3. Выбор основного оборудования подстанции нзб

3.1 Расчет токов короткого замыкания

3.1.1 Исходные данные

Для выбора и проверки электрических аппаратов и токоведущих частей подстанции необходимо знать величины токов короткого замыкания (ТКЗ). С этой целью на основе структурной схемы подстанции рисунок 3.1 составим схему замещения прямой последовательности (СЗПП рисунок 3.2).

Рисунок 3.1 Структурная схема подстанции НЗБ

На рисунке 3.2 у каждого элемента в виде дроби приведены: в числителе - значения индуктивных сопротивлений СЗПП, в знаменателе – активных. При построении СЗПП не учитываются элементы не обтекаемые током короткого замыкания, а одинаковые параллельно соединенные элементы заменены одним эквивалентным.

Рисунок 3.2 Схема замещения прямой последовательности

Расчёт ТКЗ произведён в относительных единицах с приближённым приведением [4] .

Зададимся следующими параметрами:

S_б=1000 МВА, U_б1=230 кВ, U_б2=115 кВ.

Вычислим значения базисных токов:

;

Схема замещения подстанции включает следующие элементы:

–система

x₁=0,07; x₂=0,27; x₉=1,43;

–линии связи с системами

Значения x/r для систем приняты из таблицы 6-2 [2].

–автотрансформаторы

U_КВ% = 0,5(U_КВ-С% + U_КВ-Н% - U_КС-Н%) = 0,5(45+11-28) = 14%;

U_КС% = 0,5(U_КВ-С% + U_КС-Н% - U_КВ-Н%) = 0,5(11+28-45) = -3%; принимаем U_КС% = 0;

U_КН% = 0,5(U_КВ-Н% + U_КС-Н% - U_КВ-С%) = 0,5(45+28-11) = 31%;

- Трансформаторы 110/35/27.5 кВ

U_КВ% = 0,5(U_КВ-С% + U_КВ-Н% - U_КС-Н%) = 0,5(10.5+17-6) = 10.75%;

U_КС% = 0,5(U_КВ-С% + U_КС-Н% - U_КВ-Н%) = 0,5(10.5+6-17) = -0.25%; принимаем U_КС% = 0;

U_КН% = 0,5(U_КВ-Н% + U_КС-Н% - U_КВ-С%) = 0,5(17+6-10.5) = 6.25%;

–трансформаторы 110/6/6 кВ:

U_КВ% = 0,5(U_КВ-Н% + U_КВ-Н% - U_КН1-Н2%) = 0,5(20+20-30) = 5%;

U_КН1% = U_КН1% =0,5(U_КВ-Н% + U_КН1-Н2% - U_КВ-Н%) = 0,5(20+30-20) = 15%;

3.1.2 Расчет тока трёхфазного короткого замыкания в точке к1

По рисунку 3.1, отбросив элементы не обтекаемые током короткого замыкания, составляем схему рисунок 3.3, для которой определим значения сопротивлений.

Рисунок 3.3 Расчётная схема замещения для трехфазного КЗ в точке К1

Поскольку определён состав ветвей и для каждой из них найдены индуктивное и активное сопротивления, определяем :

; ;

К установке в ОРУ-220кВ приняты выключатели типа ВГУ-220-50/3150 У2, собственное время отключения t_СВ=0,028 с, а полное время отключения t_ВО=0,055 с.

Определяем следующие величины:

–момент времени расхождения контактов выключателя

где t_РЗmin – минимальное время действия РЗ, принятое равным 0,01 сек.;

–максимальное время существования КЗ:

где t_РЗmax – максимальное время действия РЗ, принятое равным 0,1 сек.;

–коэффициент затухания апериодической составляющей тока КЗ:

;

–апериодическую составляющую тока КЗ в момент τ:

I_τi=λ_τiּ ;

–периодическую составляющую тока КЗ:

;

где – коэффициент затухания периодической составляющей тока КЗ i-ой ветви, определяемый по типовым кривым. В данном случае принимается =1, ввиду значительной удаленности РУ от генераторов станции.

Результаты расчетов трехфазного ТКЗ в точке К1 приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1 – Результаты расчёта трёхфазного тока КЗ

Точка К1 Uб=230 кВ, Iб=2,51 кА, t=0,038 с, tоткл=0,155 с.
Ветвь	x*б	кА	r*б	Ta,c	Kу	iу, кА	lt	iat, кА	gt	Iпt, кА
С1	0,3	8,37	0,032	0,0299	1,72	20,36	0,28	3,31	1	8,37
С2	0,635	3,95	0,055	0,0368	1,76	9,83	0,36	2,01	1	3,95
С3	2,09	1,2	0,084	0,0792	1,88	3,2	0,62	1,05	1	1,2
S		13,54				33,4		6,37		13,54