Расчет токов трехфазного кз:

Рис. 4.2. Схема замещения сети и подстанции.

Базисная мощность: S_б=1000МВА

Базисные напряжения:

U_б1=230кВ; U_б2=121кВ; U_б3=10,5 кВ;

Базисные токи:

I_б1=S_б/(1,732·U_б1)=1000/(1,732·230)=2,51кА

I_б2=S_б/(1,732·U_б2)=1000/(1,732·121)=4,772кА

I_б3=S_б/(1,732·U_б3)=1000/(1,732·10,5)=54,987кА

Сопротивления элементов схемы замещения.

Система:

E_cвн=U_вн/U_б1=220/230=0,957

E_cсн=U_сн/U_б2=110/121=0,909

R_cвн=r_вн·X_cвн/100=4·0,06/100=0,0024

R_cсн=r_сн·X_cсн/100=5·0,2/100=0,01

Линии:

X_лвн=0.5·x_0вн·l_внS_б/U_б1²=0,5·0,435·73·1000/52900=0,3

R_лвн=0.5·r_0вн·l_внS_б/U_б1²=0,5·0,124·73·1000/52900=0,08

X_лсн=0.5·x_0сн·l_снS_б/U_б2²=0,5·0,427·33·1000/14641=0,48

R_лсн=0.5·r_0сн·l_снS_б/U_б2²=0,5·0,434·33·1000/14641=0,28

Автотрансформаторы:

U_в=0,5·(U_{кзвн-сн}+U_{кзвн-нн}-U_{кзсн-нн)}=0,5·(11+31-20)=11

U_с=0,5·(U_{кзвн-сн}+U_{кзсн-нн}-U_{кзвн-нн)}=0.5·(11+20-31)=0

U_н=0,5·(U_{кзвн-нн}+U_{кзсн-нн}-U_{кзвн-сн)}=0,5·(31+19-20)=20

X_вн=U_в/100·S_б/S_ном=11/100·1000/125=0,88

X_сн= 0

X_нн=U_н/100·S_б/S_ном=20/100·1000/(125*0,5)=3,2

R_вн=R_сн=R_нн=0.5·P_кз·10^-3·S_б/S_ном²=0.5·290·10^-3·1000/15625=0.009

Ток трехфазного кз на стороне вн:

R_э1=R_cвн+R_лвн=0,001+0,08=0,081

X_э1=X_cвн+X_лвн=0,06+0,3=0,36

R_э2=R_вн+R_сн+R_cсн+R_лсн=0,009+0,009+0,01+0,28=0,308

X_э2=X_вн+X_сн+X_cсн+X_лсн=0,88+0+0,2+0,48=1,56

R_э=R_э1·R_э2/(R_э1+R_э2)=0,081·0,308/(0,081+0,308)=0,065

X_э=X_э1·X_э2/(X_э1+X_э2)=0,36·1,56/(0,36+1,56)=0,2925

E=(E_cвн·Z_э2+E_cсн·Z_э1)/(Z_э1+Z_э2)=

=(0,957·1,6+0,909·0,369)/(03,369+1,6)=0,95

I_п0.вн=E_э/Z_э·I_б1=0,95/0,299·2,51=8кА

Ток трехфазного кз на стороне сн:

R_э1=R_вн+R_сн+R_cвн+R_лвн=0,009+0,009+0,0024+0,08=0,1

X_э1=X_вн+X_сн+X_cвн+X_лвн=0,88+0+0,06+0,3=1,24

R_э2=R_cсн+R_лсн=0,2+0,28=0,48

X_э2=X_cсн+X_лсн=0,2+0,48=0,68

R_э=R_э1·R_э2/(R_э1+R_э2)=(0,1004·0,48)/(0,1004+0,48)=0,083

X_э=X_э1·X_э2/(X_э1+X_э2)=(1,24·0,68)/(1,24+0,68)=0,439

Z_э=(R_э²+X_э²)^1/2=(0,083²+0,439²)^1/2=0,44

E=(E_cвн·Z_э2+E_cсн·Z_э1)/(Z_э1+Z_э2)=

=(0,957·0,83+0,909·1,244)/(1,244+0,83)=0,928

I_п0.сн=E_э/Z_э·I_б2=0,928/0,447·4,772=9,9кА

Ток трехфазного кз на стороне нн:

R_э1=R_cвн+R_лвн+R_вн=0,0024+0,08+0,009=0,0914

X_э1=X_cвн+X_лвн+X_вн=0,06+0,3+0,88=1,24

R_э2=R_cсн+R_лсн+R_сн=0,01+0,28+0,009=0,299

X_э2=X_cсн+X_лсн+X_сн=0,2+0,48+0=0,68

R_э=R_нн+R_э1·R_э2/(R_э1+R_э2)=(0,009+0,0914·0,299)/(0,0914+0,299)=0,093

X_э=X_нн+X_э1·X_э2/(X_э1+X_э2)=(3,2+1,24·0,68)/(1,24+0,68)=2,1

E=(E_cвн·Z_э2+E_cсн·Z_э1)/(Z_э1+Z_э2)=

=(0,957·0,74+0,909·1,243)/(1,243+0,74)=0,92

I_п0.нн=E_э/Z_э·I_б3=(0,92/2,1)·54,987=24,3кА

Выбор электрических аппаратов, токоведущих частей и измерительных приборов. Сторона 220кВ

