Проектирование тяговой подстанции переменного тока Составление однолинейной (стр. 4 из 6)
По условию (3.4)
Iдоп = 2180 А ³Iрмах3,3 = 2000 А ;
Выбранные шины подходят для выполнения ошиновки РУ-3,3 подстанции.
Выбор изоляторов РУ-3,3 кВ.
Шины РУ 3,3 кВ укреплены на опорных изоляторах ШН-6, разрывная нагрузка – 3,5 кН.
Выбор выключателей РУ 3,3 кВ.
В РУ 3,3 кВ в качестве вводных и фидерных контактной сети установлены быстродействующие выключатели, информация о местах установки выключателей и их технические характеристики приведены в таблице 3.8.
Таблица 3.11
Места установки и технические характеристики выключателей РУ-3,3 кВ.
| Местоустановки | Тип | Номинальное напряжение UН, кВ | Номинальный токIн, А | Пределы токов уставки, А, при отключении аварийного тока | Максимальный ток отключенияIм отк, кА | Времяотключения, с |
| Вводнойвыкл. I и II | ВАБ-49/1-3200/30-Л | 3,3 | 3200 | 800-4000 | 22 | 0,05 |
| Секционный выключатель | ВАБ-49-5000/30-Л | 3,3 | 5000 | 4000-7000 | 50 | 0,06 |
| Выкл. фидеров КС | ВАБ-49/1-3200/30-Л | 3,3 | 3200 | 800-4000 | 22 | 0,05 |
По условию (3.3)
Uном = 3,3 кВ = Uном РУ = 3,3 кВ;
По условию (3.4) для вводных выключателей:
Iном = 2000 А ≥ Iр мах = 923,8 А;
для двух последовательно включенных секционных выключателей:
Iном = 2*3000 А ≥ Iр мах = 5120 А;
для выключателей фидеров КС:
Iном = 2000 А ≥ Iр мах = 2000 А;
Выключатели ВАБ-49/1-3200/30-Л, ВАБ-49-5000/30-Л подходят для РУ-3,3 кВ.
Выбор разъединителей РУ 3,3 кВ.
В РУ 3,3 кВ для работы совместно с выключателями секционным и на отпайках к фидерам контактной сети установлены разъединители типа РС – 3000/3,3, технические характеристики разъединителей приведены в таблице 3.12.
Таблица 3.12
Технические характеристики разъединителей РС – 3000/3,3.
| НоминальноенапряжениеUном, кВ | Номинальный токIном, А | Ток термической стойкостиIтс/t, кА/с | Предельныйсквозной токIпр ск, кА |
| 3,3 | 3000 | 40/4 | 50 |
По условию (3.3)
Uном = 3,3 кВ = Uном РУ = 3,3 кВ;
По условию (3.4) для вводных разъединителей и фидеров КС:
Iдл доп = 3000 А > Iрмах = 923,8 А;
для секционных разъединителей:
Iдл доп = 2*3000 А > Iрмах = 5120 А;
Разъединители РС – 3000/3,3 подходят для работы в РУ 3,3 кВ.
4. Определение токов К.З. на подстанции
4.1 Составление схемы замещения
Упрощенная схема подстанции с привязкой ее к системе внешнего электроснабжения, для расчета токов трехфазного короткого замыкания в максимальном режиме, приведена на рисунке 2.1.
Схема замещения подстанции с привязкой ее к системе внешнего электроснабжения приведена на рисунке 4.1.
 |
4.2 Определение расчетных сопротивлений схемы замещения
Расчет ведется в именованных единицах.
Данные линий электропередачи, системы и трансформаторов приведены в разделе 1.
Сопротивление системы согласно [1]
(4.1)где SКЗ – мощность короткого замыкания системы, МВА;
Ucp – среднее напряжение ступени для которой определено сопротивление, кВ.
