microbik.ru
  1 2 3 ... 7 8
3. Выбор силовых трансформаторов и схемы подстанции.

3.1. Определение количества и мощности силовых трансформаторов.

3.1.1. Общие положения.

В виду отсутствия в задании резерва мощности по низкому напряжению в тех вариантах, где есть потребители 1 и 2 категорий, необходима установка не менее двух силовых трансформаторов. В таких случаях рекомендуется установка двух силовых трансформаторов одинаковой мощности. Большее количество трансформаторов, как правило, экономически нецелесообразно.

Выбор мощности силовых трансформаторов производится с учётом аварийных и допустимых систематических перегрузок.

Согласно ГОСТу в аварийном режиме допускается работа трансформатора с перегрузкой на 40% до 5 суток. При этом коэффициент начальной загрузки должен быть не более 0,93 и время перегрузки не более 6 часов в сутки.

Аварийная нагрузка определяется из условий отказа одного из трансформаторов подстанции, при этом допускается отключение потребителей 3 категории.

      1. 3.1.2. Определение мощности силовых трансформаторов.

Мощность трансформатора на понизительной подстанции с двумя трансформаторами можно вычислить по следующему выражению:

Sт.расч. =S1,2мах /2 , (3.1)

где S1,2мах – максимальная мощность потребителей 1 и 2 категории.

Потребители 3 категории составляют 20 % от мощности.

Р3мах = 0,2*(4+4+3+4) = 3 (МВт)

Q3мах = 0,2*(4*0,23 + 4*0,2 + 3*0,2*1 + 3*0,5*0,8 + 3*0,5*0,47 + 4*0,2*1 + +4*0,5*0,47 + 4*0,3*0,8) = 1,385 (Мвар)

Р1,2мах = Рмах - Р3мах = 15 – 3 = 12 (МВт)

Q1,2мах = Qмах - Q3мах = 26 – 1,385 = 24,6 (Мвар)

S1,2мах =27,4 (МВА)

Подставляем значения в формулу 3.1:

Sт.расч. =27,4/2 = 13,7 (МВА)

Действительное значение номинальной мощности трансформатора Sт.ном принимаем как ближайшее большее, чем Sт.расч = 13,7 МВА .

Выбираем трёхобмоточный трансформатор ТДТН-25000-220/35/10 .

Обозначение (тип) трансформатора: первая буква число фаз Т - трехфазный; вторая буква - система охлаждения: Д – естественная циркуляция масла и принудительная циркуляция воздуха; третья буква число обмоток (напряжений) трансформатора: Т – трехобмоточный; последняя буква: Н - с регулированием напряжения обмотки высшего напряжения под нагрузкой (РПН).

Номинальные паспортные данные выпишем в таблицы № 14 и № 15.

Таблица № 14 – паспортные данные трансформатора ТДТН-25000-220/35/10.

Sном,

МВА

Пределы регулирования РПН

Uном, кВ

Pк,

кВт

Pх,

кВт

Iх,

%

Высшее напряжение (ВН)

Среднее напряжение (СН)

Низшее напряжение (НН)

25

+ 12 х 1%

230

38,5

11

130

45

0,9


Таблица № 15 – паспортные данные трансформатора ТДТН 25000/220/35.

Крайнее ответвление (-Uрпн) uк,%

Среднее ответвление (Uрпн = 0) uк,%

Крайнее ответвление (+Uрпн) uк,%

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

9,36

19,5

6,5

11

20

6,5

11,2

20,4

6,5


Дополнительно для регулирования коэффициента трансформации на стороне СН установлено устройство переключения ответвлений обмотки без возбуждения (ПБВ) + 2 х 2,5%.
3.1.3. Проверим загрузку трансформатора в нормальном и аварийном режиме.

Определим коэффициент загрузки трансформатора Кз в максимальном режиме при работе всех трансформаторов:

Кз = Sмах/(2*Sт.ном) = /(2*Sт.ном) = 0,6

Проверим коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме:

Кз.ав = S1,2мах /Sт.ном == 27,4/25 = 1,1 - не превышает предельно допустимый 1,4.
3.2. Выбор схемы подстанции.

Схема электрических соединений подстанции выбирается на основании требований к надёжности, экономичности и маневренности, с учётом перспектив развития. В соответствии с нормами проектирования при присоединении двухтрансформаторной подстанции 220 кВ в рассечку проходящей линии электропередачи с двухсторонним питанием следует применять схему с одним выключателем в перемычке, с отделителями в цепи трансформаторов и ремонтной перемычкой из двух разъединителей.

