3.Расчет токов короткого замыкания и выбор электрических аппаратов Выбор схемы электрических соединений проектируемой подстанции

Понизительная подстанция получает пи­тание от двух независимых источников электроэнергии, которыми являются расположенная на незначительном расстоянии ТЭЦ и крупная районная под­станция, входящая в состав энергосистемы. Так как в состав потребителей входит большой процент ответственных потребителей (I и II катего­рии), то электроснабжение осуществляется с помощью двухцепных ЛЭП вы­сокого напряжения на напряжении 110 кВ. На стороне высшего напряжения проектируемой подстанции предусматривается двойная секционированная система шин с масляными выключателями, на стороне 10 КВ – двойная система шин, комплектным распределительным устройством серии КРУ-10, секционированная выключателем (рис. 3).

Рисунок 5.

Схема подстанции

Расчет токов к.З. Для понизительной подстанции

Расчет токов К.З. ведется в системе относительных единиц, приведен­ных к базисным условиям.

На основании заданной схемы электрических соединений подстанции намечаются расчетные точки К.З., ими являются точки К-1 и К-2 (рис. 5), со­ставляется схема замещения (рис. 6) и определяются сопротивления всех элементов схемы в относительных единицах, приведенных к базисным усло­виям по формулам табл. 2. S_баз принимается равной 100 МВА, базисное на­пряжение для точки К-1-230 кВ, для точки К-2 -10,5 КВ.

Рисунок 6.

Схема замещения

Основные формулы для приведения сопротивлений к базисным условиям. S_баз = 100 МВА

Таблица 2

п/п	Элементы схемы	Исходный параметр	Сопротивление X* в относительных единицах
1	Генератор	Sном.ген. , X’’d*
2	Система	Sк.з. на шинах системы
3	Трансформатор	Sном.тр, Uк.з.%	Без расщепления обмотки Н.Н С расщепленной обмоткой Н.Н
4	ЛЭП	Uср; X0;ом/км; I км	Где n – число цепей

Расчет токов К.З. рекомендуется произвести для параллельной и раз­дельной работы трансформаторов на подстанции.

Приведем сопротивления к базисным условиям:

S_{ном.ген.}=Р_{ном.ген.}/cosφ=60/0,8=75МВА;

Х_*бген=0,2*100/75=0,267;

X_*бс=100/4000 = 0,025

Х_тр1 без расщепленной обмотки для трансформаторов на ТЭЦ (S_ном=63МВА)

Х_тр1=(10,5/100)*(100/63)=0,166;

Х_тр2 понизительных трансформаторов с расщепленной обмоткой для трансформаторов на ТЭЦ (S_ном=63МВА)

Х_тр2(1)=(21/100)*(100/63)=0,333;

При параллельной работе трансформаторов:

Х_тр2(2)= 0,166*0,333/(0,166+0,333)=0,11;

L₁=100км, L₂=80км, Х₀=0,4

Х_лэп1=0,4*100*100/2*230²=0,0378.

Х_лэп2=0,4*80*100/230²=0,0756.

Точка К-1. Ток К.З. в этой точке складывается из токов, поступающих от системы и ТЭЦ. Ток К.З. от системы не будет затухать, т.к. подстанция при­соединяется к системе неограниченной мощности, и его значение определя­ется по формуле

, [ КА]

Где

(система неограниченной мощности)

А

По отношению к генераторам ТЭЦ точка К-1 не является удаленной, по­этому периодическая составляющая тока К.З. определяется с учетом затуха­ния по формуле:

,

где - сверхпереходная ЭДС генератора мощностью до 100 МВт равна 1,08

Точка К-2. Ток К.З. в точке К-2 также будет складываться из тока, посту­пающего от системы и ТЭЦ с учетом сопротивления трансформаторов. Но так как генераторы ТЭЦ находятся за двумя ступенями трансформации, то периодическую составляющую можно определить по формуле:

, [ кА],

где

При раздельной работе трансформаторов:

Х_{*рез.сК-2}=Х_{*рез.с К-1}+Х_тр2(1)=0,0189+0,333=0,3519;

Х_{*рез.ТЭЦК-2}=Х_{*рез.ТЭЦ К-1}+Х_тр2(1)=0,2543+0,333=0,5873;

А;

При параллельной работе трансформаторов:

Х_{*рез.сК-2}= 0,0189+0,11=0,1289;

Х_{*рез.ТЭЦК-2}= 0,2543+0,11=0,3643;

А;

i_ук-1 = 13,28 *1.8*1.41= 33,8

i_ук-2п = 1,94*1.8*1.41 = 4,93

i_ук-2р = 0,71 *1.8*1.41= 3,125

i_{у тец к-1} = 1,06*1.8*1.41 = 4,093

i_{у тец к-2 п} = 0,744*1.8*1.41 = 2,059

i_{у тец к-2 р} = 0,461*1.8*1.41 = 3,85

Результаты расчетов сведены в таблицу:

Источник пита­ния	I’’,кА				iу, кА
	К-1	К-2		К-1			К-2
		Параллельная работа	Раздельная работа			Параллельная работа		Раздельная работа
Система	13,8	1,94	0,71	33,8		4,93		1,8
ТЭЦ	1,06	0,744	0,461	2,7		1,89		1,17
Результирую­щий ток К.З.	14,86	2,684	1,171	36,5		6,82		2,97