7. Расчет токов короткого замыкания

Произведем расчет токов короткого замыкания (трехфазное КЗ) в следующих точках: на линейных вводах высшего напряжения трансформатора ППЭ;

на секции шин 6 кВ ППЭ и РП; на шинах 0,4 кВ наиболее мощной цеховой подстанции (Рис 7.1)

Рисунок 7.1 Расчетная схема ТКЗ и схема замещения

Расчет ТКЗ в точке К1.

Принимаем базисные условия:

S_б=S_с=1700 МВА; U_б=115 кВ; Х_с=0,15;Е_с=1.

Определим базисный ток:

кА

Сопротивление воздушной линии

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке

кА

Ударный ток КЗ

кА

Расчет токов короткого замыкания в точке К-2

Принимаем базисные условия:

S_б=S_с=1700 МВА; U_б=6,3 кВ; Х_с=0,15;Е_с=1.

Определим базисный ток

кА

Сопротивление трансформатора

Результирующее сопротивление схемы замещения до точки К-2

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-2

кА

Найдем токи подпитки от синхронных двигателей. Синхронные двигатели на 6 кВ располагаются в цехе № 6 и 11 (по 4 синхронных двигателя Р_н = 800 кВт, S_н = 800 кВА; Р_н = 630 кВт, S_н =630 кВА). Сопротивление СД цехов № 6 и 11:

Сопротивление кабельных линий

Ток подпитки от СД цеха № 6 :

кА

Ударный ток короткого замыкания в точке К-2

Расчет токов короткого замыкания в точке К-3

Сопротивление кабельной линии № ЦПГВ-РШ)

Результирующее сопротивление схемы замещения до точки КЗ К-3

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-3.

кА

Ударный ток КЗ

кА

Расчет токов короткого замыкания в точке К-4

Систему принимаем системой бесконечной мощности, сопротивление системы равно 0 (S_с =∞; х_с =0)

Сопротивление силового трансформатора ТП-1

r_тр =9,4 мОм;

х_тр =27,2 мОм.

Сопротивление трансформатора тока r_тр - 0,05 мОм; х_тр = 0,07 мОм.

Сопротивление автоматического выключателя r_ав =0,41 мОм; х_ав =0,13м0м.

Сопротивление контактов

r_к =0,01 мОм - для контактных соединений шинопроводов,

r_к = 1 мОм - для контактных соединений коммутационных аппаратов.

Сопротивление шин r_ш = 0,033 мОм; х_ш =0,015 мОм.

Сопротивление дуги r_д =4 мОм.

Результирующее сопротивление схемы замещения

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-3.

кА

Ударный ток КЗ

кА

8.Выбор и проверка элементов системы электроснабжения предприятия

Выбор и проверка высоковольтных выключателей

Ток в питающей линии ВЛЭП в нормальном режиме I_н.р. = 88 А; послеаварийном режиме - I_пар = 176 А.

Предварительно выбираем выключатель ВМТ-110Б-20/1000УХЛ1.

В_к = I² (t + Т_а) = (0,01 + 0,04 + 0,05)12,05² = 14,52кА²/с

Таблица 8.1

Расчетный параметр цепи	Каталожные данные аппарата	Условия выбора и проверки
Uуст =110 кВ	Uном =110кВ	Uуст < Uном
Iраб.mах = 176 А	Iном =1000 А	Iраб.mах < Iном
Iпар = 12,05 кА	Iоткл.н =20 кА	Iпар< Iоткл.н
Iу=32,29 кА	Iдин =52 кА	Iу< Iдин
Вк = 14,52кА2/с	I2T·tT = 20 кА2·3с	Вк < I2T·tT

Выключатель по условиям проверки проходит. Принимаем его к установке

Выбор и проверка разъединителей, отделителей и короткозамыкателей Предварительно выбираем разъединитель РНД-110/630Т1.

Таблица 8.2

Расчетный параметр цепи	Каталожные данные аппарата	Условия выбора и проверки
Uуст =110 кВ	Uном =110кВ	Uуст < Uном
Iраб.mах = 176 А	Iном =1000 А	Iраб.mах < Iном
Iу=32,29 кА	Iдин =52 кА	Iу< Iдин
Вк = 14,52кА2/с	I2T·tT = 20 кА2·3с	Вк < I2T·tT

Разъединитель по условиям проверки проходит. Предварительно выбираем короткозамыкатель КЗ- 110Б-У1

Таблица 8.3

Расчетный параметр цепи	Каталожные данные аппарата	Условия выбора и проверки
Uуст =110 кВ	Uном =110кВ	Uуст < Uном
Iу=32,29 кА	Iдин =52 кА	Iу< Iдин
Вк = 14,52кА2/с	I2T·tT = 20 кА2·3с	Вк < I2T·tT

Короткозамыкатель по условиям проверки проходит

Выбор и проверка выключателей на стороне 6кВ

Выбираем выключатель на отводе трансформатора ТРДН -25000/110. Максимальный рабочий ток трансформатора с расщепленной вторичной обмоткой

А

А

Предварительно выбираем выключатель марки ВЭЭ-6-40/2500УЗ(ТЗ).