Указанные схемы на высоком напряжении применимы на подстанции трансформаторов мощностью до 63 МВА.

В последнее время из-за низкой надёжности указанной схемы, на двухтрансформаторных подстанциях напряжением 220 кВ нашла применение схема мостика с ремонтной перемычкой из двух разъединителей – для транзитной подстанции (Рис. 3.1).

На напряжении 10 кВ необходимо применить одиночную секционированную систему сборных шин. При этом секционный выключатель при работе обоих трансформаторов отключен в целях ограничения токов короткого замыкания.



Рис.3.1. Проектная схема подстанции «Смирных» 220/35/10.
4. Расчёт токов короткого замыкания.

4.1. Общие положения.

Расчёт токов КЗ выполняется в объёме, необходимом для выбора принципов и основных параметров релейной защиты и автоматики трансформатора, отходящих линий и выбора оборудования.

В расчёте должны быть учтены все возможные режимы – нормальный, ремонтный и аварийный для выбора максимального и минимального значений тока короткого замыкания.

В целях упрощения расчётов допустимо определять значения всех величин для начального КЗ.

Расчёты выполняются без учёта переходных сопротивлений в месте КЗ.

Для расчёта параметров срабатывания защит должны быть рассчитаны максимальные токи КЗ, а для оценки чувствительности - минимальные.

Расчёт токов короткого замыкания проведём в именованных единицах, приведенных к стороне Uб = 230 кВ.

Для упрощения расчётов активными сопротивлениями элементов 220 кВ и 35 кВ электрической сети пренебрежём.

4.2. Расчёт токов короткого замыкания для выбора параметров защит элементов электрических сетей.

4.2.1. Выбор максимального и минимального режима для расчёта токов КЗ.

Рассмотрим возможные режимы электроснабжения подстанции «Смирных».

Нормальный режим:

ВЛ-220 кВ Д-11 и Д-13 под напряжением, два трансформатора в работе. На сторонах 35кВ и 10 кВ параллельная работа допускается.

Ремонтный режим:

ВЛ-220 кВ Д-11 и Д-13 под напряжением, один трансформатор в работе, другой в ремонте.

ВЛ-220 кВ Д-11 под напряжением, Д-13 в ремонте, два трансформатора в работе.

ВЛ-220 кВ Д-13 под напряжением, Д-11 в ремонте, один трансформатор в работе.

Для расчёта параметров защит трансформатора необходимо вычислить токи короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах.

Поэтому в дальнейших расчётах будем применять следующие схемы:

за схему максимального режима - схему нормального режима с минимальным коэффициентом трансформации и параллельной работой трансформаторов на сборные шины 35 и 10 кВ;

за схему минимального режима - схему ремонтного режима с включенной ВЛ-220 кВ Д-11 и одним трансформатором с максимальным коэффициентом трансформации.

4.2.1. Составляем расчётную схему замещения максимального режима (Рис.4.1).



Рис. 4.1. Схема замещения максимального режима для расчёта токов КЗ.

4.2.2. Составляем расчётную схему замещения минимального режима (Рис.4.2).



Рис.4.2. Схема замещения минимального режима для расчёта токов КЗ.

4.2.3. Определение сопротивлений схемы замещения.

4.2.3.1. Сопротивления источников питания ограниченной мощности.

Если сопротивление электростанций питающих точку короткого замыкания, сравнительно велики, их необходимо учитывать при определении тока КЗ. В этом случае в схему замещения вводят сопротивления электростанций и принимают, что за ним находятся шины неизменного напряжения.

Ток трёхфазного короткого замыкания определяется по формуле:
Iк = Uc/( √3*X ) (4.1)

где Uc -междуфазное напряжение на шинах системы;

X - результирующее сопротивление до точки КЗ, то есть:

X = Xэл.стан+ Xвн (4.2)

где Xвн – сопротивление цепи от источника питания до точки КЗ

Источники питания заданы наибольшим начальным действующего значения периодической составляющей тока КЗ Iпо.

Сопротивление системы определяется по выражению:
Xэл.стан = Ub/(3 * IПО) (4.3)
XГРЭС = 230/(3 * 6,7) = 19,84 (Ом)
XНГТЭС = 230/(3 * 2,6) = 51,13 (Ом)

Результаты расчетов сведем в таблицу № 16.

