9.2 Розрахунок струмів короткого замикання мережі 0,38 кВ

В мережі 0,38 кВ необхідно визначити струм триполюсного к.з. на шинах 0,38 кВ розрахункової ТП 10/0,4 кВ (ТП 6) та однополюсний струм к.з. в кінці кожної лінії 0,38 кВ [2;8].

Д ля визначення струмів к.з. в мережі 0,38 кВ необхідно також навести розрахункову схему мережі (рисунок 10) та скласти схему заміщення (рисунок 11).

К К1

ТП4 10/0,4кВ К2

К3

К4

Рисунок 10 – Розрахункова схема електричної мережі 0,38 кВ

Рисунок 11– Cхема заміщення електричної мережі 0,38 кВ

В мережах 0,38 кВ необхідно визначити струм триполюсного к.з. на шинах 0,4 кВ розрахункової ТП та однополюсний струм к.з. в кінці кожної лінії 0,38 кВ, що відходить від підстанції [2;8].

Триполюсний струм к.з. на шинах 0,4 кВ ТП 10/0,4 кВ визначається:

. (35)

Струм однополюсного к.з. визначається в найбільш віддаленій точці кожної лінії 0,38 кВ за формулою:

, (36)

де Z_т- повний опір силового трансформатора струму к.з. на корпус [2],Ом;

Z_n – повний опір петлі фазний – нульовий провід до точки к.з., Ом.

, (37)

де r_oфi, r_oнi – питомий активний опір, відповідно фазного і нульового проводів на і-й ділянці лінії [1], Ом/км ;

х_фн – питомий індуктивний опір петлі «фаза-нуль» (для проводів із кольорового металу приймається х_фн = 0,6 Ом/км [2; 10]).

10 Вибір електричних апаратів напругою 10 і 0,38 кВ

Згідно із [1] всі електричні апарати вибирають за родом встановлення, номінальним струмом і номінальною напругою та ін. Вибрані апарати перевіряють на термічну і динамічну стійкість. Апарати захисту також перевіряють на чутливість і селективність дії [1;2].

Розрахунок максимальних робочих струмів (тривалого режиму) в характерних точках мережі виконується за формулою:

, (38)

де S_роз – максимальна розрахункова потужність відповідної ділянки, кВт.

На стороні 10 кВ РТП 35/10 кВ:

На стороні 10 кВ проектованої ТП 10/0,4 кВ (ТП6):

10.1 Вибір електричних апаратів напругою 10 кВ

Для управління лінією 10 кВ на РТП 35/10 кВ встановлюються роз’єднувач внутрішнього встановлення (шинний) QS1 і роз'єднувач зовнішнього встановлення (лінійний) QS2, високовольтний вимикач (масляний або вакуумний) Q1, трансформатори струму ТА1…ТА3 для живлення кіл обліку і релейного захисту (рисунок 12).

Зі сторони високої напруги проектованої ТП 10/0,4 (ТП 6) встановлюємо роз'єднувач лінійний QS3, розрядники FV1…FV3 і запобіжники FU1…FU3 (рисунок 12). Параметри обладнання наведені в [3-5].

Рисунок 12 – Схема однолінійна повітряної лінії напругою 10 кВ

Вибір і перевірку електричних апаратів 10 кВ зручно проводити табличним способом. Форма таблиць і порядок вибору приведений в [3;4;10].

На динамічну стійкість під час к.з. апарати перевіряються шляхом порівняння паспортних даних апарату з ударним струмом триполюсного к.з. і_у⁽³⁾ у місці його встановлення.

На термічну стійкість апарати перевіряються за виразом:

(39)

де І_t – струм термічної стійкості для часу t_Т (каталожні дані), кА [5];

І_∞ – усталений струм к.з. в місці встановлення апарату, кА;

t_ПР – приведений час проходження струму к.з. , с.

де t_З = 1,2 с – витримка часу максимального струмового захисту;

t_В = 0,2 с – час вимикання вимикача.

Трансформатори струму перевіряються на динамічну стійкість за виразом [2]:

, (40)

де k_Д – кратність струму динамічної стійкості (каталожні дані);

І_Н1 – номінальний первинний струм трансформатора;

Трансформатори струму також перевіряють на термічну стійкість [2]:

(41)

де k_t - кратність струму термічної стійкості, що відповідає часу t = 1с [5].

