2.5. Расчёт токов короткого замыкания на шинах ру –10 кВ

Для расчётов токов к.з. на шинах РУ –10 кВ составлена схема замещения.

Рассмотрено два вида к.з.:

• режим максимальных токов (оба трансформатора включены в работу и работают параллельно (рис. 13а));

• режим минимальных токов (в работе находиться один трансформатор (рис. 13б)).

а)	б)

Рис. 13

Т. к. необходимо рассмотреть, прежде всего, режим максимальных токов сводим расчёты к схеме (а) и сводим схему замещения к схеме с результирующим относительным базовым сопротивлением.

(8)

где х_*Т –относительное сопротивление трансформаторов.

Базисный ток

2.5.1. Определение трёхфазного тока в режиме максимальных токов

2.5.2. Определение двухфазного тока короткого замыкания в режиме максимальных токов

2.5.3. Определение тока трёхфазного короткого замыкания в режиме минимальных токов

Минимальный ток к.з. будет в режиме раздельной работы трансформаторов. Схема замещения представлена на рис. 13(б).

2.5.4. Определение токов двухфазного короткого замыкания в режиме минимальных токов

2.6. Расчёт точки короткого замыкания после преобразовательного трансформатора

Для расчёта точки короткого замыкания после преобразовательного трансформатора (расчётная точка k3) к схеме замещения (рис. 13(а)) добавляем сопротивление тягового трансформатора:

Рис. 14

Для расчёта представлена схема замещения:

Рис. 14

Результирующее базисное сопротивление:

2.6.1. Определение токов трёхфазного короткого замыкания

2.6.2. Определение токов двухфазного короткого замыкания

2.7. Расчёт точки короткого замыкания на шинах РУ-3,3 кВ

Расчёт максимального тока короткого замыкания на шинах выпрямленного напряжения (расчётная точка k3) производится по формуле:

(9)

где мощность трансформаторов всех преобразовательных агрегатов в работе, МВА;

N –количество преобразовательных агрегатов в работе;

S_k –мощность к.з. на шинах тягового трансформатора.

Режим максимального тока, когда оба преобразовательных агрегата введены в работу:

Режим минимального тока, когда лишь один преобразовательный агрегата введен в работу:

2.8. Расчёт тока короткого замыкания на шинах собственных нужд

Расчёт токов короткого замыкания на шинах собственных нужд (расчётная точка k4) тяговой подстанции производим в именованных единицах, с учётом активных и индуктивных сопротивлений.

Расчётная схема и схема замещения представлена на рис. 15.

Рис. 15

Максимальный рабочий ток вторичной обмотки трансформатора собственных нужд определено по формуле:

(10)

Активное сопротивление обмоток ТСН:

(11)

где Р_к –мощность к.з. ТСН, кВт;

S_ТСН –номинальная мощность ТСН, ВА;

U_осн –напряжение основной ступени, В.

Полное сопротивление обмоток ТСН:

Реактивное сопротивление обмотки ТСН определено по формуле:

Трансформатор собственных нужд присоединяется к шинам 0,4/0,23 кВ четырёх жильным кабелем ААГВ -3×185+1×50-1, максимально допустимый ток которого определён по следующей формуле:

(12)

где k_к –количество кабелей;

I_доп –допустимый ток для принятого сечения (определён из справочника [7]),

I_доп =260 А;

n_k –коэффициент, учитывающий охлаждение кабелей, n_k =0,85.

Для кабеля ААГВ -3×185+1×50-1:

Эти данные также как и тип кабеля берутся из справочника.

Сопротивление автоматического выключателя:

Сопротивления трансформаторов тока:

Сопротивление рубильника:

Результирующее сопротивление цепи трансформатора собственных нужд:

Трехфазное короткое замыкание:

Двухфазное короткое замыкание:

Однофазное короткое замыкание:

(13)

где U_2ф –фазное напряжение обмотки трансформатора, В;

z_Тр –полное сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании.

Максимальный рабочий ток вторичной обмотки трансформатора собственных нужд определено по формуле:

(2.8.1)

Активное сопротивление обмоток ТСН:

(2.8.2)

где Р_к –мощность к.з. ТСН, кВт;

S_ТСН –номинальная мощность ТСН, ВА;

U_осн –напряжение основной ступени, В.

Полное сопротивление обмоток ТСН:

Реактивное сопротивление обмотки ТСН определено по формуле:

Трансформатор собственных нужд присоединяется к шинам 0,4/0,23 кВ четырёх жильным кабелем ААГВ -3×185+1×50-1, максимально допустимый ток которого определён по следующей формуле:

(12)

где k_к –количество жил кабеля;

I_доп –допустимый ток для принятого сечения (определён из справочника [7]),

I_доп =260 А;

n_k –коэффициент, учитывающий охлаждение кабелей, n_k =0,85.

Для кабеля ААГВ -3×185+1×50-1:

Эти данные также как и тип кабеля берутся из справочника.

Сопротивление автоматического выключателя:

Сопротивления трансформаторов тока:

Сопротивление рубильника:

Результирующее сопротивление цепи трансформатора собственных нужд:

Трехфазное короткое замыкание:

Двухфазное короткое замыкание:

Однофазное короткое замыкание:

(13)

где U_2ф –фазное напряжение обмотки трансформатора, В;

z_Тр –полное сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании.

Таблица 5

Данные по коротким замыканиям тяговой подстанции

Вид К.З.	Наименование тока к.з.	РУ-110 кВ (к1)	РУ-10 кВ (к2)	к3, после преобразовательного трансформатора	РУ-3,3 кВ	к5 ТСН
Трёхфазное К.З.	Iпо, кА	5,5	8,33	12,5	28,5	7,9
	iy, кА	14,0	21,2	31,9	-	20,15
	Iy, кА	8,36	12,66	19	-	12,01
	Sк, МВА	1111,1	151,5	71,4	-	5,47
Двухфазное К.З.	Iпо, кА	4,8	12,5	10,9	-	6,9
	iy, кА	12,2	31,9	27,8	-	17,65
	Iy, кА	7,3	19,0	16,5	-	10,52
	Sк, МВА	967	131,8	62,1	-	4,75
Однофазное К.З.	Iпо, кА	6,44	-	-	-	3,53
	iy, кА	16,4	-	-	-	9,0
	Iy, кА	9,8	-	-	-	5,36
	Sк, МВА	1288	-	-	-	0,812