Расчет токов коротких замыканий

 

 

За расчетный вид короткого замыкания (к.з.) для выбора электрических аппаратов и проводников принимаем трехфазное к.з. Для расчета тока к.з. воспользуемся расчетной схемой (рис.4.1.), соответствующей максимальному значению тока к.з. в намеченной точке. При этом необходимо помнить, что секционный выключатель на напряжении 6‑10 кВ всегда отключен при работе обоих силовых трансформаторов, а секционный выключатель на напряжениях 35 кВ и выше может быть включен.

По расчетной схеме составляем схему замещения, в которой указываются источники питания и все элементы цепи к.з. своими сопротивлениями. Для упрощения расчетов активными сопротивлениями элементов электрической сети пренебрегаем. Однако при определении ударного тока к.з. необходимо знать постоянную затухания апериодической составляющей тока к.з. (см. таблицу 5.1).

Таблица 5.1 Значения постоянной затухания T_a

Место короткого замыкания	Ta, с
Шины высокого напряжения подстанции с трансформаторами мощностью до 100 МВА	0,115
Шины низкого напряжения подстанции с трансформаторами мощностью до 25 МВА	0,045

Для выбора электрических аппаратов и проводников рассчитаем значения сверхпереходного и ударного токов к.з. I”, i_уд, кА, на высокой и низкой ступенях напряжения подстанции.

Расчет сверхпереходного тока к.з.:

 

Рисунок 5.1 Расчетная схема.

Рисунок 5.2 Электрическая схема замещения

Пользуясь шкалой средних номинальных напряжений и базисной мощностью (принимаем ), рассчитаем параметры схемы замещения в относительных единицах:

 

Рассчитаем токи короткого замыкания на высокой ступени напряжения подстанции (К1). Для рисунка 5.3 имеем:

Рисунок 5.3 Электрическая схема замещения и ее преобразование для расчета КЗ на высокой стороне.

Сверхпереходный ток:

где - базисный ток:

Ударный ток:

где - ударный коэффициент:

где – постоянная времени затухания апериодической составляющей (для шины высокого напряжения подстанции с трансформаторами мощностью до 100 МВ∙А равна: ; для шины низкого напряжения подстанции с трансформаторами мощностью до 25 МВ∙А равна: ;).

Рассчитаем токи короткого замыкания на низкой ступени напряжения подстанции (К2). Для рисунка 5.4 имеем:

Рисунок 5.4 Электрическая схема замещения и ее преобразование для расчета КЗ на низкой стороне.

 

ВЫБОР ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ

 

 

В курсовом проекте необходимо выбрать сборные шины и ошиновку на высоком и низком напряжениях силовых трансформаторов и кабельные линии к распределительным пунктам.

 

Выбор токоведущих частей на высоком напряжении

 

В РУ 35 кВ применяются гибкие шины, выполненные проводами АС.

Расчетное сечение провода токоведущих частей (по экономической плотности тока):

где – расчетный ток (длительный ток без учета перегрузок при авариях и ремонте), – экономическая плотность тока

Выберем ближайшее к стандартное значение сечения провода: . Проверка по допустимой токовой нагрузке:

где - длительный ток с учетом перегрузок при авариях и ремонте и с учетом перспективы.

Принимаем провод марки АС-120/19.

 

Выбор сборных шин и ошиновки на низком напряжении

 

В РУ 10 кВ ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами. Выбираем однополосную шину прямоугольного сечения 60 6 мм (360 ), исходя из условия нагрева:

Минимальное сечение по проверке на термическую стойкость:

где – коэффициент, учитывающий материал проводника.

Выбор кабелей, отходящих к РП

 

Выбираем алюминиевый кабель ПвПг 10 кВ, трехжильный. Экономическое сечение:

где - максимальный длительный ток линии:

где - максимальная мощность, перетекающая по линии:

Выбираем 2 кабеля по 185 ,

Проверка по допустимому току:

где – поправочный коэффициент на количество, проложенных в земле кабелей (при расстоянии в свету 100 мм).

Проверка на термическую стойкость:

С учетом проверки на термическую стойкость выбираем 2 кабеля сечением 185 мм².