Занятие 3. Апв и авр в распределительной сети

Для схемы участка сети (рис. 3.7.1) выбрать и рассчитать автоматику на выключателе Q в соответствии с данными последней строки табл. 3.7.1.

3.7.2. Пример расчета релейной защиты и автоматики участка распределительной сети

Участок распределительной сети, схема которого приведена на рис. 3.7.1, включает в себя:

- шины 110 кВ источника питания сети;

- питающие воздушные линии W1 и W2 напряжением 110 кВ;

- подстанцию ПС 110/10 кВ;

- кабельные линии W3 и W4;

- распределительный пункт РП-10 кВ, к шинам которого подключены ТП 10/0,4 кВ и другие потребители, получающие питание по линиям W5 и W6.

По усмотрению преподавателя, ведущего практические занятия, структура участка распределительной сети и исходные данные могут изменяться.

Рис. 3.7.1. Участок распределительной сети

Исходные данные:

- ток трехфазного КЗ на шинах источника питания 110 кВ I⁽³⁾_{КЗ max К1} = 10200 А;

- средние напряжения ступеней приняты равными U_1ср = 115 кВ; U_2ср = 10,5 кВ; U_3ср = 0,4 кВ;

- длины линий W1 и W2 составляют l_W1 = l_W2 = 10 км;

- данные трансформаторов Т1, Т2: тип – ТДН-10000/110, S_Тном = 10 МВ·А, U_K = 10,5 %;

- длины линий W3 и W4 составляют l_W3 = l_W4 = 0,2 км;

- данные трансформаторов Т3, Т4: тип – ТМГ-1000/10, S_Тном = 1 МВ·А, U_K = 5,5 %;

- нагрузки линий W5 и W6 составляют I_W5 = 20 А и I_W6 = 15 А;

- выдержки времени МТЗ на выключателях Q13 и Q14 соответственно равны t_Q13= 0,9 с, t_Q14 = 0,8 с;

- выдержка времени выключателя QFB при кратности К_QFB > 12 составляет t_QFB = 0,8 c.

.

Расчет токов кз

Схема замещения участка распределительной сети приведена на рис. 3.7.2. Расчет токов КЗ выполняем в именованных единицах.

Все сопротивления приводим к напряжению 115 кВ. Токи КЗ также приведены к этому напряжению.

Рис. 3.7.2. Схема замещения участка распределительной сети

1. Сопротивление энергосистемы

6,52 Ом.

2. Сопротивление линии W1 при погонном сопротивлении х_уд = 0,4 Ом/км составит

4 Ом.

3. Сопротивление трансформатора Т1

= 138,9 Ом.

4. Сопротивление трансформатора Т3

727,4 Ом.

5. Сопротивление до точки K2

10,52 Ом.

6. Ток КЗ в точке K2

6,32 кА.

7. Сопротивление до точки K3

149,42 Ом

8. Ток КЗ в точке K3

0,445 кА

9. Сопротивление до точки K4

.

Поскольку кабельная линия W3 короткая l_W3 = 0,2 км, имеем соотношение

x_W3 << .

Поэтому с достаточной точностью можно считать, что

= = 0,445 кА.

10. Сопротивление до точки K5

876,82 Ом.

11. Ток КЗ в точке K5

0,076 кА.

Расчет номинальных и максимальных рабочих токов

1. Номинальный первичный ток трансформатора Т1

50,3 А.

2. Номинальный вторичный ток трансформатора Т1

550,5 А.

3. Максимальный рабочий ток линии W1 (W2) определяется по режиму, когда один из трансформаторов Т2 (Т1) отключен. В этом случае оставшийся в работе трансформатор будет перегружен. Для масляного трансформатора средней мощности допустимый коэффициент перегрузки K_П1 = 1,5.

75,45 А.

4. Номинальный первичный ток трансформатора Т3

55 А.

5. Номинальный вторичный ток трансформатора Т3

1445 А.

6. Максимальный рабочий ток линии W3 (W4) определяется по режиму, когда линия W4 (W3) отключена, а оставшаяся в работе линия несет на себе всю нагрузку РП-10 кВ. Учитывая, что распределительные трансформаторы Т3 и Т4 в нормальном режиме могут быть загружены до 90 % (К_загр < 0,9), с учетом нагрузок линий W5 и W6 имеем

I_{раб max W3} = 2К_загрI_Т3ном1 + I_W5 + I_W6 = 20,955 + 20 + 15 = 134 А.

7. Максимальные рабочие токи через секционные выключатели QB1, QB2 и QFB полагаем с запасом равными соответствующим номинальным токам трансформаторов с учетом нагрузок на шинах РП-10 кВ:

=550,5 А;

= 55 + 20 = 75 А;

=1445 А.