Проект реконструкции ГПП «Радиоаппаратура» и применение современных цифровых средств релейной защиты (Электротехнический расчёт)

4. Электротехнический расчёт

4.1. Расчёт токов короткого замыкания

Короткие замыкания являются основной причиной возникновения переходных режимов в системах электроснабжения. Они оказывают значительное влияние на выбор структуры электроэнергетической системы, противоаварийной автоматики и пропускной способности линий электропередачи.

Основной причиной возникновения КЗ является нарушение изоляции электрооборудования, которое вызывается следующими факторами: перенапряжениями; прямыми ударами молнии; старением изоляции; механическими повреждениями изоляции; набросами посторонних тел; ошибками обслуживающего персонала; неудовлетворительным уходом за оборудованием.

Расчёт токов КЗ в современной системе электроснабжения с учётом всех имеющихся условий и факторов очень сложен, поэтому для упрощения задачи и реализации ее решений вводят ряд допущений. Наиболее важные допущения:

·  отсутствие насыщения магнитных систем. При этом все схемы замещения оказываются линейными, что упрощает расчёты;

·  пренебрежение токами намагничивания трансформаторов;

·  сохранение симметрии трёхфазной системы. Она нарушается обычно  лишь для какого-либо одного элемента, что происходит в результате его повреждения;

·  пренебрежение емкостными проводимостями ЛЭП напряжением до 330 кВ включительно;

·  приближенный учет нагрузок. В зависимости от стадии переходного режима нагрузку заменяют некоторым постоянным сопротивлением;

·  пренебрежение активным сопротивлением. Это допущение приемлемо для высоковольтных сетей напряжением выше 1 кВ. В тех же случаях, когда расчёт производится для протяженной кабельной сети или воздушной сети малого сечения, а также для установок и сетей напряжением до 1 кВ, данное допущение непригодно.

Указанные допущения приводят к погрешностям в расчётах, которые не превышают 2-5%, что в большинстве случаев допустимо для решения многих инженерных задач.

4.1.1. По данным расчётной группы РУП «Гомельэнерго» по состоянию на февраль 2005г. полные сопротивления, приведенные к стороне 10 кВ на подстанции «Радиоаппаратура», составляют:

Максимальный режим:

Т1  Z₁=0+j0,507, Ом;

Т2  Z₂=0+j0,562, Ом.

Минимальный режим:

Т1  Z₁=0,035+j0,636, Ом;

Т2  Z₂=0,039+j0,705, Ом.

4.1.2.Ток короткого замыкания на 1 и 3 секциях шин 10 кВ (трансформатор Т1)

Максимальный режим

.

Минимальный режим

.

Минимальный ток короткого замыкания на 1 и 3 секциях шин 10 кВ

.

4.1.3. Ток короткого замыкания на 2 и 4 секциях шин 10 кВ (трансформатор Т2)

Максимальный режим

.

Минимальный режим

.

Минимальный ток короткого замыкания на 2 и 4 секциях шин 10 кВ

.

4.1.4. Камера 1/1 (СВ-1). Пренебрегая активным и реактивным сопротивлением шин, принимаем сопротивления

max режим Z₁=0+j0,507, Ом;

min режим Z₁=0,035+j0,636, Ом.

Тогда токи короткого замыкания  камеры 1/1 со стороны ввода №1 (расчёт приведен в п.4.1.2)

max режим I_к^max=11,97 кА;

min режим I_к^min=9,53 кА.

4.1.5. Камера 1/2 ЗРУ СЭЗ ввод №1.

Кабель 2х3(1х240) длиной 470м.

Принимаем D_ср=100 мм. Удельные реактивное и активное сопротивления соответственно x_o=0,137 Ом/км,  r_о=0,123 Ом/км.

Тогда сопротивления линии

Х_л=0,137*0,47/2=0,0322 Ом;

R_л=0,123*0,47/2=0,0578 Ом.

Полное сопротивление до шин ЗРУ СЭЗ ввод №1

Z_max=0+j0,507+0,0578+j0,0322=0,0578+j0,539 Ом;

Z_min=0,035+j0,636+0,0578+j0,0322=0,093+j0,668 Ом.

Ток короткого замыкания на шинах ЗРУ СЭЗ ввод №1

;

.

Минимальный ток короткого замыкания на шинах ЗРУ СЭЗ ввод №1

.

