Расчет рабочих и аварийных токов на шинах подстанции. Расчет относительных сопротивлений цепи до точек КЗ, приведенных к базисной мощности

РАСЧЕТ РАБОЧИХ И АВАРИЙНЫХ ТОКОВ НА ШИНАХ ПОДСТАНЦИИ

1. Расчет относительных сопротивлений цепи до точек КЗ, приведенных к базисной мощности

Расчет токов трехфазного короткого замыкания выполнен по относительным сопротивлениям элементов цепи от источника питания до точки короткого замыкания, приведенным к базисной мощности S_б и базисному напряжению U_б на каждой ступени трансформации для сети переменного тока 6,35 кВ.

За базисную мощность принято S_б=10 МВА, за базисное напряжение принято среднее напряжение на каждой ступени трансформации:6,3; 38,5 кВ соответственно.

Схема для расчетов токов короткого замыкания на шинах трансформаторной подстанции ГПП 35/6 ЦВС представлена на рис. 2.

1.Расчет сопротивления энергосистемы

 Ом

2.1. Расчет сопротивлений проводов ВЛ

Реактивное сопротивление линий:

 ,                                                             (1)

где      - реактивное сопротивление, Ом/км;

 - длина линии, км;

Активное сопротивление линий:

 ,                                                             (2)

где      - активное сопротивление, Ом/км;

Полное сопротивление линий:

 .                                                                 (3)

Для ВЛ-35 кВ, провод АС-240:

 Ом;

 Ом;

 Ом.

Относительное базисное сопротивление энергосистемы и линии ВЛ :

 ,                                                       (4)

где     U – линейное напряжение, кВ.

 Ом

 Ом

1.2. Расчет сопротивлений трансформатора 35/6 кВ

Относительное базисное сопротивление двухобмоточного трансформатора:

 ,                                                       (5)

где      - напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

 - номинальная мощность трансформатора, МВА.

Для двухобмоточного трансформатора 35/6 кВ:

 Ом

2. Расчет эквивалентных относительных сопротивлений цепи до точек КЗ, приведенных к базисной мощности, для максимального и минимального режимов КЗ

2.1. Расчет для максимального режима КЗ

Эквивалентная схема замещения приведена на рис. 3.

Эквивалентные относительные сопротивления схемы замещения:

 ;                                                     (6)

 ;                                                     (7)

 ;                                                     (8)

 ;                                                     (9)

 ;

 ;

Эквивалентное относительное сопротивление цепи короткого замыкания для точки К1 (сборные шины РУ-35 кВ):

 ;                                                           (10)

 Ом

Эквивалентное относительное сопротивление цепи короткого замыкания для точки К2 (сборные шины РУ-6 кВ):

 ;                                                             (11)

 Ом

2.1. Расчет для минимального режима КЗ

Эквивалентные относительные сопротивления схемы замещения:

 ;                                                   (13)

 ;                                                   (14)

 ;

 ;

Эквивалентное относительное сопротивление цепи короткого замыкания для точки К1 (сборные шины РУ-35 кВ):

 ;                                                           (17)

 .

Эквивалентное относительное сопротивление цепи короткого замыкания для точки К2 (сборные шины РУ-10 кВ):

 ;                                                             (18)

 .

Эквивалентное относительное сопротивление цепи короткого замыкания для точки К3 (сборные шины РУ-0,4 кВ):

 ;                                                               (19)

 .

Результаты расчетов сведены в табл. 1.

Таблица 1

Эквивалентные сопротивления цепи до точки КЗ для max и min режимов

Точки короткого замыкания	Относительное сопротивление для токов КЗ
	max	min
К1	0,0698	0,1395
К2	0,5398	1,0795
К3	1,0160	2,0319

3. Расчет базисного тока

При принятых значениях базисной мощности и базисных напряжений значение базисного тока, кА, на каждой ступени трансформации будет равно:

 .                                                       (20)

Для шин РУ-35 кВ:

 кА.

Для шин РУ-10 кВ:

 кА.

Для шин РУ-0,4 кВ:

 кА.

4. Расчет мощности трехфазного КЗ и токов КЗ на шинах трансформаторной подстанции Эльга

Мощности трехфазного КЗ и токи КЗ на шинах подстанции можно определить по формулам:

 ;                                                     (21)

 ;                                                     (22)

 ;                                                       (23)

 ,                                                       (23)

где      - мощность 3-х фазного КЗ в i-точке схемы, МВА;

 - действующее значение тока 3-х фазного КЗ, кА;

 - действующее значение тока 2-х фазного КЗ, кА;

 - мгновенное значение тока 3-х фазного КЗ (ударный ток 3-х фазного КЗ), кА.

4.1. Расчет мощности трехфазного КЗ и токов КЗ для максимального режима

Для точки К1 (сборные шины РУ-35 кВ)

 МВА;

 кА;

 кА;

 кА.

Для точки К2 (сборные шины РУ-10 кВ)

 МВА;

 кА;

 кА;

 кА.

Для точки К3 (сборные шины РУ-0,4 кВ)

 МВА;

 кА;

 кА;

 кА.

4.2. Расчет мощности трехфазного КЗ и токов КЗ для минимального режима

Для точки К1 (сборные шины РУ-35 кВ)

 МВА;

 кА;

 кА;

 кА.

Для точки К2 (сборные шины РУ-10 кВ)

 МВА;

 кА;

 кА;

 кА.

Для точки К3 (сборные шины РУ-0,4 кВ)

 МВА;

 кА;

 кА;

 кА.

Результаты расчета мощности и токов короткого замыкания сведены в табл. 2. При этом за расчетное значение в каждом узле схемы принято наибольшее значение мощности и тока 3-х фазного короткого замыкания.

5. Расчет теплового импульса тока трехфазного КЗ в узловых точках схемы подстанции

Расчет теплового импульса тока трехфазного КЗ произведен исходя из наиболее тяжелого режима работы оборудования на рассматриваемом присоединении. Величину теплового импульса , зависящую как от значения тока трехфазного КЗ, так и от продолжительности протекания по проводниковым материалам этого тока, определяют, кА²×с:

 ,                                                               (24)

где      - время действия тока КЗ;

 ;                                                           (25)

 - постоянная времени апериодической составляющей тока КЗ:

0,0 с – для сборных шин 35 кВ;

 - собственное время срабатывания защиты, 0,1 с;

 - время выдержки срабатывания защиты, с:

0,0 с – для сборных шин 35 кВ;

0,0 с – для сборных шин 10 кВ;

0,0 с – для сборных шин 0,4 кВ;

 - собственное время отключения выключателя с приводом, с:

0,0 с – для сборных шин 35 кВ;

Таблица 2	Результаты расчетов токов короткого замыкания в узловых точках трансформаторной подстанции Эльга	iаt , кА
		ВК , кА2×с
		iу , кА	5,480	2,599	36,218
		I(2)Кmin , кА	0,931	0,441	6,152
		I(2)Кmax , кА	1,861	0,882	12,303
		I(3)Кmin , кА	1,075	0,510	7,103
		I(3)Кmax , кА	2,149	1,019	14,206
		SКЗ , МВА	143,27	18,53	9,84
		Точка КЗ	К1 РУ-35 кВ	К2 РУ-10 кВ	К3 РУ-0,4 кВ