Расчет токов трехфазного кз:

Рис. 4.2. Схема замещения сети и подстанции.

Базисная мощность: S_б=1000МВА

Базисные напряжения:

U_б1=230кВА; U_б2=38,5кВА; U_б3=11кВА;

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/(1.732·38,5)=14,996кА

I_б3=S_б/(1.732·U_б3)=1000/(1.732·11)=52,49кА

Сопротивления элементов схемы замещения.

Система:

E_cвн=U_вн/U_б1=220/230=0.957

E_cсн=U_сн/U_б2=35/38,5=0.909

R_cвн=r_вн·X_cвн/100=5·0,063/100=0.003

R_cсн=r_сн·X_cсн/100=7·0.673/100=0.047

Линии:

X_лвн=0.5·x_0вн·l_внS_б/U_б1²=0.5·0.429·58·1000/52900=0.235

R_лвн=0.5·r_0вн·l_внS_б/U_б1²=0.5·0.096·58·1000/52900=0.05

X_лсн=0.5·x_0сн·l_снS_б/U_б2²=0.5·0,406·24·1000/1482,25=3,29

R_лсн=0.5·r_0сн·l_снS_б/U_б2²=0.5·0,204·24·1000/1482,25=1,65

Автотрансформаторы:

U_в=0.5·U_{кзвн-сн}+U_{кзвн-нн}-U_{кзсн-нн}=0.5·(12,5+24-10,5)=13

U_с=0.5·U_{кзвн-сн}+U_{кзсн-нн}-U_{кзвн-нн}=0.5·(12,5+10,5-24)=0

U_н=0.5·U_{кзвн-нн}+U_{кзсн-нн}-U_{кзвн-сн}=0.5·(24+10,5-12,5)=11

X_вн=U_в/100·S_б/S_ном=13/100·1000/63=2,06

X_сн=U_с/100·S_б/S_ном=0/100·1000/63=0

X_нн=U_н/100·S_б/S_ном=11/100·1000/63=1,75

R_вн=R_сн=R_нн=0.5·P_кз·10^-3·S_б/S_ном²=0.5·320·10^-3·1000/3969=0.04

Ток трехфазного КЗ на стороне ВН:

R_э1=R_cвн+R_лвн=0.003+0.05=0.053

X_э1=X_cвн+X_лвн=0.063+0.235=0.3

R_э2=R_вн+R_сн+R_cсн+R_лсн=0.04+0.04+0.047+1,65=1,78

X_э2=X_вн+X_сн+X_cсн+X_лсн=2,06+0+0.673+3,29=6,02

R_э=R_э1·R_э2/(R_э1+R_э2)=0.053·1,78/(0.053+1,78)=0.05

X_э=X_э1·X_э2/(X_э1+X_э2)=0.3·6,02/(0.3+6,062)=0.3

E=(E_cвн·Z_э2+E_cсн·Z_э1)/(Z_э1+Z_э2)=(0.957·6,28+0.909·0.3)/(0.3+6.28)=0.95

I_п0.вн=(E_э/Z_э)·I_б1=(0.95/0.3)·2.51=7,9кА

Ток трехфазного КЗ на стороне СН:

R_э1=R_вн+R_сн+R_cвн+R_лвн=0.04+0.04+0.003+0.05=0.133

X_э1=X_вн+X_сн+X_cвн+X_лвн=2,06+0.063+0.235=2,36

R_э2=R_cсн+R_лсн=0.047+1,65=1,7

X_э2=X_cсн+X_лсн=0.673+3,29=4

R_э=R_э1·R_э2/(R_э1+R_э2)=0.133·1,7/(0.133+1,7)=0.12

X_э=X_э1·X_э2/(X_э1+X_э2)=2,36·4/(2,36+4)=1,5

Z_э=(R_э²+X_э²)^1/2=(0.12²+1,5²)^1/2=1,5

E=(E_cвн·Z_э2+E_cсн·Z_э1)/(Z_э1+Z_э2)=(0.957·4,3+0.909·2,36)/(2,36+4,3)=0.94

I_п0.сн=(E_э/Z_э·)I_б2=(0.94/1,5)·14.996=9,4кА

Ток трехфазного КЗ на стороне НН:

R_э1=R_cвн+R_лвн+R_вн=0.003+0.05+0.04=0.1

X_э1=X_cвн+X_лвн+X_вн=0.063+0.24+2,06=2,4

R_э2=R_cсн+R_лсн+R_сн=0.05+1,65+0.04=2

X_э2=X_cсн+X_лсн+X_сн=0.673+3,29+0=4

R_э=R_нн+R_э1·R_э2/(R_э1+R_э2)=0.04+0.1·2/(0.1+2)=0.12

X_э=X_нн+X_э1·X_э2/(X_э1+X_э2)=1.75+2,4·4/(2,4+4)=3,87

E=(E_cвн·Z_э2+E_cсн·Z_э1)/(Z_э1+Z_э2)=(0.957·4,4+0.909·2,36)/(2,36+4,4)=0.94

I_п0.нн=E_э/Z_э·I_б3=(0.94/3,87)·52.49=12,75кА

Выбор электрических аппаратов, токоведущих частей и измерительных приборов.

Сторона 220кВ

I_п0=7,9кА

T_a=X_рез/(ωR_рез)=0.3/(314.159·0.05)=0.02

Определяем ударный ток КЗ

i_у=1.414·K_у·I_п0=1.414·1.6·7.9=17,9кА;

I_max=1.4·S_ном./(1.732·U_ном)=1,4*63000/(1.732·220)=231,46A; [3, с.223]

Выбираем выключатель - ВГБУ-220

t=t_рз+t_сб=0.01+0.03=0.04с

B_k=I_п0²·(t_отк+T_а)=62,41·(0.06+0.02)=4.99кА²·c

_н=0.42%; [3, c.300; рис.4-49]

i_а.ном=1.414· _н·I_{отк.ном}=1.414·0.42·40=23.76кА

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=231,46А	Iном=2000A	Iном=1000A
Iп0=7.9кА	Iн.отк=40кA	-
ia =1.36кА	iа.ном=22.035кA	-
Iуд=17,9кА	Iдин=102кA	Iдин=64кA
Bк=4.03кА2·c	4800кА2·c	1875кА2·c

Встроенный трансформатор тока - ТВ220-I-750/5

Расчётные данные	Каталожные данные
Uуст=220кВ	Uном=220кВ
Imax=231А	Iном=750A
Bк=4.03кА2·c	(Iном)2·tт=(25)2·3=1875кА2·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;

Сторона 35кВ

I_п0=9,4кА

T_a=X_рез/(ωR_рез)=1,5/(314,159·0,12)=0.04

Определяем ударный ток КЗ

i_у=1.414·K_у·I_п0=1,414·1,78·9,4=23,66кА;

I_max=Sсн/(1.732·U_ном)=17,44/(1.732·35)=288A;