5.2 Расчет токов кз в сети напряжением выше 1000 в

Расчет токов КЗ на ВН производится в относительных единицах.

Схема замещения системы электроснабжения (рис. 6.2.1.) выше 1000 В представляет собой совокупность схем замещения ее отдельных элементов (в основном в виде индуктивных сопротивлений), соединенных между собой в той же последовательности, что и на расчетной схеме. Источники питания (синхронные генераторы и электрическая система) во внешней схеме электроснабжения кроме собственных реактивностей, имеют также и ЭДС (рис. 6.2.2.).

рис. 6.1

рис. 6.2

Исходные данные для расчета.

В качестве базисных величин произвольно выбираем базисную мощность:и базисное напряжение, приравниваемое к среднему номинальному (по шкале средних напряжений) той ступени напряжения, на которой рассматривается к.з.:

Для расчета тока короткого замыкания необходимо определить сопротивление системы (источника питания). Сопротивление системы определяем исходя из мощности трехфазного короткого замыкания на шинах источника питания. Согласно данным мощность системы на стороне 37 кВ, отнесенная к мощности системы, 0,25.

Базисный ток будем определять по формуле:

Для приведенных ступеней напряжения базисные токи будут соответственно равны:

(для ступени 35 кВ).

(для ступени 10 кВ).

Определяем сопротивление системы согласно данным.

, о.е.

Определяем ток трехфазного короткого замыкания в точке К1.

, кА.

Определяем сопротивления воздушной линии ВЛ1 35 кВ в о.е.

, о.е. , о.е.

Определяем результирующие сопротивления для точки К2:

, о.е. , о.е.

Определяем ток трехфазного короткого замыкания в точке К2.

Определяем отношение сопротивлений:

, о.е.

По найденному соотношению определяем ударный коэффициент по графику на рис 6,2 [1. стр. 143]. При ударный коэффициент равен 1,05

Определяем ударный ток:

, кА

Трансформаторы двухобмоточные Т1 и Т2 установленные на ГПП:

Определяем результирующие сопротивления для точки К3:

,

,

Определяем ток трехфазного короткого замыкания в точке К3.

кА.

Определяем отношение сопротивлений:

, о.е.

По найденному соотношению определяем ударный коэффициент по графику на рис 6,2 [1. стр. 143]. При ударный коэффициент равен 1,24

Определяем ударный ток:

Определяем сопротивления кабеля КЛ1,

, о.е.

, о.е.

Определяем результирующие сопротивления для точки К4:

Определяем ток трехфазного короткого замыкания в точке К4.

кА.

Определяем отношение сопротивлений:

, о.е.

По найденному соотношению определяем ударный коэффициент по графику на рис 6,2 [1. стр. 143]. При ударный коэффициент равен 1,22

Определяем ударный ток:

Расчет остальных точек КЗ сведем в таблицу.

№ точки КЗ	, кА		, кА
К1	6	-	-
К2	0,89	1,05	1,32
К3	2,03	2,3	3,56
К4	1,99	1,22	3,5
К5	1,99	1,21	3,4
К6	1,98	1,2	3,36
К7	2,002	1,21	3,43
К8	2,016	1,23	3,51
К9	2,024	1,235	3,535

5.3 Проверка оборудования по токам к.З.

Проверим выключатели, защищающие кабельные линии напряжением 10 кВ. Проверку будем проводить по току КЗ и ударному току КЗ в К3.

ВВТЭ-10-20/630. [3, табл 5.25.]

По напряжению электроустановки:

или .

По длительному току:

или .

По номинальному току отключения:

, или

где .

По апериодической составляющей расчетного тока:

По предельному сквозному току к.з. на электродинамическую устойчивость:

или ;

или .

По допустимому току термической устойчивости:

;

. Выключатель подходит по результатам проверки.

Условия проверки выключателя нагрузки ВН-11У3 установленных, на КТП:

где номинальное напряжение выключателя нагрузки, В;номинальное напряжение сети, В;номинальный ток выключателя нагрузки;максимальный рабочий ток электроприемника, А;предельный сквозной ток, кА;ударный ток КЗ, кА;максимальный ток КЗ, кА;наибольшее действующее значение полного тока;ток термической стойкости, кА;время отключения, с;время протекания тока, с;номинальный ток предохранителя, А;номинальный ток отключения предохранителя, кА;

В КТП установлены выключатели нагрузки типа ВН-11У3 [16].

Каталожные данные:

,

Условия проверки:

Где t = 0.05c – время перегорания предохранителя ПКТ

Имеющийся выключатель нагрузки удовлетворяет всем требованиям.

Проверим установленный на КТП предохранитель исходя из условий:

где номинальное напряжение предохранителя, В;номинальное напряжение сети, В;номинальный ток отключения предохранителя, кА;максимальный ток КЗ, кА;номинальный ток предохранителя, А;номинальный ток плавкой вставки, А;максимальный рабочий ток электроприемника, А.

В КТП установлены предохранители типа ПКТ-104-10-400-20У3 [3]. На всех КТП установлены предохранители на 400 А.

Каталожные данные: .

Проверку производили по наибольшему току КЗ и по наибольшему ударному току КЗ. Имеющийся предохранитель отвечает всем требованиям.

Произведем проверку питающих кабелей 10 кВ и кабелей распределительной сети на термическую стойкость.

Пример. Произведем проверку сечения кабеля КЛ3 – питающего кабеля КТП№3.

Согласно расчетам для КЛ2 был использован кабель марки ААБл сечением жил 25 мм², трехфазный ток короткого замыкания на шинах источника питания составляет 2,2 кА. Для защиты от токов короткого замыкания питающих линий используем вакуумный выключатель марки ВВТЭ-10-20/630, полное время отключения выключателя составляет t_В = 0,055 с.

Принимая время срабатывания релейной защиты на головном участке сети t_РЗ = 0,5 с определим тепловой импульс образующийся при коротком замыкании.

, А²*с.

Определяем минимальное сечение, способное выдержать тепловой импульс.

, мм².

Отмечаем, что сечение кабеля 25 мм² допустим.

Таблица 5.3.1 - Проверка сечения кабельных линий по термической стойкости.

КЛ	время сраб РЗ tрз, c	время сраб выключ / предохр tв, с.	полное время отключения t, с	ток КЗ Iп, кА.	тепловой импульс Вп, А^2*с	миним сечение Fmin, мм^2	сечение жилы кабеля F,мм^2	решение	принятое сечение жилы кабеля F,мм^2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	8
КЛ1	0,5	0,055	0,555	1990	2197855	15,8	50	оставить без изменения	50
КЛ2	0,5	0,055	0,555	1990	2197855	15,8	50	оставить без изменения	50
КЛ3	0,5	0,055	0,555	1980	2175822	15,7	25	оставить без изменения	25
КЛ4	0,5	0,055	0,555	2002	2224442	15,9	25	оставить без изменения	25
КЛ5	0,5	0,055	0,555	2016	2255662	15,97	25	оставить без изменения	25
КЛ6	0,5	0,055	0,555	2024	2273599	16,04	70	оставить без изменения	70