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:

,кА ; ст. 10 [9]

де S_КЗ – потужність к. з., МВА;

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

I⁽³⁾кз=(60·10⁶)/(1,73·10,5·10³) =3303 А=3,303 кА

Ударний струм:

, кА ; ст. 10 [9]

іу=1,5·1,41·3303=6985,8 А=6,9858 кА

Діюче значення ударного струму короткого замикання:

, кА ; ст. 10 [9]

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

Струм трифазного короткого замикання в інших точках мережі

, кА ; ст. 10 [9]

I⁽³⁾кз =10500/(1,73·4,23)=1436,3 А=1,4363 кА

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

, Ом ; ст. 11 [9]

Опір системи:

,Ом ; ст. 11 [9]

хс=10500²/60·10⁶=1,83 Ом

Повні активний та індуктивний опори лінії

; , Ом ; ст. 11 [9]

де r_0i, x_0i – питомі активний та індуктивний опори 1 км проводу лінії, Ом/км (див. додаток Д.13,ст. 35 [9] );

L_і – довжина ділянки лінії 10 кВ, км.

Струм двофазного короткого замикання визначається:

, кА ; ст. 11 [9]

І⁽²⁾кз=(1,73/2) ·1436,3=1242,4 А= 1,2422 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	Катало жні дані	Розрахункові дані	Розрахунки	Найменування
Номінальна напруга Номінальний струм Допустимий струм вимикання Струм динамічної стійкості Струм термічної стійкості	UНВ > UН ІНВ > ІР.МАКС ІД.ВИМ > IР.ВИМ іМАКС > іУ IТ.С.≥ It	10 320 10 10 10/4	10 47,5 4,66 6,98 4	10≥10 320 ≥ 47,5 10 ≥ 4,66 10 ≥ 6,98 10/4≥4	ВММ-10-320-УЗ

; ст. 13 [9]

Де S_м(0-1) - максимальна потужність на першій ділянці лінії, кВА (табл. 4,4)

Uн – Номінальна напруга Uн =10 кВ

Розрахунковий струм вимикача

; ст. 13 [9]

- Струм трифазного к. з. на шинах 10 кВ РТП

Ударний струм:

,кА ; ст. 13 [9]

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

іу=1,5·1,41·3303=6985,8 А=6,9858 кА.

Струм термічної стійкості:

; ст. 13 [9]

t_ф=1,5с.

t=1c.

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. Вибираємо вимикач типу

ВММ-10-320 з типом привода ППВ.

Проводимо вибір роз’єднувачів:

Вибір роз’єднувачів виконується аналогічно (не враховуючи тільки допустимий струм вимикання )

Таблиця 6.2. Умови вибору апаратів (роз’єднувачів)

Параметри вимикача	Умови вибору	Катало жні дані	Розрахункові дані	Розрахунки	Найменування
Номінальна напруга Номінальний струм Струм динамічної стійкості Струм термічної стійкості	UНВ > UН ІНВ > ІР.МАКС іМАКС > іУ IТ.С.≥ It	10 400 50 10	10 47,5 6,98 4	10≥10 400≥ 47,5 50 ≥ 6,98 10≥4	РВ-10-400-У3

Вибираємо роз’єднувач типу РВ-10-400-У3 з приводом ПР-11.

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 ІН1 > ІР.МАКС ІН2 = 5 А 0,5 SН2 >S2 (КtІН1)2>( )2tК ІН1КД>іУ	10 >10 50 > 47,5 5 А 0,5 10 > 10 90 > 4 70 > 6,98

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 S₂ приладів, приєднаних до вторинної обмотки трансформатора, не повинна 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), кВА; ст. 12 [9]

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).

Для вимірювання струму використовують амперметр типу Е-378 (S_ПР=0,1ВА)

Також лічильник активної енергії наприклад типу СА4УИ675 (S_ПР=2,5ВА)

S₂=2,6+25(0,1+0,2)=10 кВА

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

, Ом; ст. 13 [9]

R_ПРОВ = (10 -2,6-25·0,1)/25=0,2 Ом.

Отже, необхідний переріз з'єднувальних провідників:

, мм² , ст. 13 [9]

F_пр=(0,4·2,5)/0,2=5 мм²

де ρ – питомий опір металу з'єднувальних проводів, (Ом·мм²)/м ρ=0,4(Ом·мм²)/м ;

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

За результатом розрахунку приймають ближчий стандартний переріз, але не менше 2,5 мм² для мідних проводів, або 4мм² для алюмінієвих. Вибираємо марку провідника АПВ (1х6)

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-378 (S_ПР = 0,1 ВА). Вибираємо трансформатор струму типу ТПЛ-10 0,5-10-50/5-У2