4.Розрахунок струмів короткого замикання.

Розрахунок струмів короткого замикання необхідний для перевірки вибраної апаратури на термічну і динамічну стійкість, чутливості релейного захисту і узгодження характеристик релейного захисту лінії 10 кВ з характеристиками запобіжників ТП-10/0,4 кВ.

У курсовій роботі необхідно визначити струми короткого замикання на шинах 10 кВ районної трансформаторної підстанції, на шинах 10 кВ розрахункової (заданої) та найбільш віддаленої споживчих підстанцій.

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

Вихідною величиною для розрахунку струмів короткого замикання є потужність короткого замикання на шинах 10 кВ районної трансформаторної підстанції (50 МВА).

Струм трифазного замикання на шинах 10 кВ РТП обчислюється за формулою:

кА=2360 А

де S_к.з. - потужність короткого замикання, МВА;

U_б - базисна напруга в кВ (U_б=10,5 кВ)

Ударний струм:

5006,3 А

де К_у - ударний коефіцієнт (1<К_у<2).

Діюче значення ударного струму короткого замикання знаходять з формули:

А

Струм трифазного короткого замикання в інших точках мережі отримуємо за формулою:

, А

де Z_к.з. - опір кола короткого замикання до розрахункової точки, Ом.

Опір системи знаходимо з формули:

Ом

Повні активний а індуктивний опори лінії

,

де r_0і - питомий активний опір і-го км лінії, Ом/км;

х_0і - питомий індуктивний опір і-го км лінії, Ом/км;

L_і - довжина ділянки лінії, км.

Струм двофазного короткого замикання визначається за формулою:

У курсовому проекті необхідно визначити струми короткого замикання на шинах 10 кВ розрахункової (№5) та найбільш віддаленої (також №7) споживчих підстанцій, та на шинах ТП(№0).

Струм короткого трифазного замикання на підстанції (№5):

Ом

=3,94 Ом,

А,

А.

Струм короткого трифазного замикання на підстанції (№7):

Ом

Ом

Ом,

А,

А.

Визначаємо двофазного короткого замикання на шинах 10кВ ртп:

Ом

Ом

Ом

А

А

5. Вибір електричної апаратури розподільчого пристрою 10 кВ

Апаратуру вихідної чарунки лінії електропередач 10 кВ та заданої споживчої підстанції вибирають за номінальною напругою, струмом та конструктивним виконанням, класом точності і струмом виконання.

Таблиця 5.1. Умови вибору апаратів

Параметри	Умови вибору	Розрахункові дані	Розрахункові формули	ВВ/TEL-10,привод ПЕ
Номінальна напруга	Uн.в.>Uн	10 кВ	Uн.в.>Uн	10 кВ
Номінальний струм	Iн.в.>Iр.max	52,98А		630 А
Допустимий струм вимикання	Iд.вим>Iр.вим	3.34кА		8…20кА
Струм динамічної стійкості	іmax>іу	5.006кА		8…20 кА
Струм термічної стійкості	tН > ( )2tК (*	7.7кА	—	8…20кА

(*) - t_Н - номінальний час термічної стійкості вимикача при протіканні струму І_t, ( t_Н = 4 с);

t_К = t_СВ +t_РЗ + Т_а;

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).

U_н = 10 кВ – робоча напруга;

S_М(0-1) = 1029,9кВА

І_МАКС.Р. = S_М(0-1)/( U_н) = 916,5/(1,7310) = 52,98А

t_К = 0,2+1+0,185= 1,385с

Вибираю вимикач типу ВВ/ТЕL-10-12,5/630 з приводом ПЕ

Вибір роз'єднувачів виконується аналогічно (не враховується

тільки допустимий струм вимикання).

Таблиця 5.3. Вибір роз’єднувача

Параметри	Умови вибору	Розрахункові дані	Розрахункові формули	РВЗ-10-400 Привод ПР-10, ПР-11
Номінальна напруга	Uн.в.>Uн	10 кВ	Uн.в.>Uн	10 кВ
Номінальний струм	Iн.в.>Iр.max	52,98А		400 А
Струм динамічної стійкості	іmax>іу	5.006кА		45 кА
Струм термічної Стійкості	tН > ( )2tК (*)	7.7кА	______	10кА/с

Вибираю роз’єднувач типу РВЗ-10-400 з приводом ПР-10 або ПР-11.

Таблиця 5.3. Вибір трансформаторів струму

Параметри	Умови вибору	Розрахункові дані	ТПЛ-10
Номінальна напруга	UНТ > UН	10	10
Номінальний первинний струм	ІН1 > ІР.МАКС	52,98А	75
Номінальний вторинний струм	ІН2 = 5 А	—	5
Клас точності	(*)	—	0,5
Номінальна вторинна потужність	SН2 >S2	5,5	10
Кратність струму термічної стійкості	(КtІН1)2>( )2tК	7.7кА	90
Кратність струму динамічної стійкості	·ІН1·КД>іУ	5.006кА	250

Вибираю трансформатор струму типу ТПЛ-10-0,5/Р

Щоб забезпечити задану точність вимірювання, потужність S₂ приладів, приєднаних до вторинної обмотки трансформатора, не повинна перевищувати зазначене в паспорті трансформатора струму вторинне навантаження S_Н2. Залежно від класу точності знаходять номінальну вторинну потужність S_Н2.

Навантаження трансформаторів струму знаходимо з формули:

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

S_пр - сумарна потужність послідовно ввімкнених приладів (лічильників, амперметрів),

S_пр=2+0,5=2,5 ВА

R_пров. - опір з'єднувальних провідників, Ом;

R_кон. - опір контактів (R_кон.=0,1 Ом).

Опір провідника отримуємо з такої формули:

Ом.

Визначаємо переріз проводу:

мм²

де - питомий опір металу з'єднувальних проводів, (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

З розрахунків видно, що розрахункові параметри не перевищують параметри вибраного трансформатора струму.

У комірках лінії 10 кВ РТП-35/10 кВ, як правило, встановлюється один електронний лічильник електричної енергії, наприклад, типу "Каскад" (SПР = 2 ВА). Для вимірювання струму використовують один амперметр типу Е-335 (SПР = 0,5 ВА) або Е-378 (SПР = 0,1 В)

Отже номінальна вторинна потужність:

Вт

Вибираємо провід з мідною жилою марки ПВ-1*2,5 мм²