Расчёт токов короткого замыкания

2. Расчёт токов короткого замыкания

При проектировании необходимо учесть аварийные режимы работы электроустановок, одним из которых являются короткие замыкания (КЗ).

Для расчета КЗ по схеме, рисунок 1, составляем расчётную схему, рисунок 4.

Рисунок 4- Расчётная схема

По расчётной схеме составим схему замещения (рисунок 5), в которой указываются сопротивления всех элементов и намечаются точки для расчета токов КЗ.

Рисунок 5-Схема замещения

Расчет ведём в относительных единицах. Все расчётные данные приводим к базисному напряжению и базисной мощности. Для этого задаёмся базисной мощностью системы

Sб =1000 ;МВА

Сопротивление энергосистемы Х1и X7,8, определяем по формуле

X1=(Sб/Sс)* Х’’d (6)

X1=(1000/1500)*0.4=0,02

X7=Х8 = (Sб/Sн2)*Xс *cosφ

X7=Х8 = (1000/40)*0,2*0,9=4,5

Сопротивление ЛЭП определяем по формуле

X2= X3= X0*L*(Sб/U2 ср.ном) (7)

X3=X2=0, 4*60*(1000/1152) =2,2

Х9= X10= X0*L3*(Sб/U2 ср.ном) (9)

X9=X10=0.4*15*(1000/1152) =0,5

Х13= X14= X0*Lб*(Sб/U2 ср.ном) (10)

X13=X14=0.08*0,5*(1000/62) =1,1

Определим сопротивления трансформаторов

X5=X4= (Sб/Sтр)*Uк/100 (12) .

X5=X4 = =(1000/20)*10.5/100 =5.3

Х12= X11= (Sб/Sтр)*Uк/100 (13)

Х12= X11=(1000/10)*10,5/100 =10,5

Находим результирующие сопротивления

Х15=(X2*Х3 )/ (X2+Х3) (14)

Х15=(2,2*2,2)/(2,2+2,2)=1,1

Х16= Х1+ Х15

Х16=0,02+1,1=1,12

Преобразуем треугольник сопротивлений в звезду

Рисунок 6. Звезда сопротивлений

Х17= (X4*Х5)/(X4+Х5+ Х6) (15)

Х17=(5,3*5,3)/11,8=2,4

Х18= (X5*Х6)/ (X4+Х5+ Х6) (16)

Х18=(5,3*1)/11,8=0,44

Х19= (X4*Х6)/ (X4+Х5+ Х6) (17)

Х19=(5,3*1)/11,8=0,44

Преобразуем схему замещения рис.5 получим преобразованную схему, рис.7

Находим ток КЗ на ОРУ ВН 110 кВ

Xрез 1= X16+X17 (18)

Xрез 1= 1,12+2,4=3,52

Iкз.к3=Iб/Xрез 1 ; кА (19)

Iб=Sб/(√3*Uн.ср) ; кА (20)

Iб=1000/(√3*115)=5

Iкз.к1=5/3,52=1,4; кА (21)

Iу=√2*1.8*1,4=3,56

Определяем вторую точку КЗ на ЗРУ НН 6кВ

Х20=Х9*Х10/Х9+Х10 (22)

Х20=(0,5*0,5)/(0,5+0,5)=0,25

Х21=Х11*Х12/Х11+Х12 (23)

Х21=5,3

Х22=Х13*Х14/Х13+Х14 (24)

Х22=0,06

Х23= Xрез 2= Х20+ Х21+ Х22 (25)

Х23= Xрез 2=5,6

Iкз.к2=Iб/Xрез 2; кА (26)

Iб=Sб/(√3*Uн.ср) ; кА (27)

Iб=1000/(√3*6)=65

Iкз.к1=65/5,6=11,6

кА (28) Iу=√2*1.8*11,6=29,5

3. Выбор аппаратов в РУ подстанции

 

3.1 Выбор выключателей

Выбираем выключатель в ОРУ ВН

Определяем ток, протекающий по выключателю.

где S- максимальная мощность; кВА

Uср.н- среднее напряжение ; кВ

Исходя из величины расчётного тока и номинального напряжения, выбираем из каталога выключатель типа У-110-2000-40У1

Определим квадратичный импульс тока

Вк=I2пo*(Та+Тоткл); кА2с (29)

где, Та=0,5 сек ; Тоткл=0,1 сек ; Iпo=1 кА ;

Вк=1,42*(0,5+0,1)=1,2

Исходя из условия сравнения, выключатель выбран, верно.

Выбираем выключатель для ЗРУ НН.

Определяем ток протекающий по выключателю по формуле (28)

Iрас=10/(√3*6)=0,1

Исходя из величины расчётного тока и номинального напряжения, выбираем из каталога выключатель типа ВНП-16

Определим квадратичный импульс тока по формуле (29)

Вк=11,62*(0,5+0,1)=80,7

Исходя из условия сравнения, выключатель выбран, верно.

3.2 Выбор разъединителей

Для разъединителей применяем те же данные, что и для выключателей без учёта тока позиции.

Выбираем разъединитель РУ ВН.

Исходя из величины расчётного тока и номинального напряжения, выбираем из каталога разъединитель типа РДЗ

Исходя из условия сравнения, разъединитель выбран, верно.

Для ЗРУ НН разъединители не выбираем, так как они не проходят по расчётному току.

3.3 Выбор отделителей

Для ОРУ ВН отделитель не выбираем, так как он не подходит по расчётному току.

3.4 Выбор короткозамыкателей

Короткозамыкатели выбираем также как и отделители, но без учёта расчётного тока.

Выбираем короткозамыкатель в РУ ВН

Исходя из величины расчётного тока и номинального напряжения, выбираем из каталога короткозамыкатель типа КЗ-110У

Исходя из условия сравнения, короткозамыкатель выбран верно