Сопротивление линий электропередачи
ХЛ = Х0 ·L ; (4.2)
где Х0 = 0,4 Ом/км – удельное сопротивление линии электропередачи согласно [1];
L – длина линии электропередачи, км.
Приведенные напряжения короткого замыкания трансформатора
| uКВ = 0,5(uКВ-С + uКВ-Н - uКС-Н ) ; | (4.3) |
| uКС = 0,5(uКВ-С + uКС-Н - uКВ-Н ) ; | (4.4) |
| uКН = 0,5(uКС-Н + uКВ-Н - uКВ-С ). | (4.5) |
Сопротивления трансформатора
| ХВ = | uКВ U2НВ | ; | (4.6) | ||||
| 100 SН | |||||||
| ХС = | uКСU2НС | ; | (4.7) | ||||
| 100 SН | |||||||
| ХН = | uКНU2НН | . | (4.8) | ||||
| 100 SН |
Результаты расчета сопротивлений схемы замещения сведены в таблицу 4.1.
Таблица 4.1
Сопротивления элементов схемы замещения
| Линия | Трансформатор | Система | |||||||||||
| L12 | L14 | uКВ | uКС | uКН | ХВОм | ХСОм | ХНОм | SКЗ1МВА | SКЗ2МВА | ХS1Ом | ХS2Ом | ||
| длинакм | Х12Ом | длинакм | Х14Ом | ||||||||||
| 22 | 8,8 | 59 | 23,6 | 10,75% | 6,25% | -0,25% | 32,52 | 1,91 | -0,006 | 700 | 900 | 18,89 | 14,69 |
4.3 Определение тока К.З. в точке К1
Схема замещения для расчета на рисунке 4.2.
Преобразуем схему рис. 4.2.1., затем рис. 4.2.2., затем рис. 4.2.3.
Определяем токи К.З. по формулам согласно [6]
Действующее значение тока К.З.
(4.9)где Uср = 115 кВ – среднее напряжение ступени для которой определяется ток К.З.;
ХS - суммарное сопротивление элементов схемы до точки К.З.
Апериодическая составляющая тока К.З.
(4.10)где τ = tсв + tз min = 0,07 с.
Та = 0,02 с.
Ударный ток К.З. в точке К1, согласно [1]
iу =
kуIК (4.11)где kу = 1,8 – ударный коэффициент;
iу =
× 1,8 × 6,66 = 16,25 кА.Полный ток К.З. в точке К1
iк =
IК + iа (4.12)iк =
· 6,66 + 0,289 = 9,71 кА4.4 Определение тока К.З. в точке К2
Схема замещения для расчета представлена на рисунке 4.3.
Преобразуем схему также как для точки К1, упрощаем схему (Рис. 4.3.1), включаем в схему суммарное сопротивление обмоток ВН и СН трансформатора:
ХТС = ХВ + ХС
Приводим сопротивление элементов схемы ВН к стороне СН по формуле согласно [1]
(4.13)По формуле (4.12) приводим сопротивление обмоток ВН трансформатора к стороне СН
Суммарное сопротивление обмоток ВН и СН трансформатора
ХТС = 3,64 Ом + 1,91 Ом = 5,56 Ом.
Вводим в схему сопротивление двух трансформаторов работающих параллельно
По формуле (4.12) приводим сопротивление элементов схемы ВН к стороне СН
Находим сопротивление системы в точке К2 (Рис. 4.3.2):
Х 
= Х 
+ ХТС2 = 1,12 + 2,78 = 3,9 Ом
Действующее значение тока К.З. относительно генератора по (4.9)
Апериодическая составляющая тока К.З.
Ударный ток К.З. в точке К2, по формуле (4.11)
iу =
× 1,8 × 5,7 = 14,52 кА.Полный ток К.З. в точке К1
iк =
· 5,7+0,242 = 8,31 кА4.5 Определение тока К.З. в точке К3
Схема замещения для расчета представлена на рисунке 4.4.
