Расчет ударного тока короткого замыкания

5.5 Расчет ударного тока короткого замыкания

Расчет ударного тока короткого замыкания производится по следующим формулам:

Iуд₁=Ö2×Ку₃₅×Iкз₁ (5.14)

Iуд₁=3.3×10³ А

Iуд₂=Ö2×Ку_н×Iкз₂ (5.15)

Iуд₂=5.022×10³ А

Iуд₃=Ö2×Ку_н×Iкз₃ (5.16)

Iуд₃=1.386×10³ А.

5.6 Расчет теплового импульса

Расчет теплового импульса проводим по формуле:

Ввн=I²_кз×(t_пз+T_а) (5.17)

Где t_пз- время срабатывания релейной защиты , с.

Т_а – время затухания апериодической составляющей, с.

Ввн₁=I²кз₁×(t_пз35+Т_а35)

Ввн₁=156451.7 А²×с.

Ввн₂=I²кз₂×(t_пз10+Т_ан)

Ввн₂=754000 А²×с.

Ввн₃=I²кз₃×(t_пз0.4+Т_ан)

Ввн₃=58000 А²×с.

6. Выбор конструкции распределительных устройств

Из экономических соображений распредустройства на напряжение 35 кВ выполняют обычно открытого типа, так как при этом значительно сокращается объем строительной части, упрощается расширение и конструкция РУ.

В качестве проводников для сборных шин и ответвлений от них применяют алюминиевые, сталеалюминевые, стальные провода, полосы, трубы и шины из профиля алюминия, и алюминиевых сплавов электротехнического назначения. Наиболее часто используют гибкие провода, укрепленные при помощи подвесных изоляторов на стальных или железобетонных опорах.

Ручные приводы разъединителей обычно имеют съемные рукоятки. Монтируют их на тех же опорных конструкциях, что и разъединители.

Молниеотводы изготавливают из стальных труб или стержней и закрепляют на опорах распредустройства или на специальных опорах.

Силовые кабели , например , от трансформаторов и сигнальные кабели прокладывают по территории РУ в туннелях или на каналах, которые прикрывают плитами из негорючих материалов.

Для комплектовки трансформаторных подстанций ОРУ 35кВ используют серии КТП –35/10 и КТПБ–35/10 [1], область применения которых аналогична.

Для напряжения 10 кВ используем РУ открытого типа, комплектованных из шкафов или камер КСО. К основному оборудованию, которое выстраивается в РУ, относят: выключатели, разрядники, трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, конденсаторы, трансформаторы собственных нужд.

7. Выбор и проверка электрических аппаратов подстанции

 

7.1 Выбор выключателей

Условие выбора масляного выключателя [2]:

Uуст<Uном

Iнорм<Iном

Iмакс<Iном

Iкз<Iоткл.ном

Iуд<Iдинам

Вк<I²_терм×t_{терм.возд}

Определяем Iнорм по формуле:

Iнорм=Sном/Ö3×Uном (7.1)

Где Sном – мощность трансформатора, кВА

Uном – номинальное напряжение, В.

Iнорм = 364.1 А.

Определяем максимальный ток с учетом коэффициента 0.95:

Iмакс = Sном/Ö3×Uном×0.95 (7.2)

Iмакс = 283.3 А.

Выбираем масляный выключатель ВММ 10-10,

Номинальное напряжение Uном = 10 кВ.

Номинальный ток Iном = 200-630 А

Ток отключения Iоткл = 10 кА

Действующее значение динамического тока iдин = 25 кА

Динамический ток Iдин = 10 кА

Термический ток Iтерм = 10 кА

Термическое время срабатывания tтерм = 4 с

Полное время отключения tоткл = 0.12 с

Собственное время отключения tс.о. = 0.09 с

Привод ПЭ11 или ПП67.

 

7.2 Выбор разъединителей, отделителей, короткозамыкателей

Условие выбора:

По напряжению Uуст<Uном

По току Iнорм<Iном

Iмакс<Iном.

Определяем значения токов по формулам (7.1,7.2):

Iнорм = 104 А

Iмакс = 109.5 А

Условие выбора по электродинамической стойкости:

iдин<iпр.с

Iп.о<Iпр.с

Где iпр.с и Iпр.с – предельный сквозной ток короткого замыкания (амплитуда и действующее значение).

Условие по термической стойкости:

Вк<I²терм×tтерм

Выбираем аппаратуру 35 кВ.

Для наружной установки:

Выбираем три разъединителя РДЗ 35, номинальный ток термической стойкости и допустимое время у которого 25кА/4с.

Предельный сквозной ток iпр.с = 63 кА.

Привод ПР-У1, ПР-Л1, ПД-1У1.

Берем два короткозамыкателя КЗ-35У: Uном = 35 кВ, Iтерм = 12.5 кА; время термической стойкости tс=3 с; iпр.с = 42 кА; полное время включения tп.о = 0.12 с; привод ПРК-1У1.

Берем три отделителя ОД 35/630.

