3. Расчет токов короткого замыкания.

Расчет токов КЗ был произведен аналитически и включает в себя:

– составление эквивалентной схемы замещения и определение параметров ее элементов;

– преобразование схемы с целью приведения ее к простейшему виду;

– определение искомого тока КЗ (периодической и ударной составляющей).

Рис. 3. Эквивалентная схема замещения с указанием на ней точек короткого замыкания

Для определения параметров эквивалентной схемы в относительных единицах упрощенным способом, коэффициенты трансформации трансформаторов, принимаются равными отношению средних номинальных напряжений. В качестве базисных величин приняты:

U_бI = 115 кВ, U_бII = 37 кВ, U_бIII = 6,3 кВ, S_б = 63 МВА.

Базисные токи:

Параметры систем:

Воздушных линий:

На представленной схеме замещения (рис. 3.1):

Рис.3.1. Схема замещения после эквивалентных преобразований

Параметры автотрансформатора ТДТН 63000/110/35 ([1], табл. 3.8):

S_тр.ном = 63 МВА,

U_{к ВН-НН} =17 %,

U_{к ВН-СН} = 10,5 %,

U_{к СН-НН} = 6,5 %.

Напряжение короткого замыкания для обмотки каждого класса напряжения:

Индуктивные сопротивления каждой обмотки автотрансформатора:

Проведем расчет токов короткого замыкания в указанных точках:

Точка К₁:

Рис. 3.2. Схема замещения к расчету тока КЗ в точке К₁

Точка К₂:

Рис. 3.3. Схема замещения к расчету тока КЗ в точке К₂

Точка К₃ (параллельная работа автотрансформаторов):

Рис. 3.4. Схема замещения к расчету тока КЗ в точке К₃

(параллельная работа автотрансформаторов)

Точка К₃ (раздельная работа секций НН):

Рис. 3.5. Схема замещения к расчету тока КЗ в точке К₃

(раздельная работа секций НН)

Рис. 3.6. Схема замещения с указанием на ней точек короткого замыкания

Сопротивления постоянному току систем:

Сопротивления постоянному току воздушных линий:

Сопротивления постоянному току для трансформатора:

На представленной схеме замещения (рис.3.7)

Рис. 3.7. Схема замещения после эквивалентных преобразований

Расчет ударного тока короткого замыкания для точки К₁:

Расчет ударного тока короткого замыкания для точки К₂:

Расчет ударного тока короткого замыкания для К₃ (параллельная работа автотрансформаторов):

Расчет ударного тока короткого замыкания для К₃ (раздельная работа секций НН):

4. Выбор сечений кабельных линий отходящих от распределительного устройства низшего напряжения.

Рис. 4.1. Схема РП, питаемых от проектируемой подстанции

Для выбора сечения кабелей подходящих к РП типа Б-В, был определен расчетный ток нормального режима (к РП подходит кабельная линия, состоящая из двух кабелей – по 1 кабелю РП Б и РП В):

Исходя из суточного графика нагрузки НН, продолжительность использования максимума нагрузки:

Для кабелей с алюминиевыми жилами при T_max = 5906 ч экономическая плотность тока j_эк = 1,0 A/мм² ([3], табл. 6.3). Экономическое сечение кабеля составляет:

Ближайшее к экономическому стандартное сечение алюминиевой токопроводящей жилы кабеля с бумажной пропитанной изоляцией будет 185 мм² Продолжительно допустимый ток для данного кабеля напряжением 6 кВ при нормированном значении температуры окружающей среды:

I_{прод.доп} = 340 А > I_{норм расч} = 169,8 А.

Наибольший рабочий ток имеет место при отключении одной из параллельных кабельных линий:

Коэффициент предварительной нагрузки:

откуда при h_max = 6 ч; K_ап = 1,35

Температурный коэффициент K_θ = 1

Поправочный коэффициент на количество кабелей, проложенных рядом в земле K_N = 1.

Коэффициент, учитывающий изменение уровня продолжительно допустимого тока при использовании кабеля в сети напряжением ниже (иногда выше) его номинального напряжения

([1], табл. 7.19) K_U = 1,0.

Таким образом:

Так как не известно, какой из выключателей (Q3 или Q8) замкнут в данный момент, выбирается аналогичный кабель и для РП типа В.

Рассматриваемый тип кабеля удовлетворяет условию нагрева в послеаварийном режиме.

Ток термической стойкости определен по формуле:

где S – сечение кабельной линии;

С_т – функция зависящая от типа материала проводника (С_т = 90 А·с^1/2/мм² для кабелей напряжением до 10 кВ с алюминиевыми жилами

t_р.з – время действия релейной защиты;

t_откл – полное время отключения выключателя (ставим вакуумный выключатель t_откл = 0,12 с);

T_a – постоянная времени

Расчет термической стойкости кабеля отходящего от шин НН к РП:

Термическая стойкость не обеспечена I_{терм ПС}=15,177 кА < I’_п03= 26,067 кА.