Расчет проводится для выбора и проверки уставок релейной защиты и автоматики или проверки параметров оборудования.

Введем ряд допущений, упрощающих расчет и не вносящих существенных погрешностей:

1. Линейность всех элементов схемы ;

2. Приближенный учёт нагрузок ;

3.Симметричность всех элементов за исключением мест короткого замыкания ;

4. Пренебрежение активными сопротивлениями, если X/R>3 ;

5. Токи намагничивания трансформаторов не учитываются ;

Погрешность расчетов при данных допущениях не превышает 2÷5 %.

Погрешность расчетов при данных допущениях не превышает 2÷5 %.

Рисунок 5.1 Расчетная схема 10 кВ

Рисунок 5.2- Схема замещения 10 кВ

Расчет токов короткого замыкания упрощается при использовании схемы замещения. Расчет токов КЗ проводим в именованных единицах.

Мощность короткого замыкания:

Параметры системы:

, (5.1)

где I_кз – ток короткого замыкания на шинах 10 кВ источника питания;

U_cp- среднее напряжение, кВ;

- мощность трёхфазного КЗ на шинах подстанции , МВ·А.

ЭДС системы:

Е_С = 10,5 кВ. (5.2)

Параметры кабельной линии:

R_КЛ = r₀ ∙ l ; (5.3)

X_КЛ = x₀ ∙ l. (5.4)

Расчёт токов КЗ выполняется для напряжения той стороны, к которой приводятся сопротивления схемы.

, (5.5)

где Z_ki- полное суммарное эквивалентное сопротивление от источника питания до расчётной точки КЗ, Ом.

Установившееся значение тока при двухфазном КЗ определяется по значению тока трёхфазного КЗ:

. (5.6)

Ударный ток:

(5.7)

где к_уд – ударный коэффициент.

Расчёт токов КЗ производим без учёта подпитки со стороны нагрузки.

; (5.8)

. (5.9)

Расчёт токов КЗ производим без учёта подпитки со стороны нагрузки.

Пример расчета токов КЗ для точки К1

Ом;

Ом;

R_{ПС№27-КТП1} = 0,161 ∙1,4= 0,23 Ом ;

X _{ПС№27-КТП1} = 0,094∙ 1,4 = 0,13 Ом;

кА;

кА;

кА;

;

;

кА.

Таблица 5.1- Расчет токов КЗ

Расчет токов короткого замыкания 0,4 кВ

Расчет произведем для потребителя №1 по плану.

Рисунок 5.3- Схема замещения 0,4 кВ

Система С:U_НН = 0,4 кВ;

Трансформатор Т: S_н.тр=1000 кВА; U_к=5,5%; ΔР_к=10,8 кВт;

Линия W: r₀ = 0,13 мОм/м; х₀ = 0,076 мОм/м; L=150 м;

Выключатель QF1: I_н=2000 А;

Выключатель QF2: I_н=400 А.

Сопротивление питающей системы равно:

; (5.10)

мОм.

Активное сопротивление трансформатора, приведённое к стороне 0,4 кВ.

; (5.11)

мОм.

Реактивное сопротивление трансформатора, приведённое к стороне 0,4 кВ.

; (5.12)

мОм.

Сопротивления кабельных линий:

R_W = 0,13 · 150= 19,5 мОм;

X_W = 0,077 · 150= 11,6 мОм.

Сопротивления контактов:

R_К1 = 0,0024 мОм;

R_К2 = 0,021 мОм.

Сопротивления автоматических выключателей:

R_QF1 = 0,41 мОм;

X_QF1 =0,13 мОм;

R_QF2 = 0,65 мОм;

X_QF2 =0,17мОм.

Суммарное сопротивление до точки К3:

R_ΣК1 = R_тр+R_QF1+R_К1 = 2,14 мОм;

X_ΣК1 =X_C+X_тр+X_QF1 = 9,39 мОм;

R_ΣК2 = R_ΣК1+R_QF2+R_W+R_К2 = 28,64 мОм;

X_ΣК2 =X_ΣК1+X_QF2 +X_W=25,44 мОм.

Ток КЗ без учета сопротивления дуги:

. (5.13)

Ударный ток определяется по выражению:

, (5.14)

где k_уд – ударный коэффициент.

; (5.15)

, (5.16)

где – частота сети.

Приведем пример расчета для точки К2.

кА;

;

;

кА.

Токи однофазного КЗ в сетях с напряжением до 1кВ, как правило, являются минимальными. По их величине проверяется чувствительность защитной аппаратуры.

Действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ I_к⁽¹⁾ определяется по формуле:

Действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ I_к⁽¹⁾ определяется по формуле:

, (5.17)

где – полное сопротивление питающей системы, трансформатора, а также переходных контактов точки однофазного КЗ;

Z_п– полное сопротивление петли фаза-ноль от трансформатора до точки КЗ.

, (5.18)

где X_T1, X_T2, R_T1, R_T2– соответственно индуктивные и активные сопротивления прямой и обратной последовательности силового трансформатора;

X_T0, R_T0 - соответственно индуктивное и активное сопротивления нулевой последовательности силового трансформатора.

, (5.19)

где – удельное сопротивление петли фаза-нуль элемента;

– длина элемента.

Значение тока однофазного КЗ в точке К2:

мОм;

Z_П = 0,51 · 150= 76,5 мОм;

кА.

Расчет токов КЗ сведен в ПРИЛОЖЕНИЕ Д.

ВЫБОР И ПРОВЕРКА КОММУТАЦИОННо-ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ

Выбор выключателей 10 кВ.