Реконструкция электрической части подстанции 3510 кВ 48П Петрозаводская птицефабрика (стр. 3 из 10)
Рисунок 2.2 – а) Расчетная схема; б) Схема замещения.
Параметры оборудования и эквиваленты системы:
- система: сопротивление системы X1=X2=15,59 Ом, мощность системы SC принимается раной ∞.
- линии передач: Л-60П провод марки АС–95 X0=0,391 Ом/км, r0=0,33 Ом/км, протяженность линии L1= 1,89 км; Л-65П провод марки АС–120 X0=0,361 Ом/км, r0=0,27 Ом/км, протяженность линии L2= 6 км.
- подстанция: трансформаторы Т-1 и Т-2 типа ТД-10000/35/10, UК = 7,5 %
2.3.1 Расчет параметров схемы замещения
Сопротивление линии определяется по формуле:
(2.3)где Xл – сопротивление линии, Ом;
r0 – активное сопротивление линии, Ом/км;
x0 – индуктивное сопротивление линии, Ом/км;
L – протяженностьлинии, км.
Сопротивление двухобмоточного трансформатора рассчитывается по формуле:
(2.4)где XТ – сопротивление двухобмоточного трансформатора, Ом;
UК - напряжение короткого замыкания трансформатора, %;
UВН – номинальное напряжение обмотки высокого напряжения, кВ;
SН – номинальная мощность трансформатора, МВА.
2.3.2 Расчет тока короткого замыкания в точке К1
Трехфазный ток короткого замыкания рассчитывается по формуле:
(2.5)где I′′(3) – трехфазный ток короткого замыкания, кА;
ЕС – ЭДС системы, кВ;
XЭ – эквивалентное сопротивление, Ом.
ЭДС системы рассчитывается по формуле:
(2.6) 
Для определения эквивалентного сопротивления необходимо последовательно сложить сопротивления X1 и X3; X2 и X4, а затем параллельно.
Полученные результаты ЕС и XЭ подставляются в формулу (2.5):
Определение ударного тока короткого замыкания в точке К1 производится по формуле:
(2.7)где КУ - ударный коэффициент, принимается равный 1,61.
2.3.3 Определение тока короткого замыкания при включенном секционном выключателе 35 кВ
Полученные результаты складываются параллельно:
Ток короткого замыкания в максимальном режиме определяется по формуле (2.5):
Ударный ток короткого замыкания в точке К1 в максимальном режиме определяется по формуле (2.6):
В результате преобразования схема приобретает вид (рисунок 2.3):
Рисунок 2.3 – Схема замещения.
2.3.4 Расчет тока короткого замыкания в точке К2
Для расчета тока короткого замыкания в точке К2 необходимо последовательно сложить сопротивления Х7 и Х5:
Полученные результаты ЕС и X10 подставляются в формулу (3.5):
Истинное значение тока короткого замыкания в точке К2 определяется приведением его к напряжению 10 кВ по формуле:
(2.8) 
Определение ударного тока короткого замыкания в точке К2 производится по формуле (2.7), ударный коэффициент КУ принимается равным 1,8 для системы связанной со сборными шинами 10 кВ через трансформатор единичной мощности:
2.3.5 Определение тока короткого замыкания в точке К2 при включенном секционном выключателе 10 кВ
Полученные значения Х8 и Х6 складываются последовательно:
Параллельно складываются Х10 и Х11:
Ток короткого замыкания в максимальном режиме для точки К2 определяется по формуле (2.5):
Истинное значение тока короткого замыкания определяется приведением его к напряжению 10 кВ по формуле (2.8):
Ударный ток короткого замыкания в максимальном режиме для точки К2 определяется по формуле (2.8):
Этапы преобразования схемы замещения приведены на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 – Этапы преобразования схемы замещения
Полученные результаты токов трехфазного короткого замыкания в точках К1, К2 приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 – Расчетные токи трехфазного короткого замыкания.
| Место короткого замыкания | Трехфазное минимальное короткое замыкание | Трехфазное максимальное короткое замыкание | ||
| I″(3), кА | ίУ(3), кА | I″(3), кА | ίУ(3), кА | |
| Точка К1 | 1,52 | 3,45 | 2,9 | 6,6 |
| Точка К2 | 4,12 | 10,46 | 7,2 | 18,3 |
2.4 Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей для заданных цепей
2.4.1 Выбор выключателей для цепей 35 и 10 кВ
На подстанции номер 48П «Петрозаводская птицефабрика» установлены масляные выключатели, которые физически и морально устарели, из-за чего требуют более частых ремонтов и больших затрат на капитальный ремонт.
Выключатели являются основными коммутационными аппаратами и служат для отключения и включения цепей в различных режимах работы. Наиболее ответственной операцией является отключение токов короткого замыкания и включение при срабатывании автоматического повторного включения или ручного опробования оперативным персоналом на существующее короткое замыкание.
Выбор выключателей производится по следующим параметрам:
- по напряжению установки – Uуст ≤ Uн;
- по длительному току – Iраб.max ≤ Iн;
- проверка на электродинамическую прочность I″ ≤ Iдин; ίУ ≤ ίдин;
- на термическую стойкость – ВК = IТ2 · tТ;
(2.9)где ВК - тепловой импульс, кА2· с;
IТ - ток термической стойкости аппарата, кА;
tТ - время термической стойкости, с.
Тепловой импульс определяется по формуле:
(2.10)где tотк - время отключения короткого замыкания, с
ТА - постоянная времени цепи короткого замыкания, с.
Время отключения короткого замыкания определяется по формуле:
(2.11)где tз – время действия релейной защиты, с, принимается равным 0,3;
tв – полное время отключения выключателя, с.
2.4.1.1 Выбор выключателя в цепи трансформатора на стороне напряжения 35 кВ
Определение максимального тока в цепи трансформатора производится по формуле:
(2.12)где IТmax – максимального тока в цепи трансформатора, А;
SТ – мощность трансформатора, кВА;
UН – номинальное напряжение, кВ;
КТ – коэффициент перегрузки трансформатора.
По каталогу выбирается выключатель типа ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1[3].
Технические характеристики выключателя:
- номинальное напряжение: Uн = 35 кВ;
- номинальный ток: Iн = 630 А;
- ток электродинамической устойчивости: Iдин = 12,5 кА, ίдин= 32 кА;
- термическая стойкость 468,75 кА2·с;
- полное время отключения 0,065 с.
Определение времени отключения короткого замыкания производится по формуле (2.11):
Тепловой импульс определяется по формуле (2.10):
Значение тока короткого замыкания берется из таблицы 2.4, ТА принимается равной 0,02 с.