Таблица 16 - Сопротивление источников питания.

Источник питания

Ток к.з. Iпо



Х

кА

кВ

Ом

Сахалинская ГРЭС

6,7

230

19,84

НГТЭС

2,6

230

51,13


4.2.3.2. Сопротивления питающих линий 220 кВ Д-11 и Д-13.

Сопротивление воздушных линий найдем из удельных значений по формуле:

X = Xo*l (4.4)

где Хo - удельное значения реактивного сопротивления линии, Ом/км

l – длина линии, км

XД-11 = 0,43*91 = 39,13 (Ом)

XД-13 = 0,43*137 =58,91 (Ом)

Результаты вычислений сведем в таблицу № 17

Таблица № 17 - Сопротивление воздушных линий 220 кВ.

Наименование ВЛ

S

X0

L

X




мм2

Ом/км

км

Ом

Д-11 «ГРЭС-Смирных»

240

0,43

91

39,13

Д-13 «Смирных-НГТЭС»

240

0,43

137

58,91


4.2.3.3 Сопротивления силовых трансформаторов Т1 и Т2 ТДТН 25000/220

Определение сопротивлений трансформаторов Т1 и Т2 (ТДТН 25000/220) с большим диапазоном регулирования напряжения (РПН).

На трансформаторах напряжением 35 кВ и выше устанавливаются автоматические регуляторы напряжения, которые предназначены для поддержания требуемого уровня напряжения на шинах низшего напряжения (НН) при эксплуатационных изменениях напряжения на стороне высшего напряжения (ВН).

При регулировании напряжения изменяется сопротивление трансформатора на стороне регулирования напряжения Хвн. В общем случае при уменьшении коэффициента трансформации (-∆Uрпн) сопротивление Хвн уменьшается по сравнению со средним его значением, а при увеличении коэффициента трансформации (+∆Uрпн) – увеличивается. При этом изменяется значение напряжений КЗ Uк% по сравнению с Uк.ср%, соответствующий среднему положению РПН. Крайнему “минусовому” ответвлению регулируемой обмотки соответствует Uк.мин.%, а крайнему “плюсовому” ответвлению - Uк.макс.%.

По паспортным значениям параметров трансформатора ТДТН 25000/220/35 приведенных в таблицах № 14 и № 15 определим сопротивления трансформаторов.

Напряжения короткого замыкания Uк для минимального, среднего и максимального режима находим по формулам:

Uк.вн = 0,5*(Uк.вн-сн + Uк.мин.вн-нн - Uк.мин.сн-нн), (4.5)

Uк.сн = 0,5*(Uк.вн-сн + Uк.мин.сн-нн + Uк.мин.вн-нн), (4.6)

Uк.нн = 0,5*(Uк.вн-нн + Uк.мин.сн-нн – Uк.мин.вн-сн) (4.7)
Для максимального режима:

Uк.вн.мин = 0,5 * (9,36 + 19,5 – 6,5) = 11,18 (%)

Uк.сн.мин = 0,5 * (9,36 + 6,5 – 19,5) = 0 (%)

Uк.нн.мин = 0,5 * (19,5 + 6,5 – 9,36) = 8,32 (%)

Для среднего положения РПН:

Uк.вн. = 0,5 * (11 + 20 – 6,5) = 12,25 (%)

Uк.сн. = 0,5 * (11 + 6,5 – 20) = 0 (%)

Uк.нн. = 0,5 * (20 + 6,5 – 11) = 7,75 (%)

Для минимального режима

Uк.вн. = 0,5 * (11,2 + 20,4 – 6,5) = 12,55 (%)

Uк.сн. = 0,5 * (11,2 + 6,5 – 20,4) = 0 (%)

Uк.нн. = 0,5 * (20,4 + 6,5 – 11,2) = 7,85 (%)
Uмин.вн и Uмакс.вн определяем по выражениям:
Uмин.вн =Uвн*(1-∆U*рпн) (4.8)
Uмакс.вн =Uвн*(1+ ∆U*рпн) ( 4.9)

где Uвн - среднее напряжение на стороне ВН, кВ;

∆U*рпн - половина полного диапазона регулирования на стороне ВН трансформатора, о.е.

∆U*рпн = 12 * 1%/100% = 0,12 (о.е.)

