1.3. Расчет электрической части трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ

1.3.1. Расчетные схемы и схемы замещения электрической сети

Расчет токов короткого замыкания производится по расчетным схемам замещения. Целью расчета токов короткого замыкания (КЗ) являются: проверка аппаратов на термическую и электродинамическую стойкость; выбор защитных аппаратов линий и трансформатора; проверка условий надежности, селективности и чувствительности защиты. Помимо токов КЗ в расчетах используют максимальные рабочие токи линий и трансформатора.

В соответствии с указанными целями в схемах замещения на 0,4 кВ учитывают продольные сопротивления линий и трансформатора. В качестве расчетных точек КЗ принимают шины 10 и 0,4 кВ подстанций (точки Кв и Кн) и места ввода к потребителям в конце ВЛ 0,38 кВ (точки К1, К2, К3). ТП включает один трансформатор и три ВЛ 0,38 кВ. Ток КЗ на шинах ТП 35/10 в точке Кс имеет следующее значение I_Кс = 1,5 кА. Расчетная схема ТП-1 представлена на рисунке 1.9.

Рис. 1.9. Расчетная схема ТП-1 и сети 0,38 кВ для расчета токов КЗ

Схема замещения сети КЗ представлена на рисунке 1.10. Все сопротивления приведены к низкому напряжению 0,4 кВ.

Сопротивление Z_С – сопротивление системы отражает сопротивление трансформатора 35/10 кВ и других элементов сети высокого напряжения энергосистемы. При его расчете вместо действующего напряжения ступени используют ближайшее напряжение из следующего стандартного ряда (U_ср, кВ): 770; 515; 340; 230; 115; 37; 24; 10,5; 6,3; 3,15.

Рис. 1.10. Схема замещения сети для расчета токов КЗ

Активное сопротивление системы R_С = 0 Ом, следовательно, активное сопротивление системы, приведенное к напряжению 0,4 кВ тоже равно нулю = 0 Ом, тогда индуктивное сопротивление системы, равно её полному сопротивлению и определяется по формуле

. (1.3.1)

По данным энергосистемы установившийся ток трехфазного короткого замыкания на шинах 10 кВ районной ТП составляет 1,5 кА, ближайшее к 10 кВ напряжение из стандартного ряда 10,5 кВ. Тогда сопротивление системы будет

Ом.

Индуктивное сопротивление системы, приведенное к напряжению 0,4 кВ

X = X_С·k_I², (1.3.2)

где k_I – коэффициент трансформации токов (k_I = 0,4/10).

Ом.

Для ВЛ 10 кВ выбран провод АС-35, длина линии l₁₀ = 11км. Активное и индуктивное сопротивления линии составляют:

R₁₀ = r₀·l₁₀ = 11∙0,85=9,35 Ом;

Х₁₀ = x₀·l₁₀ = 11∙0,37=4,07 Ом.

Активное и индуктивное сопротивления ВЛ 10 кВ, приведенное к напряжению 0,4 кВ

; (1.3.3)

Ом.

; (1.3.4)

Ом.

Для ВЛ-1 выбран провод СИП–1 3×95+1×70, длина линии l₁ = 0,415 км.

Погонные параметры для провода СИП–1 3×95+1×70

r₀=0,568 Ом/м; x₀=0,0746 Ом/м.

Активное и индуктивное сопротивления линии ВЛ-1 составляют:

R₁= r₀·l₁ = 0,568∙0,415=0,236 Ом;

Х₁ = x₀·l₁ = 0,0746∙0,415=0,031 Ом.

Для ВЛ-2 выбран провод СИП–1 3×50+1×50, длина линии l₂ = 0,06 км.

Погонные параметры для провода СИП–1 3×50+1×70

r₀=0,822; x₀=0,0782 .

Активное и индуктивное сопротивления линии ВЛ-2 составляют:

R₂= r₀·l₂ = 0,822∙0,06=0,0049 Ом;

Х₂= x₀·l₂ = 0,0782∙0,06=0,0047 Ом.

Для ВЛ-3 выбран провод СИП–1 3×35+1×50, длина линии l₃ = 0,26 км.

Погонные параметры для провода СИП–1 3×50+1×70

r₀=1,111 Ом/м; x₀=0,0791 Ом/м .

Активное и индуктивное сопротивления линии ВЛ-3 составляют:

R₃= r₀·l₃ = 1,111∙0,28=0,311 Ом;

Х₃= x₀·l₃ = 0,0791∙0,28=0,0222 Ом.

Результаты расчета представлены в таблице 1.13.

Таблица 1.13. Параметры схемы замещения линий 0,38 кВ

№ линии	Марка провода	Длина, км	Rл, Ом	Xл, Ом
10	AС-35	11	9,35	4,07
1	СИП–3×95+1×70	0,415	0,236	0,031
2	СИП–3×50+1×50	0,06	0,049	0,0047
3	СИП–3×35+1×50	0,28	0,311	0,0221