Расчет токов КЗ и проверка элементов сети

 

Рассчитывается методом относительных единиц

Чертим расчётную схему:

 

Рисунок 2 Расчётная схема

 

Чертим схему замещения по расчётной схеме:

 

Рисунок 3 Схема замещения

 

Базисные условия заданы

 

S_б = 100 МВА

U_б1 = 115 кВ

U_б3 = 6,3 кВ

 

Находятся базисные токи

 

I_б1 = I_б2 = S_б /(  * U_б1 )= 100/1,7*115 = 0,503 кА

I_б3 = S_б /( * U_{б1 2}) = 100/1,7*6,3 = 9,18 кА

 

Определяются сопротивления элементов сети

 

Х_вл = Х₁ = Х₂ - сопротивление воздушной линии

Х_твн = Х₃ - сопротивление высокой стороны трансформатора

Х_тнн = Х₅ - сопротивление низкой стороны трансформатора

Х_к = Х₇ = Х₈ - сопротивление кабелей

Х_вл = Х₀ *l*(S_б / U_б1²)

Х_вл = 0,4*4*(100/115 ²) = 0,012

Х₁₂ =0,012/2

Xб2= (Uкз/100)(Sб /Sном)

Xб2=(4,5/100)*(100/25) = 0,18

Х₃₄ = 0,18/2=0,09

Х_кл =(0,4*1)/(100/6,3 ²) = 1

Х₅₆ = 1/3=0,3

 

Определить эквивалентное сопротивление

 

Х_э = Х₁₂ + Х₃ + Х₅ + Х₇₈ =0,006+0,09+0,3 = 0,396

 

Определяется токи К.З.

 

I_к.з. = I _б3 / Х_экв

I_к.з. = 9,18/0,96 = 23,18 кА

 

Так как система неограниченной мощности, то I_к.з. = I_∞ = I'' = I_t

Находится ударный ток [1-359]

 

i_уд = * К_у * I_к.з.

i_уд = 1,4*1,8*23,18= 23,18 кА

 

Определяем мощность К.З.

 

S_кз = S_б/Xэ КВА

S_кз = 100/0,396=252.5 МВА

 

Таблица 9 Результаты расчетов

Точка	Хэкв	I, кА	I∞, кА	It, кА	iуд, кА	St,МВА
К1	0,396	23,18	23,18	23,18	584	252,5

 

Выбор вакуумного выключателя:

,1 Определяется ток отключающей способности:

кз=Iпо=23,18 кА

 

Определяется тепловой импульс по формуле:

к=I_∞² *t_Ф

Вк=23,18 ²*3=1612кА² с

 

где t_ф- фиктивное время, сек

_Ф=t_в *t_СР.З=3 сек

 

где t_в- время выключателя=0,3 сек;_СР.З- время срабатывания защиты=0,05сек.

ту²*tту=80²*3=19200 кА² с

 

Где Iту- ток термической стойкости; кА;ту- время термической стойкости, сек

,3 По следующим условиям выбирается вакуумный выключатель ВВТЭ(П)-10-20УХЛ2 по справочнику, технические данные заносим в таблицу 10 и проверяем его по условиям:

 

 

Таблица 9- Данные выключателя

Расчётные	Каталожные
Uсети = 10кВ Uном = 10кВ
Iрас = 9,2А Iном = 630А
Iпо= 23,18 кА Iоткл= 31,5кА
iу = 58,4 кА Iд = 80кА
Вк = 1612кА^2с Iту tту = 19200кА^2с

 

Все условия удовлетворяют нашим требования, значит вакуумный выключатель нам подходит.

Выбор трансформатора тока

,1 Ко вторичной обмотке подключены амперметр типа Э351, счетчик активной энергии типа СА 4У-И672М.

Трансформаторы тока проверяются на термическую и динамическую устойчивость к токам К.З

Выбирается трансформатор тока ТПЛ-10 по справочнику, технические данные заносим в таблицу 11 и проверяем его по условиям:

 

Таблица 10- Данные трансформатора тока

Расчётные	Каталожные
Uсети = 10 кВ Uном = 10кВ
Iрас = 9,2 А Iном = 30А
iу = 58,4 кА Iд = 250кА
Вк =1612 кА^2с Iту tту = 19200А^2с
S2рас = 8,95 ВА S2 = 10ВА

 

,2 Определяется вторичная нагрузка измерительных приборов. Для этого составляется таблица приборов контроля и учета.

 

 

Таблица 11- Измерительные приборы

Приборы	Тип	Нагрузка
		А	В	С
Амперметр	Э350	0,5	0,5	0,5
Счётчик актив. энергии	СА 4У-И672М.	2
Реле тока	РТ81/1	5,25
Итого	-	7,75	0,5	0,5

 

Определяется нагрузка приборов по формуле:

 

S2р=Sприб + I2н² *(rпр + rк)

S2р= 3+5 ²(0,185+0,05)=8,95 ВАн=5 А - ток вторичной обмотки трансформаторак=0,05 Ом т.к.3, провода- сопротивление контактов

rпр=L/(γ *S)пр=15/32/2,5=0,188 м/км

S= 2,5 мм²- сечение провода

γ=32 - проводимость медного провода

 

Выбор трансформатора напряжения

Выбирается трансформатор напряжения НОМ 10-66 по справочнику, технические данные заносим в таблицу 13 и проверяем его по условиям:

 

Таблица 12- данные трансформатора напряжения

Расчётные	Каталожные
Uуст = 10 кВ	Uном = 10кВ
S2 = 8,95 ВА	Smax =100/ ВА

 

Определяем нагрузку измерительных приборов по формуле

₂= ; ВА₂=√(16,54²*11,1 ²)=23,5 ВА

 

Для определения вторичной нагрузки измерительных приборов составляется таблица выбора контроля и учета

 

Таблица 13- Измерительные приборы

Прибор	Тип	S одной обмот.	Число обмот.	cosφ	sinφ	Число прибор.	Общ. мощн
							Р,кВ	Qва
Вольтметр	Э-335	2	1	1	0	1	4	-
Счётчик акт. эн-и	СА 4У-И672М	2	2	0,38	0,925	1	1,5	4,3
Итого	-					2	5,6	4.3