Uмин.вн = 230 * (1-0,12) = 202,4 (кВ)

Uмакс.вн = 230 * (1+ 0,12) = 257,6 (кВ)

Определяем по формулам сопротивления трансформатора с РПН, приведённые к регулируемой стороне ВН:

ХТ1МИН = Uк.мин% * U2мин.вн/(100 * Sном) (4.10)

ХТ1 = Uк.% * U2вн/(100 * Sном) (4.11)

ХТ1МАКС = Uк.макс% * U2макс.вн/(100 * Sном) (4.12)

Sном- номинальное значение мощности трансформатора, кВА.

Для максимального режима:

Хт1вн.мин = 11,18 * 202,42/(100 * 25) = 193 (Ом)

Хт1сн.мин = 0 * 202,42/(100 * 25) = 0 (Ом)

Хт1нн.мин = 8,32 * 202,42/(100 * 25) = 136 (Ом)

Для среднего положения РПН:

Хт1вн = 12,25 * 2302/(100 * 25) = 259 (Ом)

Хт1сн = 0 * 2302/(100 * 25)= 0 (Ом)

Хт1нн = 7,75 * 2302/(100 * 25) = 164 (Ом)

Для минимального режима:

Хт1вн.макс = 12,55 * 257,62/(100 * 25) = 333 (Ом)

Хт1сн.макс = 0 * 257,62/(100 * 25) = 0 (Ом)

Хт1нн.макс = 7,85 * 257,62/(100 * 25)= 208 (Ом)

Результаты вычислений сведём в таблицу № 18.

Таблица № 18 – Сопротивления трансформатора, приведённые к стороне ВН.

Режим

Сторона

Uк.н

Uк.сн

Uк.нн

Uвн

Хт1вн

Хт1сн

Хт1нн

О.е.

О.е.

о.е

кВ

Ом

Ом

Ом

Максимальный

ВН

11,18

0

8,32

202,4

193

0

136

Среднее положение РПН

СН

12,25

0

7,75

230

259

0

164

Минимальный

НН

12,55

0

7,85

257,6

333

0

208


4.2.3.4. Расчёт провода и сопротивлений воздушной линии 1Л-35 кВ.

Sвл = 2,652 (МВА)

Iнорм = Sвл/ √3*Uн = 2,652/√3*35 = 0,044 (кА)

Qэк = Iнорм /jэк = 44 /2 = 22 (мм)

На воздушной линии установлен провод S = 120 (мм2):

ro = 0,42 (Ом/км); хo = 0,38 (Ом/км)

Z1Л-35 = Lвл*(ro+ jхo) = 5*(0,42 + j0,38) = 2,1 + j1,9 (Ом)

Uмин.вн = 230*(1-0,12) = 202,4 (кВ)

Uмакс.вн = 230*(1+ 0,12) = 257,6 (кВ)

Пересчитаем сопротивления к стороне 220 кВ:

Z1Л-35 = Z1Л-35*(Uвн / Uном.нн ) 2=(2,1+ j1,9)*(230/38,5) 2= 75 + j68 (Ом)

Z1Л-35мин = Z1Л-35*(Uмакс.вн/Uном.сн) 2 =(2,1+ j1,9)*(202,4/38,5) 2=58+j53 (Ом)

Z1Л-35мак=Z1Л-350*(Uмин.вн/Uном.сн)2=(2,1+ j1,9)*(257,6/38,5)2=94+ j85 (Ом)

4.2.3.5. Расчёт мощности и сопротивлений воздушной линии 1Л-10 от подстанции до ТП.

_____________ __________

Sвл = √Р2вл+(Рвл*tg)2 = √22+(2*0,23)2 = 2,05 (МВА)
Iнорм = Sвл/ √3*Uн = 2,05/√3*10 = 0,118 (кА)

Qэк = Iнорм /jэк = 118 /2 = 59 (мм2)

На воздушной линии установлен провод S = 70 (мм2):

ro = 0,42 Ом/км; хo = 0,38 Ом/км

Z1Л-10 = Lвл*(ro+ jхo) = 5*(0,42 + j0,38) = 2,1 + j1,9 (Ом)

Uмин.вн = 230*(1-0,12) = 202,4 (кВ)

Uмакс.вн = 230*(1+ 0,12) = 257,6 (кВ)

Пересчитаем сопротивления к стороне 220 кВ:

Z1Л-10 = Z1Л-10*(Uвн / Uном.нн ) 2=(2,1+ j1,9)*(230/11) 2= 918 + j831 (Ом)

Z1Л-10мин = Z1Л-10*(Uмакс.вн/Uном.нн) 2=(2,1+ j1,9)*(202,4/11) 2 = 711+j643 (Ом)

Z1Л-10макс=Z1Л-10*(Uмин.вн/Uном.нн)2=(2,1+ j1,9)*(257,6/11)2=1152+ j1039 (Ом)

4.2.3.6. Расчёт мощности и сопротивлений воздушной линии 2Л-10 от подстанции до РП.

