Расчет токов короткого замыкания

Задание

 

1. Выбрать электрическую схему главной понизительной подстанции.

2. Вычислить токи короткого замыкания для выбора оборудования.

3. Выбрать оборудование ГПП.

4. Выбрать и рассчитать комплекс защит линии, отходящей от ГПП к РП.

 

 

Исходные данные

1. Мощность системы S_С=1500МВА.

2. Длина линии 110 кВ L_Л1= I_Л2=20 км.

3. Мощность трансформаторов 110/10кВ S_{ном т1}= S_{ном т2}=25МВ·А.

4. Напряжение короткого замыкания u_к=10,5%.

5. Мощность, необходимая для собственных нужд подстанции 50кВ·А.

6. Максимальная нагрузка предприятия S_рм=25МВ·А.

7. Нагрузка РП Р_мрРП=5МВт.

8. cos φ = 0,95

 

Выберем схему ГПП с разъединителями и короткозамыкателями без выключателей и сборных шин на стороне высшего напряжения, так как такая схема является наиболее экономичной. На стороне низшего напряжения используем КРУ выкатного исполнения с двумя секциями шин.

Принципиальная силовая схема ГПП представлена на рис. 1.

 

Расчет токов короткого замыкания

Номинальный режим работы электроустановки характеризуется номинальными параметрами: U_ном. S_ном. I_ном. X_ном. Для того чтобы сопротивление схемы замещения были соизмеримы, ипользуют относительные единицы приведенные к базисным условиям

Ввиду отсутствия данных о воздушной линии 110кВ, примем ее сечение З×95мм².

Примем базисную мощность 100МВ·А.

Для точки к-1 базисное напряжение U_б1=115кВ.

Составим расчетную схему рис. 2

 

Рисунок – 2

 

Рисунок – 3

 

Вычислить базисные относительные сопротивления (для точки К-2):

 

 

 

 

Упрощаем схему замещения в точке К – 2 до вида:

 

Рисунок – 4

 

 

Определим результирующее полное сопротивление до точки к.з.

 

 

Определим ток короткого замыкания

 

 

 

Определим ударный ток

 

Вычислив значение постоянной времени Т_а по рис. 3.2 [2] определим значение ударного коэффициента: К_у=1,8.

Для точки к-2 базисное напряжение U_б2=10,5кВ.

Определим мощность короткого замыкания в момент отключения выключателя

 

 

Вычислим базисные относительные сопротивления (для точки К-1)

 

Рисунок 4 – схема замещения для точки К-1

 

 

 

Упрощаем схему замещения в точке К – 1 до вида:

 

 

Рисунок – 6

 

 

2,47 < 3 => применяем графоаналитический метод расчета.

 

 

По расчетным кривым определяем кратность периодической составляющей I₀ к.з. для моментов времени: 0с; 0,2с; ∞.

 

К_п0 = 3,4; К_пτ = 2,4; К_п∞ = 2,0.

 

Определим действующее значение периодического тока замыкания в различные моменты времени

 

I₀ = I_ном.u · К_п0 = 7,53 · 3,4 = 25,6 кА

I_τ = I_ном.u · К_пτ = 7,53 · 2,4 = 18,1 кА

I_∞ = I_ном.u · К_п∞ = 7,53 · 2,0 = 15,1 кА

 

Определим ток ударный в точке К – 1

 

i_у = 1,41· I₀ · K_у = 1,41 · 25,6 · 1,8 = 65,2 кА

 

Определим мощность короткого замыканияв момент отключения выключателя

 

S_τ = 1,73· I_τ · U_б = 1,73 · 18,1 · 115 = 3605 МВ · А