I_п0=8кА

T_a=X_рез/(ωR_рез)=0,2925/(314,159·0,065)=0,014

Определяем ударный ток КЗ

i_у=1,414·K_у·I_п0=1,414·1,49·8=16,85кА;

I_max=1,5·S_ном.т/(1,732·U_ном)=1,5·125000/(1,732·220)=492,074A

Выбираем выключатель - ВГБУ-220

t=t_рз+t_сб=0,01+0,03=0,04с

B_k=I_п0²·(t_отк+T_а)=64·(0,06+0,014)=4,736 кА²·c

_н=0.39%

i_а.ном=1,414· _н·I_{отк.ном}=1,414·0,39·40=22,035кА

Ток термической стойкости для выключателя:

I_t²·t=40²·3=4800кА²·c

Ток термической стойкости для разъединителя:

I_t²·t=25²·3=1875кА²·c

Расчётные данные	Каталожные данные
	ВГБУ-220	РНДЗ-1-220/1000У1
Uуст=220кВ	Uном=220кВ	Uном=220кВ
Imax=492,074A	Iном=2000A	Iном=1000A
Iп0=8кА	Iн.отк=40кA	-
ia =5,543 кА	iа.ном=22,035кA	-
Iуд=21,1 кА	Iдин=102кA	Iдин=64кA
Bк=4,736 кА2·c	4800кА2·c	1875кА2·c

Встроенный трансформатор тока - ТВ220-I-750/5

Расчётные данные	Каталожные данные
Uуст=220кВ	Uном=220кВ
Imax=492,074А	Iном=750A
Bк=4,736 кА2·c	(Iном)2·tт=(25)2·3=1875кА2·c

Трансформатор тока - ТГФ-220

Расчётные данные	Каталожные данные
Uуст=220кВ	Uном=220кВ
Imax=492,074А	Iном=1200A
Iуд=21,1кА	Iдин=150кA
Bк=4,736 кА2·c	(Iном)2·tт=(60)2·3=10800кА2·c

Вторичная нагрузка трансформатора тока:

Прибор	Тип	Нагрузка фаз
		А	В	С
Амперметр	Э-335	0.5	0.5	0.5
Ваттметр	Д-335	0.5	-	0.5
Варметр	Д-335	0.5	-	0.5
Счетчик энергии (активно-реактивный)	ЦЭ6812	0.2	-	0.2
Итого		1.7	0.5	1.7

Номинальный вторичный ток I₂=5A

R_приб=S_приб/I₂²=1,7/25=0.068 Ом

Вторичная номинальная нагрузка трансформатора тока в классе точности 0.5 составляет Z_2ном=1.2 Ом

Сопротивление контактов R_к=0.1 Ом

Сопротивление проводов:

R_пр=Z_2ном-R_приб-R_к=1.2-0.068-0.1=1.032 Ом

Сечение проводов:

q= ·L_расч/R_пр=0.0175·125/1.032=2.12мм²

где L_расч=125м; [3, с.379]

Контрольный кабель КВВГ с жилами сечением 2.5мм²

Выбор трансформаторов напряжения и контрольно-измерительных приборов, подключенных к ним

Прибор	Тип	S одной обмот-ки, ВА	Число обмоток	Число приборов	Потребляемая мощность S, ВА
Вольтметр	Э-335	2	1	2	4
Вольтметр регистрирующий	Н-348	10	1	1	10
Ваттметр	Д-335	1.5	2	3	9
Варметр	Д-304	2	2	3	12
Счетчик энергии (активно-реактивный)	ЦЭ6812	6	1	2	12
Фиксатор импульсного действия	ФИП		1	3	9
Итого					56

Мощность вторичной обмотки ТН: S₂ =56ВА

Трансформатор напряжения - НКФ-220-II У1; U_ном=220кВ; S_2н=400ВA;

Заградители - ВЗ-1250-0,5У1; U_н=220кВ; I_н=1250A;

Изоляторы наружной установки 220кВ подвесного типа ЛК 120/220-АIV;

Сборные шины:

провод - AC-300

I_доп=710A

Радиус провода r₀=1.205 см

Расстояние между фазами D=400 cм

Начальная критическая напряженность:

Напряженность около поверхности провода:

E=0.354·U/(r₀+lg(1.26·D/r₀))=0.354·220/(1.205·lg(1.26·400/1.205))=24.655кВ/см

Условия проверки на корону

1.07·E 0.9·E₀

26.38 28.452

Выбор сечения ошиновки проводим по нормированной плотности тока j=0.9 A/мм²

q_э=I_max/j=492.074/0.9=546 мм²

Принимаем 1 провод в фазе AC-500, допустимый ток 1·945=945A

I_max=492.074A<I_доп=945A

На стороне 110 кВ и 10 кВ проектируемой подстанции выбор электрооборудования выполняется аналогичным образом.