_____________ __________

Sвл = √Р2вл+(Рвл*tg)2 = √22+(2*0,2)2 = 2,04 (МВА)

Iнорм = Sвл/ √3*Uн = 2,04/√3*10 = 0,118 (кА)

Qэк = Iнорм /jэк = 118 /2 = 59 (мм2)

На воздушной линии установлен провод S = 70 (мм2):

ro = 0,42 Ом/км; хo = 0,38 Ом/км

Z2Л-10 = Lвл*(ro+ jхo) = 5*(0,42 + j0,38) = 2,1 + j1,9 (Ом)

Uмин.вн = 230*(1-0,12) = 202,4 (кВ)

Uмакс.вн = 230*(1+ 0,12) = 257,6 (кВ)

Пересчитаем сопротивления к стороне 220 кВ:

Z2Л-10 = Z2Л-10*(Uвн / Uном.нн ) 2=(2,1+ j1,9)*(230/11) 2= 918 + j831 (Ом)

Z2Л-10мак = Z2Л-10*(Uмакс.вн/Uном.нн) 2 =(2,1+ j1,9)*(202,4/11) 2 = 711+j643 (Ом)

Z2Л-10мин =Z2Л-10*(Uмин.вн/Uном.нн) 2=(2,1+ j1,9)*(257,6/11)2=1152+ j1039 (Ом)

Вычисление максимально возможного тока КЗ I (3)к.макс следует производить при наименьшем сопротивлении питающей системы Xсист.мин в максимальном режиме (Sк.макс. или .зад.макс) и наименьшем сопротивлении трансформатора Хтр.мин., вычисленном по формуле (4.10). В практических расчётах для выбора установок релейной защиты понижающих трансформаторов с РПН I (3)к.макс. можно определить по выражению:
I (3)к.макс.вн = Uном.вн/(√3*( Xэл.стан+Хвл+Хтр.мин)) , (4.13)

где I (3)к.макс.вн - максимальный ток трёхфазного КЗ при коротком замыкании на шинах НН трансформатора, приведенных к ВН.

Приведённое I (3)к.макс. к нерегулируемой стороне НН осуществляется не по среднему коэффициенту трансформации, а по минимальному, соответствующему тому же крайнему положению РПН, при котором вычисляется этот ток:

I(3)к.макс.нн= I(3)к.макс.вн* Uмин .вн/ Uном.нн, (4.14)

где I(3)к.макс.нн – максимальный ток трёхфазного КЗ при коротком замыкании на шинах НН трансформатора, приведённых к НН.

Минимальный ток КЗ I(3)к.мин. следует вычислять при наибольшем сопротивление трансформатора, вычисленном по (4.12)

I(3)к.мин.вн= Uном.вн/(√3*( Xэл.стан+Хвл+Хтр.макс)) (4.15)

где I (3)к.мин.вн- минимальный ток трехфазного КЗ при коротком замыкании на шинах НН трансформатора, приведенных к ВН. Приведение I(3)к.мин.вн к нерегулируемой стороне НН осуществляем с помощью коэффициента трансформации :

I(3)к.мин.нн=I(3)к.мин.вн*Uмакс.вн/Uном.нн (4.16)

где I (3)к.мин.нн - минимальный ток трехфазного КЗ при коротком замыкании на шинах НН трансформатора, приведенных к НН. Uмакс.вн - максимальное напряжение на ВН, рассчитанное по формуле (4.9).

Вычисляем минимальный ток двухфазного КЗ I(2)к.мин.:
I(2)к.мин=√3*I (3)к.мин./2 (4.17)

4.2.4. Для всех точек короткого замыкания приведём схему замещения и расчёт полных сопротивлений до точки короткого замыкания.

4.2.4.1. Для точки К1 схема максимального режима представлена на Рис. 4.3.



Рисунок 4.3. Схема максимального режима для расчёта тока КЗ в точке К1.

Упрощаем схему, заменяя два источника питания одним эквивалентным на рисунке 4.4.



