Расчет токов короткого замыкания и выбор оборудования подстанции

1 Расчёт токов короткого замыкания

1.1  Разработка схемы замещения электрической сети

Перед составлением схемы замещения электрической сети, приведём расчётную схему с указанием точек, в которых необходимо будет рассчитать токи КЗ, а также таблицу заданных параметров в соответствии с вариантом задания.

Рисунок 1.1   Расчетная схема подстанции с комбинированным питанием               от энергосистемы и мини-ТЭЦ

 Таблица 1.1  Параметры элементов расчетной схемы рис. 1.1

Для расчета токов КЗ по расчетной схеме (рис. 1.1) составляем соответствующую схему замещения, при этом не учитываем сопротивления нагрузки и сопротивление дуги в месте КЗ, а также пренебрегаем активными составляющими сопротивлений трансформаторов и линий электропередач напряжением 110 кВ, кроме кабельных и воздушных линий меньшего напряжения.

Схема замещения для расчёта токов короткого замыкания приведена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2   Схема замещения для расчёта токов короткого замыкания

1.2  Расчёт токов короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах работы системы

Рассчитаем токи КЗ в точках указанных на схеме замещения (рис.1.2).

1)  Короткое замыкание в точке К1:

Сопротивление ТЭЦ:  Х_ТЭЦ =1,1 Ом.

Сопротивление системы приведенное к точке КЗ:

Ом.

Сопротивление трансформатора Т1 приведенное к точке КЗ в максимальном режиме работы системы:

 Ом.

Рассчитаем токи трёх- и двухфазного КЗ в максимальном и минимальном режимах работы системы:

2)  Короткое замыкание в точке К2:

В данной точке КЗ следует определить минимальные токи трёх- и двухфазного КЗ, считая, что точка КЗ подпитывается только от системы.

Сопротивление системы в минимальном режиме:  Х_С1 =18·1,5=27 Ом.

Рассчитаем токи трёх- и двухфазного КЗ в минимальном режиме:

3)  Короткое замыкание в точке К3:

В данной точке КЗ следует определить максимальный и минимальный токи трёх- и двухфазного КЗ.

Сопротивление кабельной линии W1:

  Ом;

  Ом.

Преобразуем схему замещения к виду:     

Рисунок 1.3   Результирующая схема замещения

Для определения тока КЗ в точке К₃ рассчитаем коэффициенты токораспределения. Эквивалентное сопротивление всех источников питания относительно точки К₃ схемы:

Результирующее сопротивление до этой точки:

.

Коэффициенты токораспределения:

для мини-ТЭЦ:

;

для системы:

.

Учитывая, что токораспределение по ветвям должно оставаться неизменным, получаем:

Рассчитаем токи трёх- и двухфазного КЗ в максимальном и минимальном режимах:

4)  Короткое замыкание в точке К4:

В данной точке КЗ следует определить максимальный и минимальный токи трёх- и двухфазного КЗ.

Определим параметры схемы замещения:

Сопротивление системы приведенное к точке КЗ:

Ом.

Сопротивление трансформатора Т1 приведенное к точке КЗ в максимальном и минимальном режимах работы системы:

 Ом.

 Ом.

Сопротивление ТЭЦ:  Х_ТЭЦ =1,1 Ом.

Сопротивление кабельной линии W2:

  Ом.

  Ом.

Результирующая схема замещения аналогична рис.1.3.     

Эквивалентное сопротивление всех источников питания относительно точки К₄ схемы и коэффициенты токораспределения аналогичны рассчитанным для точки К₃:

;   ;   

Результирующее сопротивление до этой точки:

.

Учитывая, что токораспределение по ветвям должно оставаться неизменным, получаем:

Рассчитаем токи трёх- и двухфазного КЗ в максимальном и минимальном режимах:

5)  Короткое замыкание в точке К5:

В данной точке КЗ следует определить максимальный и минимальный токи трёх- и двухфазного КЗ, а также минимальный ток однофазного КЗ.

Сопротивление системы приведенное к точке КЗ:

Ом.

Сопротивление трансформатора Т1 приведенное к точке КЗ в максимальном и минимальном режимах работы системы:

 Ом.

 Ом.

Сопротивление трансформатора Т2 приведенное к точке КЗ в максимальном и минимальном режимах работы системы:

 Ом.

 Ом.

Сопротивление ТЭЦ:  Х_ТЭЦ =1,1=0,0016 Ом.

Сопротивление кабельной линии W2:

  Ом.

  Ом.

Результирующая схема замещения аналогична рис.1.3.     

Эквивалентное сопротивление всех источников питания относительно точки К₅ схемы:

Результирующее сопротивление до этой точки: