1.8 Розрахунок струмів короткого замикання в мережах до 1000 в.

Розрахунок проводиться для механічного цеху. Трансформатор цехової підстанції потужністю 560 кВА напругою 10/0,4кВ зв’язаний з РП-0,4кВ алюмінієвими шинами довжиною 25 м. В електричному колі встановлено трансформатор струму 1000/5 і автоматичним вимикачем АВМ-15.

В мережах до 1000В задіяні елементи вторинна обмотка силового трансформатора, трансформатор струму і автоматичний вимикач. Складається розрахункова і схема заміщення.

10,5 кВ ТМ-560/10 ТС1000/5 АВМ-15 0,4 кВ

∆Р_к.з.=7,6

Рисунок 1.4 – Розрахункова схема

10,5 кВ 0,4 кВ

Z_T Z_TC Z_A Z_Ш Z_К

Рисунок 1.5 – Схема заміщення

Опори розрахункової схеми низької напруги обчислюються в іменованих одиницях мОм.

Приводимо результуючий активний і індуктивний опір системи електропостачання високої напруги до напруги 0,4 кВ та приводимо в іменовані одиниці мОм.

1,41 мОм; 2,89 мОм.

(1.46)

2,89

(1.47)

Активний опір трансформатора r_m:

(1.48)

Повний опір трансформатора Z_m :

(1.49)

Індуктивний опір трансформатора Х_m:

(1.50)

Опори трансформатора струму:

r_mc=0,05 мОм

х_мс=0,07 мОм

Опори автоматичного вимикання А3140:

r_a=0,12 мОм

х_а=0,094 мОм

Алюмінієві плоскі шини перерізом 50 5мм² мають опори:

r´_ш=0,15 мОм/м

х´_ш=0,13 мОм/м

Опори шини r_м, х_м:

(1.51)

(1.52)

Відповідно з ПБЕ сумарний опір контактів при короткому замикані біля розподільчого щита цехової підстанції приймається r_к=15мОм.

Сумарний активний опір кола ∑r, мОм:

(1.53)

1,27+2,8+0,05+0,12+3,75+15=22,99 мОм.

Сумарний індуктивний опір кола короткого замикання ∑х, мОм:

(1.54)

Повний опір кола Z_к4, мОм:

(1.55)

Струм трифазного короткого замикання в точці К₄:

(1.56)

Постійна часу кола короткого замикання Т_а:

Ударний коефіцієнт знаходиться по кривим К_у:

Ударний струм короткого замикання в точці K₄, кА:

Потужність короткого замикання в точці К₄, МВА:

Розрахункові дані короткого замикання в точці К₄ зносяться до таблиці 1.11

1.9 Вибір електрообладнання і перевірка його на дію струмів короткого замикання.

Електроустаткування вибирається по розрахункових значеннях струмів напруг потужності для нормального режиму роботи і режиму короткого замикання. Для цього порівнюються розрахункові дані і допустимі значення для всього устаткування.

Для забезпечення надійної безаварійної роботи устаткування розрахункові значення повинні бути нижчими допустимих.

Вибір трансформатора власних потреб

Приймемо, що на ПС встановлені такі споживачі електричної енергії:

1. Підігрів шаф наружної установки – 1,5 кВт.

2. Опалення пульта управління – 5,5 кВт.

3. Підігрів проводів роз’єднувачів – 0,6 кВт.

4. Оперативні мережі – 1 кВт.

5. Охолодження трансформаторів Т2 – 5 кВт.

6. Аппаратура зв’язку і телемеханіки – 0,9 кВт.

7. Освітлення ЗРУ – 3 кВт.

8. Блокування роз’єднувача – 5 кВт.

9. Охолодження трансформатора Т1 – 5 кВт.

10. Освітлення ВРУ – 5 кВт.

11. Аварійна вентиляція – 5,5 кВт.

Для забезпечення резерву електропостачання споживачі електричної енергії розподілемо таким чином.

Для I секции шин:

Для II секции шин:

Потужність трансформаторів выберем по умові:

(1.32)

де - потужність споживачів власних потреб,

кВА

Для нашої підстанції підходить трансформатор ТН 25/10.