Рисунок 4.4. Схема для расчёта тока КЗ в точке К1 после преобразования.

Z∑К1МИН = (ХСГРЭС + ХД11)*(ХНГТЭС + ХД-13)/(ХСГРЭС + ХД-11 + ХНГТЭС + ХД-13 ) =

=(19,84 + 39,13)*(51,13+58,91)/(19,84+39,13+51,13+58,91) = 38,4 (Ом)

4.2.4.2. Для точки К1 схема минимального режима представлена на Рис. 4.5.



Рисунок 4.5. Схема минимального режима для расчёта тока КЗ в точке К1.

Z∑К1МАКС = ХНГТЭС + ХД-13 =51,13+58,91= 110 (Ом)

4.2.4.3. Для точки К2 схема максимального режима представлена на Рис. 4.6.



Рисунок 4.6. Схема максимального режима для расчёта тока КЗ в точке К2.

Заменяем сопротивления ХСГРЭС, ХД-11, ХНГТЭС, ХД13 сопротивлением Z∑К1МИН. по пункту 4.2.4.1, а сопротивления ветвей трансформатора одним Хвс на рис. 4.7.



Рисунок 4.7. Схема для расчёта тока КЗ в точке К2 после преобразования.

Z∑К2МИН = Z∑К1МИН + (ХТ1ВН.МИН + ХТ1СН.МИН)/2 = 38,4 + (193 + 0)/2 = 135 (Ом)

4.2.4.4 Для точки К2 схема минимального режима представлена на Рис 4.8



Рисунок 4.8. Схема минимального режима для расчёта тока КЗ в точке К2.

Z∑К2МАКС = Z∑К1МАКС + ХТ1ВН.МАКС + ХТ1СН.МАКС = 110 + 333 = 443 (Ом)

4.2.4.3. Для точки К3 схема максимального режима представлена на Рис. 4.9.


Рисунок 4.9. Схема максимального режима для расчёта тока КЗ в точке К3.

Для упрощения схемы расчёта заменяем сопротивления от источников питания до СШ-35 эквивалентным сопротивлением Z∑К2МИН по пункту 4.2.4.3 на Рис. 4.10.



Рисунок 4.10. Схема для расчёта тока КЗ в точке К3 после преобразования.

Z∑К3МИН = Z∑К2МИН + Х1Л-35МИН = j135 + 58+j53 = 58+j188 = 197 (Ом)

4.2.4.3. Для точки К3 схема минимального режима представлена на Рис. 4.11.



Рисунок 4.11. Схема минимального режима для расчёта тока КЗ в точке К3.

Z∑К3МАКС = Z∑К2МАКС + Х1Л-35 = j443 +94+j85 = 94+j528 = 536 (Ом)

4.2.4.4. Для точки К4 схема максимального режима представлена на Рис. 4.12.


Рисунок 4.12. Схема максимального режима для расчёта тока КЗ в точке К4.

Для упрощения схемы расчёта заменяем сопротивления ХСГРЭС, ХД-11, ХНГТЭС, ХД-13 эквивалентным сопротивлением Z∑К1МИН по пункту 4.2.4.1, а сопротивления двух параллельных ветвей трансформатора одним Х вн-нн на рисунке 4.13.



Рисунок 4.13. Схема для расчёта тока КЗ в точке К4 после преобразования.

Z∑К4МИН = Z∑К1МИН + (ХТ1ВН.МИН + ХТ1НН.МИН)/2 = 38,4 + (193 +136)/2 = 203 (Ом)

4.2.4.5. Для точки К4 схема минимального режима представлена на Рис 4.14.



Рисунок 4.14. Схема минимального режима для расчёта тока КЗ в точке К4.

Z∑К4МАКС = Z∑К1МАКС + ХТ1ВН.МАКС + ХТ1НН.МАКС =110 + 333 +208 =651 (Ом)

4.2.4.6 Для точки К5 схема максимального режима представлена на Рис. 4.15.



Рисунок 4.15. Схема максимального режима для расчёта тока КЗ в точке К5.

Для упрощения схемы расчёта заменяем сопротивления от источников питания до СШ-10 эквивалентным сопротивлением Z∑К4МИН. по пункту 4.2.4.4 на Рис. 4.16.



Рисунок 4.16. Схема для расчёта тока КЗ в точке К5 после преобразования.

Z∑К5МИН = Z∑4МИН + Х1Л-10МИН = j203 + 711+ j643 = 711+j846 = 1105 (Ом)

4.2.4.7. Для точки К5 схема минимального режима представлена на Рис. 4.17.