Таблиця 8 – Вибір шинного роз’єднувача QS1

Розрахункові дані	Параметри апарату	Умови вибору
		Вимоги	Вибір
Uн.м = 10 кВ	Uн.а = 10 кВ	Uн.м ≤ Uн.а	10 = 10
Іроб.макс. = 61,3 А	Ін.а = 400 А	Іроб.макс. ≤ Ін.а.	61,3 < 400
= 2,41 кА	іmax = 52 кА	≤ imax	2,41 < 52
= 1,82кА2с		≤	1,82 < 1024

Приймаємо до встановлення роз’єднувач РВЗ – 10/400 У2.

Таблиця 9 – Вибір лінійного роз’єднувача QS2

Розрахункові дані	Параметри апарату	Умови вибору
		Вимоги	Вибір
Uн.м = 10 кВ	Uн.а = 10 кВ	Uн.м ≤ Uн.а	10 = 10
Іроб.макс. = 61,3 А	Ін.а = 400 А	Іроб.макс. ≤ Ін.а.	61,3 < 400
= 2,41 кА	іmax = 25 кА	≤ imax	2,41 < 25
= 1,82кА2с		≤	1,82 < 400

Приймаємо до встановлення роз’єднувач РЛНД – 10/400 У1.

Таблиця 10 – Вибір високовольтного вимикача Q1

Розрахункові дані	Параметри апарату	Умови вибору
		Вимоги	Вибір
Uн.м = 10 кВ	Uн.а = 10 кВ	Uн.м ≤ Uн.а	10 = 10
Іроб.макс. = 61,3 А	Ін.а = 630 А	Іроб.макс. ≤ Ін.а.	61,3 < 630
= 1,4 кА	Ін.відкл = 20 кА	Ін.відкл	1,4 < 20
= 2,41 кА	іmax = 52 кА	≤ imax	2,41 < 52
= 1,82кА2с		≤	1,82 < 1600

Приймаємо до встановлення масляний вимикач ВПМ-10-20/630У3.

Таблиця 11 – Вибір трансформаторів струму лінії 10 кВ

Розрахункові дані	Параметри апарату	Умови вибору
		Вимоги	Вибір
Uн.м = 10 кВ	Uн.а = 10 кВ	Uн.м ≤ Uн.а	10 = 10
Іроб.макс. = 61,3 А	Ін.1= 75 А	Іроб.макс. ≤ Ін.1.	61,3 < 75
= 2,41 кА	КД  ІН1 = 250 1,417510-3= = 6,4кА	≤ КД  ІН1	2,41 < 26,4
= 1,82кА2с	(Кт ІН1)2t = (457510-3 )23 = = 34,2кА2с	≤ (Кт ІН1)2t	1,82 < 1600

Приймаємо до встановлення трансформатори струму ТПЛ-10-0,5/Р-75/5У3.

Вибір апаратури для розрахункової підстанції 10/0,4 кВ (ТП 6).

Таблиця 12 – Вибір лінійного роз’єднувача QS3

Розрахункові дані	Параметри апарату	Умови вибору
		Вимоги	Вибір
Uн.м = 10 кВ	Uн.а = 10 кВ	Uн.м ≤ Uн.а	10 = 10
Іроб.макс. = 10,7 А	Ін.а = 400 А	Іроб.макс. ≤ Ін.а.	10,7 < 400
= 1,52 кА	іmax = 25 кА	≤ imax	1,52 < 25
= 0,73кА2с		≤	0,73 < 400

Приймаємо до встановлення роз’єднувач РЛНД-10/400У1.

Таблиця 13 – Вибір високовольтних запобіжників FU1…FU3

Розрахункові дані	Параметри апарату	Умови вибору
		Вимоги	Вибір
Uн.м = 10 кВ	Uн.а = 10 кВ	Uн.м ≤ Uн.а	10 = 10
Іроб.макс. = 10,7 А	Ін.а = 31,5 А	Іроб.макс. ≤ Ін.а.	10,7 < 31,5
2Iн тр= 2 9,25 = 18,5 А	Івст. = 20 А	2Iн тр ≤ Івст	18,5 < 20
= 0,72 кА		≤	0,72 < 20

Приймаємо до встановлення запобіжник ПКТ102-12-31,5-20Т3

Для захисту підстанції 10/0,4кВ від наведених атмосферних перенапруг приймаємо вентильні розрядники. До встановлення на стороні 10 кВ приймаємо розрядники РВО-10У1 (U_н = 10 кВ; U_пр = 26 кВ).