7.2. Способы ограничения токов к.З. На пс.
7.2.1. Выбор режима работы.
С целью ограничения токов к.з. на стороне НН подстанции за нормальный режим работы трансформаторов принимается раздельная работа их с отключенным выключателем 6–10 кВ, снабженным схемой АВР.
Режим работы трансформаторов на СН также оказывает влияние на величину токов к.з. на НН. При параллельной работе трансформаторов (автотрансформаторов) на СН результирующее сопротивление до точки к.з. на шинах НН (рис. 7–5) определяется по формуле
.
При раздельной работе на СН результирующее сопротивление до точки к.з. на шинах НН равно
,
что значительно больше xрез .
а) б)
Рис 7–5
Однако раздельная работа трансформаторов на СН не всегда возможна по условиям работы сети СН, и это надо учитывать при выборе режима работы. Режим работы АТ на СН задается консультантом.
На стороне ВН узловых ПС, через шины которых осуществляется транзит мощности, всегда принимается параллельная работа.
7.2.2. Возможен еще один путь уменьшения токов к.З.– применение трансформаторов с расщепленными обмотками нн (трдн).
Известно,
что при коэффициенте расщепления k
4
схема замещения
примет вид (рис. 7–6)
Xтв%
= 0.125 Uк
вн%
Xтн1 = Xтн2=1,75 Uк вн%
Рис. 7–6
Значительное увеличение сопротивления обмоток НН в трансформаторе ТРДН приводит к ограничению токов к.з. Это позволяет устанавливать на ПС трансформаторы 40–63 МВ·А без реактирования.
При применении трансформаторов с расщепленными обмотками следует иметь в виду, что ветви НН могут быть выполнены на разные номинальные напряжения: одна – 6,3 кВ, другая – 10,5 кВ.
Трансформаторы 110 кВ с расщепленными обмотками мощностью 25, 40, 63 МВ·А допускают следующие перегрузки:
при нагрузке одной из обмоток НН 1,2; 1,07; 1,05; 1,03 допустимые нагрузки другой обмотки составят соответственно: 0; 0,7; 0,8; 0,9 от номинальной мощности обмотки.
В случае применения автотрансформаторов благодаря большому реактивному сопротивлению между обмотками ВН и НН (Uk ВН–НН = 26–34%) токи к.з. на НН снижаются и становятся возможным установка АТ по 125 МВ·А при раздельной работе на СН или по 63 МВ·А при параллельной работе на СН без реактирования.
7.2.3. Выбор реакторов
На ПС, мощность которых превышает предельные значения, указанные выше, для ограничителя токов к.з. устанавливают реакторы в цепях трансформаторов (рис. 7–7).
а) б)
Рис. 7–7
Возможно применение обычных (рис. 7–7, а) или сдвоенных реакторов (рис. 7–7, б).
Выбор реакторов производиться после предварительного расчета токов к.з. на шинах 6–10 кВ без реактирования.
Если
In,o
20 кА , то реактирование не требуется,
так как ячейка КРУ6–10 кВ с выключателями
ВМП–10 рассчитаны на In,o
mx
= 20 кА.
Если In,o > 20 кА, то необходимо установить ректоры. Установка реакторов может быть продиктована необходимостью применения в распредсети 6–10 кВ кабелей небольших сечений.
Из [7] известно, что минимальное сечение кабеля по термической стойкости
,
где Bk= In,o2(tomx+Ta).
При заданном сечении qрасч допустимый ток к.з. определяется
,откуда
,
где С – постоянный коэффициент, определяемый по [7], табл.3–13;
– длительность
к.з.;
Ta – постоянная затухания апериодической слагаемой (определена в расчете токов к.з.);
In,o доп – допустимый ток к.з. за реактором.
Исходные данные для выбора реактора:
а) максимальный ток в цепи НН с учетом перспективного роста нагрузки (см. п.2.3 настоящих методических указаний) при отключении одного трансформатора, Imax;
б) ток к.з. на шинах 6–10 кВ, In,o;
в) величина до которой надо ограничить ток к.з., In,o треб (или In,o доп)
Порядок расчета.
Результирующее сопротивление до реактора
,
Ом.
Требуемое сопротивление цепи
,Ом.
Сопротивление реактора
,Ом.
По величине Xp выбирают ( см.[4] ) тип реактора с учетом 26
Uн.р >= Uуст ; Iн.р >=Iтат.
Выбранный реактор проверяется по динамической и термической стойкости и величине остаточного напряжения (см.[7] ).Для этой проверки рассчитываются значения токов КЗ за реактором.