5. Розрахунок струмів короткого замикання

Вихідною величиною для розрахунку струмів короткого замикання є потужність короткого замикання на шинах 10 кВ РТП-35/10 кВ.

Струм трифазного к. з. на шинах 10 кВ РТП обчислюють за формулою:

де S_КЗ – потужність к. з., МВА;

U_Б– базисна напруга, кВ (U_Б = 10,5 кВ).

I⁽³⁾кз=(45·10⁶)/(1,73·10,5· )=2475,45 А=2,47545 кА

Ударний струм:

.

іу=1,5·1,41·2475,45=5198.02 А=5.19802 кА

Діюче значення ударного струму короткого замикання:

,

де К_У – ударний коефіцієнт ( 1 <К_У< 2 ).

Ід=√1+2(1,5-1)²·2475,45=4287,3А= 4,2872кА

Струм трифазного короткого замикання в інших точках мережі

,

I⁽³⁾кз =10500/(1,73·4.13)=1700 А=1.7 кА

де Z_КЗ – опір кола короткого замикання до розрахункової точки, Ом.

.

Zкз =√(2,35+0,76)²+1.76² = 3.57 Ом

Опір системи:

.

хс=10500²/45·10⁶=2,45 Ом

Повні активний та індуктивний опори лінії

; ,

де r_0i, x_0i – питомі активний та індуктивний опори 1 км проводу лінії, Ом/км

L_і – довжина ділянки лінії 10 кВ, км.

Струм двофазного короткого замикання визначається:

І⁽²⁾кз=(1,73/2)·1700=1472.28 А= 1,47228 кА

6. Вибір електричної апаратури розподільного пристрою 10 кВ (комірки лінії 10 кВ) районної трансформаторної підстанції

Апаратуру вихідної комірки лінії електропередачі 10 кВ і заданої споживчої підстанції вибирають за номінальною напругою, струмом та конструктивним виконанням (зовнішнє, внутрішнє або інше), класом точності (для трансформаторів струму) і струмом вимикання (для вимикачів).

Таблиця 6.1. Умови вибору апаратів (вимикачів)

Параметри вимикача	Умови вибору
Номінальна напруга Номінальний струм Допустимий струм вимикання Струм динамічної стійкості Струм термічної стійкості	UНВ≥ UН10≥10 ІНВ≥ ІР.МАКС 320 >38.8 ІД.ВИМ≥ IР.ВИМ10 >0.038 іМАКС≥ іУ 10 > 5,1 tН≥( )2tК 25>2.91

І_Р.МАКС = =

t_К= t_СВ+t_РЗ + Т_а = 0,2+0,002+0,185 = 0,387 с

t_СВ – час спрацювання вимикача ( t_СВ = 0,2 с) ;

t_РЗ– час спрацювання релейного захисту , с

Т_а – постійна часу затухання аперіодичної складової струму короткого замикання (для сільських мереж рекомендується Т_а= 0,185 с).

Вибрану апаратуру перевіряють на термічну та динамічну стійкість при дії струму к.з. При виборі апаратури рекомендується складати таблицю, порівнюючи розрахункові та паспортні дані апаратів. Для вимикачів і роз'єднувачів теж необхідно вибирати привод ППВ. Я вибрав вимикач типу ВММ-10-320 з приводом ППВ.

Вибір роз'єднувачів виконується аналогічно (не враховується тільки допустимий струм вимикання).

Таблиця 6.2. Вибір трансформаторів струму

Параметри трансформатора струму	Умови вибору
Номінальна напруга Номінальний первинний струм Номінальний вторинний струм Клас точності Номінальна вторинна потужність Кратність струму: термічної стійкості Кt=Іt/ІН1 динамічної стійкості КД = іМАКС/( ІН1)	UНТ≥ UН 10 ≥10 ІН1 ≥ ІР.МАКС 40≥ 38,8 ІН2= 5 А 0,5 SН2≥S2 5≥ 4,95 (КtІН1)2≥( )2tК 6,25≥ 2,37 ІН1КД>іУ 9,9 ≥ 5,1

Клас точності трансформаторів струму, до яких приєднують лічильники електричної енергії для комерційного розрахунку, повинен бути 0,5; для технічного обліку електроенергії допускається клас точності 1,0. Для приєднання реле і різноманітних пристроїв достатніми є класи точності 3,0 і 10,0.

Щоб забезпечити задану точність вимірювання, потужність S₂приладів, приєднаних до вторинної обмотки трансформатора, неповинна перевищувати зазначене в паспорті трансформатора струму номінальне вторинне навантаження S_Н2. Залежно від класу точності знаходять номінальну вторинну потужність S_Н2.

Навантаження трансформаторів струму

S₂ = S_ПР + (R_ПРОВ + R_КОН),

S₂ = 0,5+5(0,8+0,1)=4,95 кВт

де – номінальний вторинний струм (у більшості випадків 5 А);

S_ПР– сумарна потужність послідовно ввімкнених приладів (лічильників, амперметрів), ВА;

R_ПРОВ – опір з'єднувальних провідників, Ом;

R_КОН – опір контактів (R_КОН = 0,1 Ом).

Допустимий опір провідників обчислюється, виходячи з умови S₂ = S_Н2:

.

R_ПРОВ = (5-0,5-5·0,1)/5=0,8 Ом.

Отже, необхідний переріз з'єднувальних провідників:

,

F_пр=(0,88·3)/0,8=3,3 мм

деρ – питомий опір металу з'єднувальних проводів, (Ом·мм²)/м;

L_Р – розрахункова довжина проводів, м (2,5...3м).

За результатом розрахунку приймають ближчий стандартний перетин, але не менше 2,5 мм² для мідних проводів, або 4мм² для алюмінієвих.

У комірках лінії 10 кВ РТП-35/10 кВ, як правило, встановлюється один двоелементний лічильник активної енергії, наприклад, типу СА4УИ675 (S_ПР = 2,5 ВА). Для вимірювання струму використовують один амперметр типу Е-335 (S_ПР = 0,5 ВА) або Е-378 (S_ПР = 0,1 ВА). Я вибрав трансформатор струму типу ТПЛ-10.