5. Расчет токов аварийных режимов

5.1. Расчет сопротивлений схем замещения системы, линии высокого напряжения, трансформаторов

Электрические аппараты и шинные конструкции распределительных устройств должны быть проверены на электродинамическую и термическую устойчивость. Отключающие аппараты (выключатели и предохранители) проверяют, кроме того, по отключающей способности. Для этого составляется расчетная схема замещения, намечаются расчетные точки короткого замыкания и определяются токи короткого замыкания.

При составлении расчетной схемы для выбора аппаратуры и проводников одной цепи выбирается режим установки, при котором в этой цепи будет наибольший ток короткого замыкания.

За расчетную точку короткого замыкания принимается точка, при повреждении в которой через выбираемый аппарат или проводник будет протекать наибольший ток.

Секционный выключатель на шинах НН принят нормально отключенным. Расчетная схема для трансформаторов с расщепленной обмоткой НН принимает вид (рисунок 5.1):

Рисунок 5.1 – Схема замещения для расчета токов КЗ

Сопротивление системы:

;

Ом.

Активное сопротивление линии электропередачи высокого напряжения [2,3,4,5]:

Rл = r₀·L.

Реактивное сопротивление линии высокого напряжения [2,3,4,5]:

Xл = x₀·L.

где L - длина линии электропередачи по заданию, км;

r0 , x0 –удельные активные и индуктивные сопротивления провода, Ом/км [9,11].

Rл = 0,098 · 30 = 2,94 Ом;

Xл = 0,362 · 30 = 10,86 Ом.

Результирующее сопротивление до точки короткого замыкания К1:

;

Ом.

При коротком замыкании на шинах низкого напряжения трансформаторной подстанции (точка К2), индуктивное сопротивление системы определяется по выражению:

;

Ом.

Активное сопротивление линии электропередачи высокого напряжения [2,3,4,5]:

;

Ом.

Реактивное сопротивление линии высокого напряжения [2,3,4,5]:

;

Ом.

Расчетные сопротивления обмоток трансформатора:

;

Ом;

;

Ом;

,

Ом,

,

Ом.

где		– напряжение короткого замыкания трансформатора;
	UНН	– средне-номинальное напряжение обмотки НН;
		– номинальная мощность трансформатора.

Результирующее сопротивление до точки короткого замыкания К2:

;

Ом.

5.2 Расчет токов трехфазного короткого замыкания

Расчет трехфазного КЗ на шинах 35 кВ в точке К-1:

,

А = 1,6 кА.

Расчет трехфазного КЗ на шинах 10,5 кВ в точке К-2:

,

кА.

5.3 Расчет ударного тока трехфазного короткого замыкания

Ударный ток на ВН:

,

где

– ударный коэффициент, =1,717;

кА.

Ударный ток на НН:

,

где

– ударный коэффициент, =1,9;

кА.

6. ВЫБОР ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПОДСТАНЦИИ

6.1. Выбор и проверка ошиновки распределительного устройства высокого напряжения

Токоведущие части в распределительном устройстве ВН выполняются гибкими сталеалюминевыми проводами марки АС. Сечение проводников и ошиновка в пределах ОРУ было выбрано в разделе 4.

Гибкие провода крепятся на гирляндах подвесных изоляторов типа ПФ6-В с числом изоляторов в гирлянде 3 при напряжении 35 кВ.

6.2. Выбор и проверка ошиновки распределительного устройства низкого напряжения

Соединение силового трансформатора с КРУ выполним шинным мостом. Согласно ПУЭ /1/ в пределах открытых и закрытых распределительных устройств всех напряжений шины и ошиновка по экономической плотности тока не проверяются. Так как шинный мост, соединяющий трансформатор с КРУ, небольшой длины и находится в пределах подстанции, то выбор сечения шин производится по нагреву (по допустимому току):

	,
Нормальный режим		Аварийный режим
Ток от трансформатора: А		Ток от трансформатора: А

А - ток за вторичной обмоткой трансформатора.

Принимаем однополосные алюминиевые шины 100×8 , А. Прокладка шин строго горизонтальная при расположении большой грани полосы в вертикальной плоскости.

Определяем пролёт l, при условии, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц

,

откуда следует

.

Так как шины на изоляторах расположены плашмя, то

.

см4,

м2,

м.

Этот вариант расположения шин позволяет увеличить длину пролета до 1,5 м, т.е. дает значительную экономию изоляторов. Принимаем расположение пакета шин плашмя; пролет 1,5 м; расстояние между фазами а = 0,8 м.

Определяем силу взаимодействия между полосами

Напряжение в материале полос составит

.
	где		– момент сопротивления одной полосы.

Таким образом, МПа, поэтому шины механически прочны.

Принимаем к установке шины прессованные из алюминиевого сплава марки АДЗ1Т с допустимым механическим напряжением в материале шин .