Рисунок 4.17. Схема минимального режима для расчёта тока КЗ в точке К5.

Z∑К3МАКС = Z∑К4МАКС + Х1Л-10МАКС = j651 +1152+j1039 =1152+j1690 = 2045 (Ом)
Все вычисления сведём в таблицу № 19 Суммарные сопротивления до точки КЗ.

Таблица № 19 - Суммарные сопротивления до точки КЗ.

Точка

КЗ

Z∑К3МИН

Z∑К3МАКС

R

X

Z

R

X

Z

К1

0

38,4

38,4

0

110

110

К2

0

135

135

0

443

443

К3

58

188

197

94

528

536

К4

0

203

203

0

651

651

К5

711

846

1105

1152

1690

2045


4.3. Находим значения токов короткого замыкания и тепловых импульсов.

4.3.1. Общие положения.

Ток трёхфазного короткого замыкания определяется по формуле 4.1:

Iк = Uc/( √3*X )

Минимальный ток двухфазного КЗ I(2)к.мин. упрощённо вычисляем по формуле:

I(2)к.мин=√3*I(3)к.мин./2 (4.18)

Значение ударного тока, соответствующего времени 0,01с находим по формуле:

iуд= kуд*√2*Iк ( 4.19)

где kуд – ударный коэффициент учитывающий (через постоянную времени затухания Та = Xкз/(314*Rкз)- соотношение между активным и индуктивным сопротивлениями цепи короткого замыкания

Та = Xкз/(314*Rкз) (4.20)

kуд=1+е-0,01/Та (4.21)

Тепловой импульс от полного тока КЗ ( с учетом апериодической составляющей) находится по формуле:

Вк = (Iк)2 *(tк + Та(1- е-2tк/Та)) (4.22)

При tк/ Та > 1…2 можно пользоваться приближенной формулой:

Вк = (Iк)2 *tк (4.23)

Для номинального напряжения 220 кВ принимаем tк = 3c, а для номинального напряжения 35 кВ и 10 кВ принимаем tк = 4c.

Для удаленных точек КЗ на стороне 35 кВ К3 и на стороне 10 кВ К5 расчёт теплового импульса не производим так как для выбора оборудования достаточно максимальных значений в точках К1, К2 и К4.

4.3.2. Расчёт токов короткого замыкания для К1.
I(3)К1МАКС =U ном вн / (√3*Z∑К1МИН) = 230 /( √3*38,4)=3,46 (кА)
I(3)К1МИН =U ном вн / (√3*Z∑К1МАКС) = 230 /( √3*110)=1,21 (кА)
I(2)К1МИН =√3* I (3)К1МИН/2 =√3* 1,21/2 = 0,866 (кА)

Ударный коэффициент для стороны 220 кВ выбираем как значение для цепи без учёта активного сопротивления из таблицы № 14.1.(Л4):

kуд=1,8
iудК1 = kуд*√2*IК1МАКС = 1,8*√2*3,46 = 8,81(кА)

Тепловой импульс для К1:

Вк = (Iк)2 *tк =(3,46)2*3 = 35,91 (кА2*с)

4.3.3. Расчёт токов короткого замыкания для К2:

I(3)К2МАКС ВН = U ном вн /( √3*ZК2МИН ВН) = 230/( √3*135) = 0,984 (кА)

I(3)К2МАКС СН = I(3)К2МАКС ВН* Uмин вн /Uном.сн = 0,984*202,4/38,5 = 5,173 (кА)

I(3)К2МИН ВН = U ном вн /( √3* ZК2МАКС) =230/(√3*443) = 0,3 (кА)

I(3)К2МИН СН = I(3)К2МИН ВН*Uмакс вн/ Uном.сн = 0,3*257,6/38,5 = 2,007 (кА)

I(2)К2МИН ВН =√3* I (3)К2МИН ВН/2 =√3* 0,3/2 = 0,26 (кА)

I(2)К2МИН СН =√3* I (3)К2МИН СН/2 =√3* 2,007/2 = 1,738 (кА)

iудК2 = kуд*√2*IК2МАКС = 1,8*√2*5,173 = 13,17 (кА)

Тепловой импульс для К2:

Вк = (Iк)2 *tк =(5,173)2*4 = 107( кА2*с)

4.3.4. Расчёт токов короткого замыкания для К3:

