Расчет токов короткого замыкания на шинах КТП и сечения питающего кабеля

7 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, ВЫБОР КТП И СЕЧЕНИЯ ПИТАЮЩЕГО КАБЕЛЯ

7.1 Расчет токов короткого замыкания

Для расчета токов короткого замыкания  составляют расчетную схему системы электроснабжения, на основании которой составляется схема замещения, используемая при расчете токов короткого замыкания.

Расчетная схема представляет собой упрощенную однолинейную схему, на которой указываются все элементы системы электроснабжения и их параметры, влияющие на ток короткого замыкания, а также указываются точки, в которых необходимо определить ток короткого замыкания.

Схема замещения представляет собой электрическую схему, соответствующую расчетной схеме, в которой все магнитные связи заменены электрическими и все элементы системы электроснабжения  представлены сопротивлениями.

Расчет токов короткого замыкания будем выполнять в относительных единицах.

При расчете токов короткого замыкания в относительных единицах необходимо принять базисные условия, то есть базисную мощность S_б и базисное напряжение U_б. За базисную мощность принимают мощность одного трансформатора ГПП или условную единицу мощности. В качестве базисного напряжения принимают среднее напряжение той ступени, на которой имеет место короткое замыкание. Сопротивление элементов системы электроснабжения приводят к базисным условиям.

Базисный ток определяется по выражению:

, кА                                         (77.1)

где S_б – базисная мощность, МВА;

U_б  - базисное напряжение, кВ.

Сопротивления элементов сети вычисляют по формулам:

;                                             (7.2)

;                                             (7.3)

;                                             (7.4)

,                                             (7.5)

где S_Н.Т- номинальная мощность трансформатора;

r₀ и х₀ – удельное активное и реактивное сопротивления соответственно, Ом/км.

Таким образом ток короткого замыкания в именованных единицах определяется по формуле:

.                                             (7.6)

Расчетная схема и схема замещения приведена на рисунках 9.1 и 9.2.

Рис. 7.1 Схема сети для расчета токов короткого замыкания

Параметры схемы для расчета токов КЗ приняты по данным РУП “Гомельэнерго”:

С: Sкз=510 МВА;

Т1: ТОНБ-4000/35, Uвн=35кВ, Uнн=11кВ, Uк=7,5%.

Схема замещения примет вид, представленный на рис. 9.2:

Рис. 7.2 Схема замещения.

Для определения тока короткого замыкания в точке 1 зададимся базисными мощностью и напряжением: S_б = 100МВ×А, U_б = 10,5кВ.

Определим базисный ток по выражению (7.1):

, кА

Согласно формулам (7.2) и (7.3) сопротивления системы и трансформатора будут равны:

о.е.;

о.е.

Зная сопротивления системы и трансформатора, определим ток короткого замыкания по формуле (7.6):

, кА

Для определения тока короткого замыкания в точке 2 базисные условия те же.

Определим активное и реактивное сопротивления ЛЭП по формулам (7.4), (7.5):

о.е.,

о.е.

Определим ток короткого замыкания по формуле (9.6):

, кА

7.2 Выбор комплектной трансформаторной подстанции

При выборе марки трансформатора предпочтение отдается сухим трансформаторам. Главное преимущество сухих трансформаторов - отсутствие в них горючего масла. Поэтому их можно устанавливать непосредственно в производственных помещениях без ограничения мощности, а также на любом этаже здания или в подвале.

На промышленных предприятиях применяются одно- и двухтрансформаторные цеховые подстанции, что позволяет создавать и рассматривать различные варианты схем электроснабжения. Число трансформаторов в цеху определяется его нагрузкой и требованиями к надежности электроснабжения. Так как электроналадочный цех по надежности к электроснабжению относится к 3 –ей категории, то принимаем однотрансформаторную КТП.

Выберем КТП обеспечивающую нормальную работу предприятия. Рассчитаем ток протекающий через трансформатор в нормальном режиме по формуле:

,                      (7.7)

где Sнн – номинальная мощность трансформатора.

По формуле (7.12) вычислим ток:

А;

А.

Выбираем шкаф ШВВ-2У1 с выключателем нагрузки ВНП 10/400, и предохранителем типа ПКТ 102-10-40-31,5У3 ([12], табл. 5.4, с254) с уставкой :

Выбор предохранителя для трансформатора мощностью 400 кВА:

А

На стороне НН принимаем линейный шкаф типа  ШНЛ-4 с автоматическим выключателем ВА55-39 с номинальным током 630А.

7.3 Выбор сечения питающего кабеля

При выборе сечения проводников линий электропередачи используется ряд условий, каждое из которых имеет определенную область применения. К этим условиям относятся:

- экономические;

- нагрев проводников длительно-допустимым током;

- допустимая потеря напряжения;

- механическая прочность;

- термическая стойкость;

- корона.

Выбор сечений проводников линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше выполняется по экономической плотности тока, а проверяется по условиям нагрева длительно-допустимым током короны и термическую стойкость.

Выбор сечений проводников линий электропередачи напряжением 6-10 кВ выполняется по экономической плотности тока, а проверяется по условиям нагрева длительно-допустимым током, допустимой потери напряжения и термическую стойкость.

Выбор сечений проводников линий электропередачи напряжением 0,4 кВ выполняется по условию нагрева длительно-допустимым током, а проверяется по допустимой потери напряжения и термическую стойкость.

Выполним выбор сечения проводника на 10 кВ питающего УП “Промсервис”