Расчет трехфазных токов короткого замыкания

           1.4.1 Составление расчетной схемы

Для выбора и проверки силового оборудования произведем расчет токов короткого замыкания. По принятой схеме главных электрических соединений трансформаторной подстанции составляем расчетную схему. На расчетной схеме указываем все элементы, которые необходимы для определения токов короткого замыкания. Кроме этого, указываем все параметры элементов. По расчетной схеме составим схему замещения для опорной подстанции. При составлении схемы замещения элементы схемы заменяются их индуктивными сопротивлениями. Для трансформаторов собственных нужд тяговой подстанции учитываются активные сопротивления. Методом относительных единиц выполним расчет сопротивлений схемы при SБ = 100 МВА.

 

Рисунок 1.11 – Расчетная схема подстанции № 9

 

По расчетной схеме составляем схему замещения и выполняем расчет базисных сопротивлений.

Относительное базисное сопротивление системы найдем по формуле:

 

                                      (1.10)

 

 

где S_Б – базисная мощность, МВА;

S_КС– мощность КЗ на шинах 110 кВ, МВА.

Относительное сопротивление головных трансформаторов находим по формуле:

 

                                                                         (1.11)

где S_Н.Т ‒ номинальная мощность трансформатора, МВА;

u_К ‒ напряжение КЗ трансформатора, %.

Для трансформаторов собственных нужд полное сопротивление и активное сопротивление определяются по формулам:

 

                                        (1.12)

                                        (1.13)

где u_КТСН ‒ напряжение КЗ ТСН;

          S_Н.ТСН ‒ номинальная мощность ТСН;

              DР_КЗ– мощность короткого замыкания в ТСН.

Индуктивное сопротивление определим по формуле:

 

                                 (1.14)

Сопротивление линий определим по формуле:

 

                                  (1.15)

где x₀ – удельное сопротивление одного километра длины линии (одной цепи)

принимаем равным 0,4 Ом/км;

      

 l – длина линии, км;

    U_СР – среднее значение напряжения РУ тяговых подстанций, где рассчитывается ток КЗ, кВ.

Произведем расчет относительных сопротивлений элементов схемы замещения по формулам (1.10) – (1.15).

 

Рисунок 1.12 – Схема замещения

 

 

Базисное сопротивление системы равно

Х*бс1 =  =  = 0,08;

Х*бс2 =  = 0,102;

Х*бс3 =  = 0,09

Сопротивление линии равно

Х*бл1-2 = X0 · l ·  = 0,4 · 44,7 ·  = 0,135;

Х*бл3-4 = 0,4 · 26 ·  = 0,078;

Х*бл5-6 = 0,4 · 31,6 ·  = 0,095;

Х*бл7-8 = 0,4 · 90 ·  = 0,272;

Х*бл9= 0,4 · 70 ·  = 0,211;

Х*бл10 = 0,4 · 15 ·  = 0,045;

Х*бл11 = 0,4 · 55 ·  = 0,166

Полученные значения базисных сопротивлений подставим в схему замещения транзитной подстанции, которая изображена на рисунке 1.12

 

 

Рисунок 1.13 – Схема замещения

 

Преобразование схемы замещения до точки К₁ показано на рисунках 1.14, 1.15 и 1.16.

Х*б1 = Х*бс1 +  +  = 0,08 +  +  = 0,283;

Х*б2 = Х*бс2 +  = 0,178;

Х*б3 = Х*бс3 +  = 0,09 + 0,095 = 0,185

 

 

Рисунок 1.14 – Схема замещения

 

 

Рисунок 1.15 – Схема замещения

 

Рисунок 1.16 – Получение результирующего сопротивления для точки К₁

 

Х*б4 =

Х*б5 =

Х*б6 =

Х*б5 =

Х*б8 = Х*б4 + Х*б5 = 0,109 + 0,022 = 0,131;

Х*б9 = Х*б3 + Х*б6 = 0,183 + 0,081 = 0,264;

Х*брез1 =  + Х*б7 =  + 0,017 = 0,104;

Iб =  =

Iк =  =

Iуд = 2,55 · Iк = 2,55 · 52,78 = 134,58 кА;

Sк =

Рассчитаем 2 ток короткого замыкания

Рисунок 1.17 – Схема замещения

 

 

                     Рисунок 1.18 – Получение результирующего     сопротивления для точки К₁

 

Х*бт1-2 =  ·   =  ·  = 1,67;

Х*брез2 =  + Х*брез1 =  + 0,104 = 0,939;

Iб =  =

Iк =  =

Iуд = 2,55 · Iк = 2,55 · 5,84 = 14,89 кА;

Sк =

 

 

Рисунок 1.19 – Схема замещения

 

I*бтc1-2 =  · = 15;

R*бтcн1-2 =  · = 2,75;

Х*бтсн1 =  = 14,745

Х*брез3 =  + Х*брез2 =  + 0,939 = 8,311;

R*бтcн1 =

Z*брез1 =  =  = 8,419