, я сделал расчет ТКЗ с использованием электронных таблиц Excel.

Данный расчет ТКЗ выполнен для конкретного примера расчета токов короткого замыкания в сети 6 кВ, думаю, как заготовка, очень даже пригодиться начинающим инженерам и расчетчикам.

Для этого нужно не много подкорректировать формулы в соответствии с Вашей расчетной схемой и схемой замещения.

Расчет ТКЗ выполнялся по методике, представленной в книге «Расчет токов короткого замыкания для релейной защиты» Учебное пособие. И.Л. Небрат. 1996 г.

Все этапы максимально подробно расписано, в расчете приводятся: — справочные данные основных параметров силовых трансформаторов 6-330 кВ, взятые из РД.153-34.0-20.527-98 1998г;

• расчетные характеристики кабелей и проводов, взяты также из РД.153-34.0-20.527-98 1998г.

Надеюсь, что данный расчет Вам поможет в автоматизации расчетов токов короткого замыкания. Файл XLS. 555 кБ.

C уважением: инженер – Сторожук Юрий

Источник

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+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!

Источник

Проект РЗА

Сайт о релейной защите и цифровых технологиях в энергетике

Особенности расчета однофазных токов КЗ в сети 0,4 кВ

Привет всем.

Сегодня поговорим о расчете однофазных токов коротких замыканий в низковольтных сетях. Почему именно однофазных?

Во-первых потому, что для выбора уставок эти токи обычно являются определяющими по критерию чувствительности. Во-вторых, потому, что с расчетами этих токов больше всего вопросов, и основные связаны с вычислением параметров нулевой последовательности кабелей и сопротивления дуги. Давайте их проанализируем.

Источники информации для расчета однофазных ТКЗ в сетях 0,4 кВ

Основным документом определяющим правила расчета токов КЗ в сетях до 1000 В является ГОСТ 28249-93. Стоит, однако, отметить, что этот документ в основном направлен на расчеты ТКЗ для выбора оборудования, а не уставок РЗА и автоматических выключателей.

Второй источник — это известная книга А.В. Беляева «Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ», которая, хоть и не является нормативным документом, гораздо более подробно описывает правила расчета ТКЗ именно для выбора уставок автоматических выключателей.

В принципах расчета однофазных токов КЗ, приведенных в этих источниках есть существенные различия. Приведем основные в Табл. 1

Табл.1. Различия в методиках вычисления однофазных КЗ

Наверное, надежнее пользоваться методикой, приведенной в действующем ГОСТ, но есть две проблемы.

Первая в том, что найти достоверную информацию о сопротивлениях нулевой последовательности кабелей 0,4 кВ очень непросто потому, что производители не приводят ее в каталогах. В приложениях ГОСТ есть данные по r0 и x0 кабелей, но без указания конкретного типа и не для всех сечений.

Вторая причина состоит в сложности определения сопротивления дуги по ГОСТ (Приложение 9), где в приведенной формуле (40) сопротивление дуги зависит от тока КЗ, который нужно определить с учетом сопротивления дуги! Как это сделать на практике не очень понятно. Графики зависимости сопротивления дуги от сечения и длины кабеля (то же Приложение 9) также не слишком полезны потому, что для однофазных КЗ, многих типов кабелей там просто нет, а аппроксимировать нелинейные зависимости такое себе занятие.

По сравнению с ГОСТ методика, приведенная в книге А.В. Беляева намного более понятная и простая в применении.

Предлагаю оценить величины токов КЗ по этим двум методикам, чтобы выяснить какая из них больше подходит под наши задачи (выбор уставок защитных аппаратов)

Для примера будем использовать расчетную схему на Рис. 1

Рис.1 Расчетная схема сети 0,4 кВ

В схеме на Рис. 1 я постарался взять такие кабели, параметры которых есть и в ГОСТе, и книге А.В. Беляева. По крайней мере для линий 1 и 3.

Ниже привожу сканы из источников с указанием исходных данных по сопротивления НП и петли «фаза-ноль» для кабелей. Сопротивления прямой последовательности кабелей для обоих методов принял одинаковыми (это так и есть по источникам). Параметры трансформатора также одинаковы для обоих методов.

Рис.2. Исходные данные по сопротивления zпт.уд. из книги А.В. Беляева

Рис.3 исходные данные по уд. сопротивлениям НП из ГОСТ 28249-93

Не буду вас мучать формулами, а сразу приведу результат расчета. В конце я приложил форму Эксель, где можно посмотреть как исходные данные, так и сами формулы. Активное сопротивление медных кабелей, а также их zпт. уменьшено в 1,7 раза по сравнению с табличными (как для книги А.В. Беляева, так и для ГОСТ)

Рис.4. Результат расчета однофазных КЗ для сети 0,4 кВ по разным методикам

Как видно, разница в расчетах очень большая, причем для трех- и двухфазных КЗ она не превышает 8% (здесь не показана)

Очевидно, что такое различие в однофазных токах КЗ обусловлено разницей в параметрах нулевой последовательностей кабелей. Это особенно хорошо видно по токам металлического КЗ, где нет влияния дуги, рассчитанной по разным методикам.

Чувствительность автоматов проверяют по дуговым КЗ и здесь ситуация немного лучше. Видно, что для сопротивление дуги отчасти компенсирует различие в токах КЗ, особенно для удаленных КЗ, но все равно эта разница очень велика.

Какие причины могут быть для такой большой разницы?

• Во-первых, это мое неправильное определение точки исходных данных. В книге А.В. Беляева указано (Таблица 7), что сопротивления петли даны для «кабелей или пусков проводов с алюминиевыми жилами». Здесь не указан ни конструкция кабеля, ни тип изоляции. Возможно здесь учтена определенная проводящая оболочка, вокруг жил.
• Во-вторых, ни в первом, ни во втором источнике не указано на что именно происходит однофазное КЗ. Сопротивление контуров «фаза — ноль» и «фаза — заземляющие конструкции» может сильно различаться.
• В-третьих, в методике А.В. Беляева есть несколько допущений, которые ведут к снижению токов КЗ, а именно арифметическое сложение полных сопротивлений трансформатора и кабелей и уменьшение в 1,7 раза сопротивления петли «фаза-ноль» для медных кабелей, в то время как уменьшаться должно только активное сопротивление.

В пользу методики по «петле» говорят два основных момента:

1. Сопротивление петли «фаза-ноль» измеряют при наладке на объекте и если будет большое расхождение с расчетами, то всегда можно отправить проектировщику на проверку откорректированные исходные данные. С сопротивлениями НП так не получится.
2. Токи однофазных КЗ через эту методику получаются ниже, чем через ГОСТ, а это лучше для проверки чувствительности. Если пройдете проверку на этих токах, то пройдете и на ГОСТовских

Если вы автоматизировали расчеты токов КЗ, например, в том же Экселе, то можете считать сразу двумя способами и выбирать наиболее подходящий для ваших условий

Как бы то ни было, этот пример показывает, что существует большая разница в расчетах однофазных токов КЗ в сети 0,4 кВ по разным методикам, и стоит осторожно относится к выбору как самой методики, так и исходных данных.

А что вы думаете по этому поводу? Пишите в комментариях

P.S. Мои расчеты ТКЗ по Рис.1 находятся здесь

Список литературы

1. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ
2. А.В. Беляев. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. Учебное пособие. Энергоатомиздат. 1988 г.

Источник