В_к =I² (t + Т_а ) = (0,08 + 0,1 + 0,05) ² = 99,9кА² · с

Таблица 8.4

Расчетный параметр цепи	Каталожные данные аппарата	Условия выбора и проверки
Uуст =6 кВ	Uном =6кВ	Uуст < Uном
Iраб.mах = 1544 А	Iном =2400 А	Iраб.mах < Iном
Iпар = 20,84 кА	Iоткл.н =40 кА	Iпар< Iоткл.н
Iу=56,63 кА	Iдин =128 кА	Iу< Iдин
Вк = 99,9кА2/с	I2T·tT = 40 кА2·3с	Вк < I2T·tT

Данный выключатель по условиям проверки проходит.

Для установки на ПГВ (РУНН), а также на РП принимаем ячейки марки К-98.

Выбор и проверка трансформаторов тока

По напряжению и току в первичной обмотки трансформатора тока выбираем трансформатор тока марки ТШЛ-10 КУЗ,

Таблица 8.5

Расчетный параметр цепи	Каталожные данные аппарата	Условия выбора и проверки
Uуст =6 кВ	Uном =6кВ	Uуст < Uном
Iраб.mах = 1544 А	Iном =2400 А	Iраб.mах < Iном
Вк = 99,9кА2/с	I2T·tT = 40 кА2·3с	Вк < I2T·tT
z2 = 0,52 Ом	z2ном = 1,2 ОМ	z2ном > z2

Проверку на динамическую стойкость не делаем, т.к. это - шинный трансформатор тока. Трансформаторы тока включены в сеть по схеме "неполной звезды" на разность токов двух фаз

Чтобы трансформатор тока не вышел за заданные пределы класса точности, необходимо выполнение условия z_2ном > z₂

z₂ = r₂ = r_при.б + r_пр + r_к

Для определения сопротивления приборов, питающихся от трансформаторов тока, необходимо составить таблицу - перечень электроизмерительных приборов, устанавливаемых в данном присоединении. Суммарное сопротивление приборов рассчитывается по суммарной мощности:

Ом

Таблица 8.6

Наименование прибора	Количество	Sпр ,ВА	SΣпр,ВА
Амперметр Э-377	1	0, 1	-
Ваттметр Д-335	1	0,5	0,5
ВарметрД-335	1	0,5	0,5
Счетчик активной мощности СА4У	1	2,5	2,5
Счетчик реактивной мощности СР4У	2	2,5	2,5

Сопротивление соединительного проводов определяем по площади сечения и длине проводов (при установке приборов в шкафах КРУ l = 6 м, т.к. схема соединения - неполная звезда, то I_р = I):

мОм

Трансформатор тока по условиям проверки подходит

Выбор и проверка трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения на ПГВ (РУНН) выбираем по конструкции, схеме соединения; U_cном = U_1ном, где U_cном - номинальное напряжение сети, к которой присоединяется трансформатор напряжения, кВ; U_1ном - номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, кВ; классу точности;

S_2ном > S_2расч, где S_2расч - расчетная мощность, потребляемая вторичной цепью, ВА; S_2ном - номинальная мощность вторичной цепи трансформатора напряжения, обеспечивающая его работу в заданном классе точности, В А.

Выбираем трансформатор напряжения марки НАМИ - 6.

Таблица 8.7

Наименование прибора	Количество	Sпр ,ВА	SΣпр ,ВА
Вольтметр Э-335	1	2	2
Ваттметр Д-335	1	1, 5	1, 5
ВарметрД-335	1	1, 5	1, 5
Частотомер Д-337	1	3	3
Счетчик активной мощности СА4У	8	2, 5	20
Счетчик реактивной мощности СР4У	2	2, 5	5

Класс точности 1; S_2ном =200 ВА > S_2расч =33 ВА, трансформатор напряжения подобран правильно.

Проверка кабельных линий на термическую стойкость

Определим минимальное сечение кабельной линии отходящей от ПГВ к РП1 (для кабельных линий с бумажной изоляции и алюминиевыми жилами С = 85)

мм²

Кабельная линия № 1 по термической стойкости проходит

Выбор и проверка коммутационных аппаратов 0.4 кВ

Выбираем автоматический выключатель на стороне 0,4 кВ трансформаторной подстанции № 1 (литейный цех).

Расчетный параметр цепи	Каталожные данные	Условия выбора и проверки
Uуст = 400 кВ	Uном = 400 кВ	Uуст = Uном
Іраб.тах = 1937 А	Іном = 2000 А	Іном >Іраб.тах
Iпо = 7,4 кА	Іоткл.н = 35 кА	Іоткл.н > Іпо

Выключатель по условиям проверки подобран правильно. Уставка тока срабатывания защиты от перегрузки:

Принимаем уставку І_расц = 2500А.