Uном = 35 кВ; Iном = 630 А; iпр.с = 80 кА; Iтерм = 12.5 кА; tс = 3 с; tп.о = 0.5 с;

привод ПРО-1У1.

Выбираем аппаратуру 10 кВ.

Выбираем два разъединителя 3Р 10 У3.

Uном = 10 кВ; iпр.с = 235 кА; Iтерм = 90 кА; tс = 1 с; привод ПУ-50.

 

7.3 Выбор измерительных трансформаторов

Трансформаторы напряжения выбираются:

По напряжению установки Uуст£Uном;

По конструкции и схеме соединения обмоток;

По классу точности;

По вторичной нагрузке.

Трансформаторы тока выбираются:

По напряжению установки Uуст£Uном;

По току Iнорм£Iном;

Iмакс£Iном;

По конструкции;

По классу точности;

По электродинамической стойкости;

По термической стойкости;

По вторичной нагрузке.

Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки , так как недогрузка первичной обмотки трансформатора тока приводит к увеличению погрешности.

По электродинамической стойкости:

iуд£Кэд×Ö2×Iном

iуд£iдин

где Кэд – коэффициент электродинамический.

По термической стойкости:

Вк£(Кт×I₁ном)²×tтер

Вк£I²тер×tтер,

Где Кт – коэффициент термический.

Берем трансформатор тока типа ТФ3М 35 на стороне высокого напряжения.

Определяем коэффициент трансформации:

Ктр = I1/I2

Ктр = 20.8

Где I1 – сила тока в первичной катушке 104 А;

I1 – сила тока вторичной катушки 5А.

Принимаем к установке на высокой стороне только амперметры.

Класс точности приборов 0.5

Релейная защита 10р.

Предельный ток термической стойкости Iтерм=(0.7-31) кА.

Время термической стойкости tс=3 с.

Действующее значение динамического тока iдин = (0.3-127) кА.

Длина провода от шин к измерительным приборам l = 60 м.

Провод выполнен из алюминия и имеет сечение 4 мм².

Определяем сопротивление прибора:

Rпр = Sпр/I²₂ (7.4)

Rпр = 0.4 Ом.

Определим сопротивление провода:

Rпров=r_уд×L/F ,

Где r_уд – удельное сопротивление по длине и сечению; r_уд=0.0283 Ом×м/мм²;

L – длина 60 м ;

F – сечение провода, F=4 мм².

Определим суммарное сопротивление:

Rо = Rкон + Rпров + Rпр (7.6)

Rо = 0.875 Ом.

Где Rкон - сопротивление контактов,

Rкон=0.05 Ом.

Определим мощность на вторичной обмотке:

Sвтор = I²₂×Rо (7.7)

Sвтор = 21.863 Ом.

Допустимая мощность равна 30 ВА и должно выполнятся условие:

Sвтор£Sдоп

21.863£30.

На стороне 10 кВ.

Принимаем трансформаторы типа ТПЛ-10. Допустимая мощность вторичной обмотки составляет 10 ВА. Нагрузку трансформатора составляет амперметр Э378 и два вольтметра Д-305.Определим их сопротивления:

Для амперметра :

Zа=Sa/I²₂ (7.8)

Za = 4×10^-3 Ом.

Где Sа – мощность амперметра -0.1 кВА;

I²₂ – ток вторичной обмотки трансформатора – 5 А.

Для ваттметра:

Zw = Sw/I²₂ (7.9)

Zw = 0.02 Ом.

Где Sw – мощность ваттметра – 0.5 Вт,

I²₂ – ток вторичной обмотки трансформатора – 5 А.

Определяем сопротивление проводов по формуле (7.5):

Zпров = 7.075×10^-3 Ом.

Находим общее сопротивление:

Zо = Zпров + Zкон + 2×Zn+ Za (7.10)

Где Zкон – сопротивление контактов – 0.05 Ом.

Zо = 0.101 Ом.

Определим потребляемую мощность вторичной цепи:

S2 = I²₂×Zо (7.11)

S2 = 2.527 Ом.

Проверка условия:

S2£Sдоп

2.527£10

на стороне 35 кВ берем трансформатор напряжения 3НОЛ-35 с мощностью вторичной стороны 1000 ВА. На стороне низкого напряжения трансформатор напряжения НТМИ-10 с допустимой мощностью вторичной стороны 400 ВА. На высокой стороне используем два вольтметра типа Э378 мощностью 10 ВА, ваттметр типа Д-305 мощностью 2 ВА, ваттметр типа Д-305 мощностью 3 ВА.

Суммарная мощность приборов 25 ВА. На низкой стороне набор приборов измерения такой же.

Список литературы

1.   Будзко И. А., Зуль М.М. Электроснабжение сельского хозяйства. –М.: Агропромиздат, 1990.- 496 с.

2.   Справочник по электроснабжению промышленных предприятий/под ред. Федорова А.А. -М.:Энергия, 1980-576 с.

3.   Правила устройства электроустановок. Минэнерго СССР.-М.: Энергоатомиздат,1985.-640с.