Для забезпечення власних потреб на підстанції виберемо два трансформатора ТМ-25 с такими параметрами:

1) потужність 25 кВА;

2) напруга ВН 10 кВ;

3) напруга НН 0,4 кВ.

Вибір обладнання і складання таблиць порівняння.

Таблиця 1.12- Роз’єднувачі

Умови вибору і перевірка	Розрахункові дані	Довідкові дані РНД(3) – 35кВ	Розрахункові дані	Довідкові дані РЛНД
Uу ≤ Uн	Uу=35кВ	Uн=35кВ	Uу=10кВ	Uн=10кВ
Ім ≤ Ін	Ім=27,92А	Ін=1000А	Ім=16,49А	Ін=630А
іу ≤ Ідин	іу1=2,29А	Ідин=80кА	іу3=5,32А	іу=35,5кА
Вид установки	Установка зовнішня	Установка зовнішня	Установка внутрішня	Установка внутрішня

Таблиця 1.15- Вимикачі

Умови вибору і перевірки	Розрахункові дані	Довідникові дані МКП-35Б	Розрахункові дані	Довідникові дані ВВТЭ 10-630У3
Uу ≤ Uн	Uу=35 кВ	Uн=35кВ	Uу=10 кВ	Uн=10кВ
Ім ≤ Ін	Ім=27,92 А	Ін=630А	Ім3=16,49 А	Ін=630А
Ік.з ≤ Івідпс.	Ік1=0,9 кА	Івідпс.=20кА	Ік3=2,09 кА	Івідпс.=20кА
іу ≤ Іампл.	іу1 =2,29А	Іампл.=52кА	іу3 =5,32А	Іампл.=80 кА

Таблиця 1.16 – Трансформатори струму

Умови вибору і перевірки	Розрахункові дані	Довідникові дані ТФНД-35	Розрахункові дані	Довідникові дані ТПЛ-10
Uу ≤ Uн	Uу=35 кВ	Uн=35 кВ	Uу=10кВ	Uн=10кВ
Ім ≤ Ін	Ім=27,92 кА	Ін=150А	Ім=16,49А	Ін=150А
По конструкції і класу точності		Д/Д/0,5		Р/Р
іу ≤ кд· ·Ін	іу1=2,29	кд· ·Ін=31,72	іу3=5,32кА	кд· ·Ін=33,84
Вид установки	Установка зовнішня	Установка зовнішня	Установка внутрішня	Установка внутрішня

Таблиця 1.17 – Трансформатори напруги

Умови вибору і перевірки	Розрахункові дані	Довідникові дані HTM10/66 N
Uу ≤ Uн	Uу=10кВ	Uн=10кВ
Клас точності	0,5,1,3	3
Схема з’єднання обмоток	-	Y /Y/
Вид установки	Установка зовнішня	Установка внутрішня

Вибір шин розподільчого пристрою цехової підстанції .

Шини вибираються по струму і перевіряються на динамічну і термічну стійкість при короткому замиканні. Шини встановлюються пластом, відстані між фазами а=350 мм відстань між ізоляторами L=1200 мм І_м=27,92 А. Вибираємо шини алюмінієві марки АД31Т 80 8=640мм² з допустимим струмом І_доп=1320 А. Ударний струм трифазного КЗ складає

Визначимо електродинамічну силу, що буде діяти в шинній конструкції при трифазному КЗ:

=1,76 (1.57)

коефіцієнт форми провідника;

− відстань між осями провідників, м.

=1,76

Момент опору шин визначаємо за наступною формулою:

(1.58)

Механічна напруга при дії вигинаючого визначається за формулою σ, МПа:

(1.59)

.

Розрахункова напруга в матеріалі шин не повинна перевищувати допустиме значення σ_доп=90мПа. 90 мПа 1,45 мПа. Вибрані шини динамічно міцні.

Перевірка шин на термічну стійкість

Тепловий імпульс струму КЗ визначаємо за формулою:

(1.60)

Мінімальний переріз шин по умові термічної стійкості при КЗ

(1.61)

де С – коефіцієнт, який відповідає різниці виділеного тепла в шині

до і після КЗ.

В_к – тепловий імпульс.

640мм² 29,7мм²

Отже, вибрані алюмінієві шини є термічно міцні.