3. Линии, питающие потребителей

Максимальный рабочий ток линии рассчитывается отдельно для каждого потребителя с учётом его активной максимальной мощности, а также с учётом коэффициента мощности. Для его расчёта пользуются формулой (2.3.1)

(2.3.1)

где – максимальная активная мощность потребителей;

– коэффициент мощности потребителей;

– коэффициент перспективного развития подстанции, увеличивающий рабочий максимальный потребляемый ток на 30%, равный 1,3;

U_2н – номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора.

3. Расчёт параметров короткого замыкания

1. Общие положения

Расчет параметров цепи короткого замыкания необходим для дальнейшей проверки выбранных токоведущих частей и оборудования подстанции по режиму короткого замыкания на термическую и электродинамическую стойкость, а также для проверки чувствительности релейной защиты.

Ввиду того, что расчёт параметров цепи короткого замыкания с учётом реальных характеристик и режимов работы всех элементов энергосистемы достаточно сложен, поэтому для решения задач по надёжному электроснабжению допускается введение в расчёты ряда допущений, которые значительно упрощают расчёты и не вносят существенных погрешностей в них.

Основные допущения:

• Не учитывается насыщение магнитных систем, что позволяет считать постоянными и не зависящими от тока индуктивные сопротивления всех элементов цепи короткого замыкания.

• Не учитываются намагничивающие токи силовых трансформаторов подстанций.

• Не учитываются емкостные проводимости элементов короткозамкнутой цепи на землю.

• Считается, что трёхфазная система является симметричной.

• Влияние нагрузки на ток короткого замыкания учитывается приближённо.

• При вычислении параметров цепи короткого замыкания учитывают только индуктивные сопротивления цепи, а активными сопротивлениями пренебрегают ввиду их малой величины.

• Исходя из того, что в случае возникновения трёхфазного короткого замыкания каждая фаза может оказаться в самых тяжёлых условиях, то все расчёты проводят по одной фазе.

Расчёт параметров цепи короткого замыкания осуществляется с помощью метода относительных единиц при базисных условиях, который даёт результаты, наиболее приближенные к реальности.

3.2 Расчётная схема

Расчётная схема – это упрощённая схема внешнего электроснабжения, на которой указываются те элементы и их параметры, которые влияют на режим короткого замыкания проектируемой подстанции и потому должны быть учтены при выполнении расчётов.

3.3 Эквивалентная электрическая схема замещения

Схема замещения – это электрическая схема, соответствующая по исходным данным расчётной схеме, но в ней все элементы расчётной схемы заменены на соответствующие сопротивления. Каждое сопротивление обозначают дробью, в которой числитель – порядковый номер сопротивления, а знаменатель – значение этого сопротивления.

1. Расчёт относительных сопротивлений схемы замещения

Для расчётов относительных сопротивлений следует принять постоянные значения следующих величин:

Базисная мощность, S_б , МВА………………………………………………….100

Среднее удельное индуктивное сопротивление ЛЭП, x₀ , Ом/км…………...0,4

Среднее напряжение на шинах 110 кВ, U_ср1, кВ……………………………..115 Среднее напряжение на шинах 35 кВ, U_ср2, кВ……………………………....10,5

Длина воздушных линий 110 кВ:

L3=30км

L4=18км

L5=19км

L6=28км

L7=24км

Мощность трансформатора собственных нужд:

Sтсн=100 кВ*А

С опротивление системы, рассчитывается по формуле (3.3.1.1)

(3.3.1.1)

– мощность короткого замыкания системы

Линии электропередач, расчитывается по формуле (3.3.1.2)

(3.3.1.2)

l – длина линии электропередач, км U_ср – средние напряжения на шинах 115 кВ, значения которых приведены выше.

Двухобмоточные трансформаторы проектируемой подстанции, рассчитываются по формуле (3.3.1.3)

(3.3.1.3)

Uк – напряжение короткого замыкания силового трансформатора, кВ; S_н.тр. – номинальная мощность трансформатора

Полученные значения наносятся на схему замещения. Затем производится последовательное преобразование схем замещения таким образом, чтобы до точки короткого замыкания осталось только одно сопротивление. В процессе преобразования схемы замещения те сопротивления которые не участвуют в этом преобразовании переписываются без изменений

2. Преобразование схемы замещения для максимального режима

Преобразуем схему Б в схему В, мы видим , что сопротивления 3,4,5,6,7 соединены последовательно, следовательно их можно преобразовать в 9 сопротивление по формуле

Преобразуем схему Б в схему В, мы видим , что сопротивления 3’ 4’ соединены последовательно, и сопротивления 5’ 6’ 7’ так же соединены последовательно между собой, следовательно формулы приобретают вид

Преобразуем схему В в схему Г, мы видим , что сопротивления 9,10,11находятся параллельно друг, другу, следовательно:

Преобразуем схему Г в схему Д, мы видим , что сопротивления 1,12 и 2,13 находятся последовательно друг, другу, следовательно

Преобразуем схему Д в схему Е, мы видим , что сопротивления 15,16 находятся параллельно друг, другу, следовательно

Преобразуем схему Д в схему Е, мы видим , что сопротивления 8 и 8’ находятся параллельно друг, другу, следовательно

Преобразуем схему Е в схему Ж, мы видим , что сопротивления 17,4 находятся последовательно друг, другу, следовательно

точка короткого замыкания К1 будет равна 0,2

Для расчета точки К2 необходимо конечное значение схемы замещения, так как 19 и 18 сопротивления расположены последовательно друг другу, то формула для их расчета будет выглядеть так

точка короткого замыкания К2 будет равна 1,03