I(3)К3МАКС ВН = U ном вн /( √3*ZК3МИН ВН) = 230/( √3*197) = 0,674 (кА)

I(3)К3МАКС СН = I(3)К2МАКС ВН* Uмин вн /Uном.сн = 0,674*202,4/38,5 = 3,543 (кА)

I(3)К3МИН ВН = U ном вн /( √3* ZК3МАКС) =230/(√3*536) = 0,248 (кА)

I(3)К3МИН СН = I(3)К2МИН ВН*Uмакс вн/ Uном.сн = 0,248*257,6/38,5 = 1,659 (кА)

I(2)К3МИН ВН =√3* I (3)К3МИН ВН/2 =√3* 0,248/2 = 0,215 (кА)

I(2)К3МИН СН =√3* I (3)К3МИН СН/2 =√3* 1,659/2 = 1,437 (кА)

Та = Xкз/(314*Rкз)= 528/(314*58) = 0,029

kуд=1+е-0,01/Та = 1+е-0,01/0,029 = 1,708

iудК3 = kуд*√2*IК3МАКС = 1,708*√2*5,253 = 12,69 (кА)

4.3.5. Расчёт токов короткого замыкания для К4:

I(3)К4МАКС ВН = U ном вн /( √3*ZК4МИН ВН) = 230/( √3*203) = 0,654 (кА)

I(3)К4МАКС НН = I(3)К4МАКС ВН* Uмин вн /Uном.нн = 0,654*202,4/11 = 12,03 (кА)

I(3)К4МИН ВН = U ном вн /( √3* ZК4МАКС) =230/(√3*651) = 0,204 (кА)

I(3)К4МИН НН = I(3)К4МИН ВН*Uмакс вн/ Uном.нн = 0,204*257,6/11 = 4,777 (кА)

I(2)К4МИН ВН =√3* I (3)К4МИН ВН/2 =√3* 0,204/2 = 0,177 (кА)

I(2)К4МИН НН =√3* I (3)К4МИН НН/2 =√3* 4,777/2 = 4,137 (кА)

iудК4 = kуд*√2*IК4МАКС = 1,8*√2*12,03 = 30,62 (кА)

Тепловой импульс для К4:

Вк = (Iк)2 *tк =(12,03)2*4 = 578 (кА2*с)

4.3.6. Расчёт токов короткого замыкания для К5:

I(3)К5МАКС ВН = U ном вн /( √3*ZК5МИН ВН) = 230/( √3*1105) = 0,120 (кА)

I(3)К5МАКС НН = I(3)К2МАКС ВН* Uмин вн /Uном.нн = 0,120*202,4/11 = 2,208 (кА)

I(3)К5МИН ВН = U ном вн /( √3* ZК5МАКС) =230/(√3*2045) = 0,065 (кА)

I(3)К5МИН НН = I(3)К2МИН ВН*Uмакс вн/ Uном.нн = 0,065*257,6/11 = 1,522 (кА)

I(2)К5МИН ВН =√3* I (3)К5МИН ВН/2 =√3* 0,065/2 = 0,056 (кА)

I(2)К3МИН НН =√3* I (3)К3МИН СН/2 =√3* 1,522/2 = 1,318 (кА)

Та = Xкз/(314*Rкз)= 846/(314*711) = 0,0038

kуд=1+е-0,01/Та = 1+е-0,01/0,0038 = 1,07

iудК5 = kуд*√2*IК3МАКС = 1,07*√2*2,208 = 3,341 (кА)

Токи КЗ для точек К1, К2, К3, К4, К5 сводим в таблицу № 20 Значение токов КЗ.
Таблица № 20 – Значения токов короткого замыкания.

Точка

КЗ

I(3) ,кА

I(2 ,кА

Kуд,

о.е.

iуд,

кА

Вк,

кА2*с

Максимальный

минимальный

минимальный

ВН

СН(НН)

ВН

СН(НН)

ВН

СН(НН)

К1

3,46




1,21




0,866




1,8

8,81

35,91

К2(СН)

0,984

5,173

0,3

2,007

0,26

1,738

1,8

13,17

107

К3(СН)

0,674

3,543

0,248

1,659

0,215

1,437

1,708

12,69




К4(НН)

0,654

12,03

0,204

4,777

0,177

4,137

1,8

36,62

578

К5(НН)

0,12

2,208

0,065

1,522

0,056

1,318

1,07

3,341






<< предыдущая страница   следующая страница >>