4.1.6. Камера 1/3 РП-2 Мультипак ввод №1

Кабель ААШв-10 3(1х240) длиной 1200м. Сопротивления линии

Х_л=0,137*1,2=0,1644 Ом;

R_л=0,123*1,2=0,148 Ом.

Полное сопротивление до РП-2 Мультипак ввод №1

Z_max=0+j0,507+0,148+j0,1644=0,148+j0,671 Ом;

Z_min=0,035+j0,636+0,148+j0,1644=0,183+j0,8 Ом.

Ток короткого замыкания на шинах РП-2 Мультипак ввод №1

;

.

Минимальный ток короткого замыкания на шинах РП2 Мультипак

.

4.1.7. Камера 1/4 РП-1 Мультипак ввод №1.

Кабель ААШв-10 3(1х240) длиной 1200м.

Расчёт ТКЗ аналогичен пункту 4.1.6.

4.1.8. Камера 1/5 Автопарк  №6 ТП-759  (кл. 5451).

Кабель ААБл (3х150) длиной 1300м. Удельные реактивное и активное сопротивления соответственно x_o=0,079 Ом/км,  r_о=0,206 Ом/км.

Тогда сопротивления линии

Х_л=0,079*1,3=0,0988 Ом;

R_л=0,206*1,3=0,2678 Ом.

Полное сопротивление до шин Автопарк  №6 ТП-759 

Z_max=0+j0,507+0,2678+j0,0988=0,2678+j0,6058 Ом;

Z_min=0,035+j0,636+0,2678+j0,0988=0,3028+j0,7348 Ом.

Ток короткого замыкания на шинах Автопарк  №6 ТП-759 

;

.

Минимальный ток короткого замыкания на шинах Автопарк  №6 ТП-759 

.

4.1.9. Камера 1/6 ввод №1 от трансформатора Т-1 (см. п.4.1.2).

;

;

.

4.1.10. Камера 1/8  Коралл РП-1 В-2 (кл.5449).

Кабель АСБ (3х240) длиной 1100м. Удельные реактивное и активное сопротивления соответственно x_o=0,075 Ом/км,  r_о=0,129 Ом/км.

Тогда сопротивления линии

Х_л=0,075*1,1=0,0825 Ом;

R_л=0,129*1,1=0,1419 Ом.

Полное сопротивление до шин Коралл РП-1 В-2

Z_max=0+j0,507+0,1419+j0,0825=0,1419+j0,5895 Ом;

Z_min=0,035+j0,636+0,1419+j0,08525=0,1719+j0,7185 Ом.

Ток короткого замыкания на шинах Коралл РП-1 В-2

;

.

Минимальный ток короткого замыкания на шинах Коралл РП-1 В-2

.

4.1.11. Камера 1/9 Ратон РП-49 В-1 (кл. 5447)

Кабель АСБ (3х95) длиной 750м. Удельные реактивное и активное сопротивления соответственно x_o=0,083 Ом/км,  r_о=0,326 Ом/км.

Тогда сопротивления линии

Х_л=0,083*0,75=0,06225 Ом;

R_л=0,326*0,75=0,2445 Ом.

Полное сопротивление до шин Ратон РП-49 В-1

Z_max=0+j0,507+0,2445+j0,06225=0,2445+j0,559 Ом;

Z_min=0,035+j0,636+0,2445+j0,06225=0,2795+j0,698 Ом.

Ток короткого замыкания на шинах Ратон РП-49 В-1

;

.

Минимальный ток короткого замыкания на шинах Ратон РП-49 В-1

.

4.1.12. Камера 1/10 Станция техобслуживания ТП-537 (кл. 5445)

Кабель ААБ (3х240) длиной 2580м. Удельные реактивное и активное сопротивления соответственно x_o=0,075 Ом/км,  r_о=0,129 Ом/км.

Тогда сопротивления линии

Х_л=0,075*2,58=0,1935 Ом;

R_л=0,129*2,58=0,333 Ом.

Полное сопротивление до шин Станции техобслуживания ТП-537

Z_max=0+j0,507+0,333+j0,1935=0,333+j0,7 Ом;

Z_min=0,035+j0,636+0,333+j0,1935=0,368+j0,8295 Ом.

Ток короткого замыкания на шинах Станции техобслуживания ТП-537

;

.

Минимальный ток короткого замыкания на шинах Станции техобслуживания