4.3 Схемы замещения

Рисунок 4.2 – Схема замещения

Выполняемые преобразования	Формулы для определения результирующих сопротивлений после преобразования
Последовательное соединение сопротивлений	Хрез = Х1 + Х2 + Х3 + …. Хn
Параллельное соединение сопротивлений	1/ Хрез = 1/ Х1 + 1/ Х2 + 1/ Х3 + …1/ Хn при двух ветвях Хрез = (Х1 · Х2) / (Х1 + Х2) при трёх ветвях Хрез = (Х1 · Х2 · Х3) / (Х1 · Х2 + Х1 · Х3 + Х2 · Х3)

Таблица 4.3 – Основные формулы для преобразования схем замещения

Анализируя схему замещения, определяем, что:

1.Сопротивления 1,2 и 3 соединены последовательно – их эквивалентное сопротивление будет х_б1-3

х_*б1-3=х_*б1+ х_*б2+ х_*б3= 0,146+0,25+0,06=0,456 (4.1)

Рисунок 4.3 – Схема замещения сопротивлений 1,2 и 3

2.Сопротивления 4,5 и 6 соединены последовательно – их эквивалентное сопротивление будет х_{*б4-6 .}(Смотри рисунок 4.3).

х_*б2-5=х_*б4+ х_*б5+х_*б6=0,09+0,15+0,009=0,249 (4.2)

3.Сопротивления 1-3 и 4-6 соединены параллельно – их эквивалентное сопротивление будет х_*б1-6.

х_*б1-5== = 0,16 (4.3)

Рисунок 4.4 – Схема замещения сопротивлений 1-3 и 4-6

4.Сопротивления 7,8 и 9 соединены последовательно – их эквивалентное сопротивление будет х_*б7 (Сморти рисунок 4.5)

х_*б7-9=х_*б7+ х_*б8+х_*б9=0,16+0,27+0,16=0,59 (4.4)

Рисунок 4.5 – Схема замещения сопротивлений 1-9

Определяем относительное сопротивление до точки КЗ:

(4.5)

Удельное сопротивление тяговой сети для контактной подвески ПБСМ-70+МФ-85

r₂₁=0.22

x₂₁=0.42

X_б.т.с.= x₂₁*l*S_б/U_ср²=0,42*20*(100/26,2²)=1,22 (4.6)

R_б.т.с.= r_21*l* S_б/U_ср²=0.22*20*(100/26.2)=0,64 (4.7)

где - среднее расчётное сопротивление тяговой сети;

- расстояние до точки КЗ.

Z=√(0.59+0.5*1.22)²+(0.5*0.64)²=1.2

Установившееся значение тока короткого замыкания:

I_к1 = I_б110 / Х_*б.к1, (кА), (4.8)

где I_б - базисный ток для той ступени напряжения, где находится точка КЗ;

Х_*б.к – результирующее сопротивление до расчётной точки короткого замыкания.

I_к1 =0,5/0,16=3,125(кА)

I_к2 =2,04/0,59=3,45(кА)

Определяем максимальный ток двухфазного КЗ:

(4.9)

I _{k max}=100/(2*26,2*1,2)=1,6(кА)

Ударный ток короткого замыкания:

i_у = 2,55 I_к (4.10)

i_у =2,55*1,6=4,08(кА)

5 Выбор и проверка электрического оборудования подстанции по режиму короткого замыкания

Выбор электрооборудования состоит в определении его типа (марки, сечения) по условиям продолжительных режимов и про­верке по условиям кратковременных режимов, определяющим из которых, как правило, является режим короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов и проводников производится на основе задания на дипломное проектирование.

Под расчетными условиями понимаются наиболее тяжелые, но достаточно вероятные условия, в которых могут оказаться элек­трический аппарат или проводник при различных режимах их ра­боты в электроустановках. Расчетные условия — это требования энергосистем и электроустановок к параметрам электрооборудо­вания конкретной электрической цепи.

Различают четыре режима работы электроустановок и их эле­ментов: нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный. Аварийный режим является кратковременным режимом, осталь­ные — продолжительными. Хотя различные аварийные режимы по продолжительности составляют обычно доли процента от про­должительности рабочих режимов, но их условия могут оказаться крайне опасными для успешного функционирования электрообо­рудования, поэтому оно выбирается по расчетным условиям про­должительных рабочих режимов и обязательно проверяется по рас­четным условиям аварийных режимов.

ОРУ-110кВ:

Выбор и проверка высоковольтных выключателей переменного тока:

Условие выбора: U_н ≥ U_раб

I_н ≥ I_{р. max}

Выбираем выключатель типа ВГТ-110кВ

I_н ≥ I_{р. max} U_н ≥ U_раб

2500А≥598,9А 110кВ≥110кВ

Проверка на электродинамическую стойкость:

I_к – установившееся значение тока трехфазного короткого замыкания в цепи, где установлен выключатель.

а) по ударному току: i_пр.с ≥ i_у

20кА≥4,08кА

где i_пр.с – амплитудное значение предельного сквозного тока по паспорту.

б) на термическую стойкость: I²_Т t_Т ≥ В_к

4800≥29,76

где I_Т – среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости) по паспорту;

t_Т – длительность протекания тока термической стойкости по паспорту;

В_к – тепловой импульс тока короткого замыкания,

в) по номинальному периодическому току отключения: I_н.откл ≥ I_к

40кА≥3,125кА

где I_н.откл – номинальный предельно отключаемый ток выключателя по паспорту при его номинальном напряжении.

РУ-27,5кВ:

Выбираем выключатель ВБН-27,5кВ

Проверка на электродинамическую стойкость:

по номинальному периодическому току отключения: Iн.откл ≥ Iк

20кА≥3,125кА

Выбор и проверка изоляторов:

Для крепления токоведущих частей и их изоляции от заземленных конструкций применяются различные типы подвесных и опорных изоляторов.

Выбираем опорный изолятор марки ОФ-35-375:

Условие выбора:F=0.176/ (iу2*l/a)

Fрасч=0,176*(4,08*4/1)=2,8

Fразр=3680*0,6=2208

Fрасч ≤ 0,6 Fразр

2,8≤1324,8