Составление расчетной схемы замещения. Расчет токов короткого замыкания

- максимальный режим работы системы характеризуется следующими условиями:

- включены все источники питания;

- при расчете тока КЗ на землю включены все трансформаторы и автотрансформаторы у которых заземлена нейтраль и схема участка сети, непосредственно к точке КЗ такая, что по ней протекает максимальный ток.

Расчетная схема строится на основе схемы электрической сети и главных схем электрических соединений подстанции. В расчетную схему вводятся все источники питания, участвующие в подпитке места короткого замыкания, и соответственно все элементы электрической сети связывающие источники питания и место КЗ (линии электропередач, трансформаторы, реакторы, и т.п.). Точки КЗ выбираются в таких местах системы, чтобы выбираемые в последующих расчетах аппараты были поставлены  в  наиболее тяжелые условия. Наиболее практичными точками являются   сборные   шины. Место точек КЗ выбраны исходя из нормальной схемы подстанции когда включен секционный выключатель 110кВ и отключен секционный выключатель 10кВ. В нормальном режиме работы подстанция «Брагин» получает питание от ВЛ – 110кВ «Брагин-Лоев», будучи включена в рассечку данной линии. ВЛ – 110кВ «Брагин-Поселичи» на участке от подстанции «Поселичи» и до подстанции «Брагин» состоит из двух участков; первый из которых выполнен проводом марки АС – 120 протяженностью 3,2км и второго участка, выполненного проводом марки АС – 95, протяженностью 55,8км.  На рисунке 3.1 приведена исходная расчетная схема.

                     Рисунок 3.1- Исходная расчетная схема

Для исходной расчетной схемы составим схему замещения и рассчитаем ее параметры:

ЭДС системы и сопротивление системы согласно данных предоставленными службой релейной защиты и автоматики Речицких ЭС составляет:

в максимальном режиме:

в минимальном режиме:

Сопротивление воздушной линии

Определим параметры для схемы замещения трансформатора Т1. Трансформатор Т1 марки ТДТН – 10000/110/35  имеет следующие параметры:

Номинальная мощность S = 10000кВА;

Номинальное напряжение высокой стороны Uвн=115кВ;

Номинальное напряжение средней стороны Uсн=38,5кВ;

Номинальное напряжение низкой стороны Uнн=11кВ ;

Напряжение короткого замыкания Uк вн-сн=10,8%; Uк вн-нн=18,7%; Uк сн-нн=6,8%  

Группа соединения обмоток трансформатора Y/Y/∆-0-11

Определим напряжение короткого замыкания каждой обмотки по следующим формулам:

              (3.1)

              (3.2)

                (3.3)

Сопротивление каждой обмотки трансформатора вычисляется по следующей формуле:

                                                                                     (3.4)

Используя выражение 3.4 определим сопротивление каждой обмотки трансформатора:

Сопротивление обмотки высшего напряжения трансформатора:

Сопротивление обмотки среднего напряжения трансформатора:

Сопротивление обмотки низшего напряжения трансформатора:

Определим параметры для схемы замещения трансформатора Т2. Трансформатор Т2 марки ТМН – 6300/110  имеет следующие параметры:

Номинальная мощность S = 6300кВА;

Номинальное напряжение высокой стороны Uвн=115кВ;

Номинальное напряжение низкой стороны Uнн=11кВ ;

Напряжение короткого замыкания Uк=10,5%;

Группа соединения обмоток трансформатора Y/∆-11

По выражению 3.4 определим сопротивление трансформатора:

Расчетная схема замещения  для максимального и минимального режима приведена на рисунках 3.2 и 3.3

Рисунок 3.2- Расчетная схема замещения для максимального режима

Рисунок 3.3- Расчетная схема замещения для минимального режима

3.2    Расчет токов короткого замыкания

В соответствии с принятыми методами выбора электрических аппаратов, шин и кабелей при напряжении выше  1000 В, определяются начальные значения сверхпереходного  тока  I''  и ударного тока i_у по формулам:

                                , кА                                                 (3.5)

где

 - ЭДС системы, кВ;

 - полное суммарное сопротивление элементов схемы, Ом:

Ударный ток КЗ определяется по формуле:

                                               (3.6)

где k_у  - ударный коэффициент.

Определим сопротивление системы на шинах 110кВ подстанции «Брагин» в максимальном режиме:

в минимальном режиме

Используя формулу 3.5 определим начальное значение сверхпереходного тока КЗ  на шинах 110 кВ  в максимальном режиме:                                                                                                                                                                                                                                             

Начальное значение сверхпереходного тока КЗ на шинах 35 кВ трансформатора Т1 в максимальном режиме:

Начальное значение сверхпереходного тока КЗ на шинах 10 кВ трансформатора Т1 в максимальном режиме:

Начальное значение сверхпереходного тока КЗ на шинах 10 кВ трансформатора Т2 в максимальном режиме:

Начальное значение сверхпереходного тока КЗ на шинах 110 кВ в минимальном режиме:                                                                                                                                                                                                                                             

Начальное значение сверхпереходного тока КЗ на шинах 35 кВ трансформатора Т1 в минимальном режиме:

Начальное значение сверхпереходного тока КЗ на шинах 10 кВ трансформатора Т1 в минимальном режиме:

Начальное значение сверхпереходного тока КЗ на шинах 10 кВ трансформатора Т2 в минимальном режиме: