3. Расчет токов короткого замыкания

Согласно правилам ПУЭ проверка на электродинамическую и термическую стойкость шин и агрегатов производится по току трехфазного к.з. Так на подстанциях токи трехфазного к.з. больше токов однофазного к.з.

Схема замещения главных электрических соединений транзитной

подстанции.

Рисунок 2.− Схема замещения ТП

Рисунок 3.− Схема замещения и преобразования ТП

Сопротивление элементов цепи к.з.

где: S_б – произвольное значение базовой мощности, мВ*А

S_к.з – мощность к.з. на вводах опорной подстанции, мВ*А

В исходной схеме преобразуем − в у

Рисунок 4.− Схема замещения и преобразования ТП.

Относительное базисное сопротивление до точки К₁ равно 0,074 о.е.

Найдем относительные базисные сопротивления до точек К₂ и К₁.

Сопротивление до точки К_2.

Сопротивление до точки К₃

Определим сопротивление до точки К₄

по известной величине суммарного относительного базисного сопротивления

определяем установившейся ток к.з.

до (·) К₁

до (·) К₂

до (·) К₃

до (·) К₄

Мощность трехфазного симметричного к.з. в узле.

,

где: U_ср – среднее напряжение источника питания.

До (^.) К₁

До (^.) К₂

До (^.) К₃

До (^.) К₄

Далее находим ударный ток по формуле:

,

где: К_у – ударный коэффициент для высоковольтных цепей тяговой подстанции равен 1,8, а низковольтных 1,3.

До (^.) К₁

До (^.) К₂

До (^.) К₃

До (^.) К₄

Действующее значение ударного тока

К₁

К₂

К₃

К₄

Ток трехфазного к.з.

К₁

К₂

К₃

К₄

Ток однофазного к.з. на стороне 110 кВ

Результаты расчетов сведем в таблицу

Таблица 4. – Результаты расчетов токов к.з.

	Iк, кА	Sк.з., МВ*А	iу, кА	Iу, кА	, кА
К1	4,92	3,27	12,398	7,4	4,256
К2	1,6	3,4	4,032	6,08	3,488
К3	0,93	42,3	2,36	1,4	0,8
К4	8,87	20,5	16,1	24,295	21,015

4. Проверка оборудования тяговой подстанции

Выбранное по условиям длительного режима оборудование тяговой подстанции следует проверить по условиям к.з., т.е.на электродинамическую и термическую стойкость.

В общем случае, для проверки электродинамической стойкости оборудования необходимо находить механические напряжения в материале оборудования и сравнить их с допустимыми значениями в соответствии с условием:

Непосредственно такой подход реализуется только для проверки жестких шин. Для остальной типовой электрической аппаратуры используется косвенный подход, при котором обеспечивается электродинамическая стойкость, т.е. должно соблюдаться условие:

где: i_у расчетное значение удельного тока к.з.;

-каталожное нормируемое значение динамического (предельного сквозного) тока к.з.

При проверке на термическую стойкость оборудования также используется косвенный подход, при котором определяется не температура нагрева оборудования, а характеризующие её показатели. Для шин проверка на термическую стойкость заключается в определении минимального сечения термически устойчивого при к.з.:

q_ш>=q_min

где: q_ш – выбранное по I_p.max сечении шин.

Для остальной аппаратуры проверка на термическую стойкость заключается в сравнении расчетного теплового импульса тока к.з. В_к с нормируемым значением В_н:

,

Нормируемый тепловой импульс В_н задаётся непосредственно в каталогах, либо определяется через приведённые значения тока I_т и t_т термической стойкости:

Расчетный тепловой импульс может быть определён по выражению:

,

где: I_по – начальное значение периодической составляющей тока к.з.;

Т_а – постоянная времени апериодической составляющей тока к.з.

(принять Т_а = 0,05с).

Время в течении которого проходит ток к.з.,

,

где: t₃ – время действия защиты рассматриваемой цепи;

t_в – полное время отключения выключателя до погасания дуги.