5.3 Расчет токов короткого замыкания на шинах среднего напряжения

Рассмотрим К.З в точке К-2. Для этого преобразуем схему на рисунке 6, приведём её к более простому виду. Влияние нагрузок на стороне низшего напряжения не учитываем вследствие их удаленности от КЗ в точке К-2.

Преобразуем сопротивления

, (5.20)

,

, (5.21)

откуда .

Рисунок 8 – Упрощенная расчетная схема замещения подстанции, при КЗ в точке К-2.

, (5.22)

,

, (5.23)

.

Рисунок 9 – Упрощенная расчетная схема замещения подстанции, при КЗ в точке К-2.

Найдем ток КЗ

, (5.24)

,

, (5.25)

,

, (5.26)

.

Установим значение ударного коэффициента для КЗ по сети ВН и СН (таблица 3.8 [1]):

на шинах ВН ,

на шинах СН

Ударный ток трехфазного КЗ для точки К-2, согласно (5.18)

на шинах ВН

,

на шинах СН

,

.

Так как КЗ электрически удаленное, то можно приближенно принять, что периодическая составляющая тока КЗ не затухает то есть I_по=I_пt=4,41 kA.

Значение апериодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени, согласно (5.19)

.

5.4 Расчет токов короткого замыкания на шинах низшего напряжения

Рассмотрим К.З. в точке К-3. Для этого преобразуем схему на рисунке 6, приведём её к более простому виду. Влияние нагрузок на стороне среднего напряжения не учитываем вследствие их удаленности от КЗ в точке К-3.

Преобразуем сопротивления

(5.27)

Рисунок 10 – Упрощенная расчетная схема замещения подстанции, при КЗ в точке К-3.

Найдем ток КЗ

, (5.28)

,

, (5.29)

,

(5.30)

Установим значение ударного коэффициента для КЗ по сети ВН и НН (таблица 3.8 [1]):

на шинах ВН ,

на шинах НН .

Ударный ток трехфазного КЗ для точки К-3, согласно (5.18)

на шинах ВН

,

на шинах НН

,

.

Так как КЗ электрически удаленное, то можно приближенно принять, что периодическая составляющая тока КЗ не затухает то есть I_по=I_пt=36,24 kA.

Значение апериодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени, согласно (5.19)

.

6 Расчет кабельной сети нагрузки нн, линейных реакоров

6.1 Выбор сечения кабельных линий распределительной сети 10 кВ

По суточному графику потребления мощности по сети НН (рисунок 2, а) определим время максимальных потерь Т_max

, (6.1)

.

Для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами экономическая плотность тока (3000<Т_max<5000 ч.)

Расчетный ток в нормальном режиме для кабельных линий питающих РП1 и РП2:

(6.2)

(6.3)

Рассчитаем экономическое сечение, для расчёта возьмём за расчетный ток, ток питающий РП2:

, (6.4)

.

По таблице 4.14 [3] принимаем ближайшее стандартное сечение S_сеч=240 мм² и предварительно принимаем кабель марки АСБ - 3240 (I_доп = 355 А).

Рабочий ток в аварийном режиме:

Обрыв КЛ2, РП1 и РП2 питаются через КЛ1, или обрыв КЛ1 ,тогда РП1 и РП2 питаются через КЛ2.

, (6.5)

.

Проверка кабеля по длительно допустимому току:

(6.6)

где k_пер =1,2 – коэффициент аварийной перегрузки;

k_ =1 – поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;

k_N =1 – поправочный коэффициент на число кабелей в траншее.

 этот кабель не подходит, предварительно принимаем 2 кабеля марки АСБ - 3 (I_доп = 240 А).

Проверка кабеля по длительно допустимому току:

 принимаем 2 кабеля АСБ 3х120, сопротивление кабеля r₀=0,28 Ом/км, x₀=0,06 Ом/км.

Расчетный ток для кабельных линий питающих РП3:

, (6.7)

.

Экономическое сечение:

, (6.8)

.

По таблице 4.14 [3] принимаем стандартное сечение Sсеч=185 мм² и предварительно принимаем кабель марки АСБ - 3185 (I_доп = 310 А).

Рабочий ток в аварийном режиме:

обрыв КЛ3, РП3 питается через КЛ4, или обрыв КЛ4 ,тогда РП3 питается через КЛ3.

, (6.9)

.

Проверка кабеля по длительно допустимому току согласно (6.6)

 принимаем кабель марки АСБ - 3185 сопротивление кабеля r₀=0,18 Ом/км, x₀=0,06 Ом/км.

Определение тока термической стойкости кабеля:

(6.10)

где Т_а = 0,23 (ветви защищенные реактором с I_ном = 1000 А и выше, с таблицы 3.8 [1]);

С – коэффициент термической стойкости по таблице 3.14 [1] (для кабелей с бумажной изоляцией и АС жилами равен 90 Ас^-1/2/мм² );

t_отк – время отключения К.З. релейной защитой.

(6.11)

где t_р.з. – время срабатывания релейной защиты (t_р.з. = 0,3 с.);

t_о.в.– время отключения выключателя (для выключателя ВВЭ-10 (t_о.в. = 0,075 с.));

.

Для АСБ- 3ток термической стойкости

Для АСБ- 3185 ток термической стойкости

Требуется установка реакторов, так как токи К.З. больше тока термической стойкости: I_П0.К3 =36,24 кА.