9.1 Розрахунок струмів короткого замикання в мережі 10 кВ

Для розрахунку струмів к.з. в лінії 10 кВ необхідно скласти розрахункову схему мережі. Приклад розрахункової схеми мережі наведено на рисунку 5. Струми к.з. необхідно розраховувати в наступних точках мережі:

• точка К1 (шини 10 кВ РТП 35/10 кВ) – для вибору високовольтного вимикача (масляного, вакуумного та ін.), роз’єднувачів, трансформаторів струму та розрахунку релейного захисту лінії;

• точка К2 (шини 10 кВ найближчої до районної підстанції ТП 10/0,4 кВ) – для розрахунку релейного захисту (струмової відсічки лінії);

• точка К3 (шини 10 кВ розрахункової ТП 10/0,4 кВ) – для вибору роз’єднувача і запобіжників на ТП 10/0,4 кВ;

• точка К4 (шини 10 кВ віддаленої ТП 10/0,4 кВ) – для розрахунку релейного захисту.

В курсовій роботі пропонується виконати розрахунок струмів к.з. методом іменованих одиниць. Для розрахункової схеми електричної мережі (рисунок 5) необхідно скласти схему заміщення і виконати розрахунок струмів к.з. у вказаних точках мережі. Приклад схеми заміщення наведено на рисунку 6.

Р исунок 5 – Розрахункова схема електричної мережі (приклад)

Рисунок 6 – Схема заміщення електричної мережі (приклад)

Всі опори схеми приводяться до однієї базисної напруги U_б. За базисну напругу U_б, кВ, приймається середня напруга того ступеня мережі, де визначається струм короткого замикання

. (29)

Опори елементів схеми обчислюються за наступними виразами.

– Опір системи x_с, Ом:

, (30)

де S_к.с. – потужність к.з. системи (п. 1.12 завдання), МВА.

– Опір лінії x_л (r_л), Ом:

, (31) , (32)

де U_c.н. – середня номінальна напруга лінії (U_с.н = 1,05U_н), кВ;

r₀, x₀ – відповідно активний та реактивний питомі опори проводів лінії [3 с.458, 470; 4 с.498, 510; 5 с.93, 96; 7 с.174,181], Ом/км.

– Опір трансформатора , Ом:

, (33)

де – напруга к.з. трансформатора (п. 1.13 завдання або [3 с.473; 4 с.513]), %;

– номінальна потужність трансформатора (п.1.13 завдання), кВА.

Повний результуючий опір до точки к.з. , Ом, визначається за виразом

. (34)

Активний опір лінії враховується тільки в тому випадку, коли виконується умова

, (35)

де r_{л і} – активний опір і- ї ділянки лінії, Ом;

x _{л і} – реактивний опір і- го елементу мережі або ділянки лінії, Ом.

Струм трифазного короткого замикання , кА, визначається за формулою [3 с.188; 4 с.196; 5 с. 222; 7 с.224; 8 с.103; 9 с. 183]

. (36)

Ударний струм триполюсного к.з. , кА

, (37)

де – ударний коефіцієнт, значення якого визначається в залежності від місця к.з.

При к.з. на шинах 35 та 10 кВ підстанцій з вищим ступенем напруги 35 кВ – = 1,5; при к.з. в мережах напругою 10 кВ та в низьковольтних мережах 0,38/0,22 кВ – = 1 [3 с.181; 4 с.188; 5 с.224].

Діюче значення повного струму триполюсного к.з. , за перший період визначається за виразом

(38)

Струм двополюсного к.з. , кА

. (39)

Потужність триполюсного к.з. , кВА

. (40)