Розрахунок струмів коротких замикань

 

Складаємо розрахункову схему рис.2.1. та відповідну їй схему заміщення рис 2.2.

Нормально В1 включений, В2 відключений

Рисунок 2.1. Розрахункова схема струмів коротких замикань (КЗ).

 

Рис 2.2 Схема заміщення для розрахункових струмів

Розрахунок ведемо у відносних величинах. Приймаємо базисну потужність S_б = 100 МВА, базисна нпруга в точці К1 U_б1 = 10,5кВ; в точці К2 U_б2 = 0,4кВ;

Визначаємо базисні струми в заданих точках:

В точці К1

І_б1 = S_б/ 3*U_бІ , кА (2,30)

де S_б - базисна потужність, МВА

U_бІ - базова напруга відповідної ступені,кВ

І_б1 = 100 / (1,73* 10,5) = 5,5 кА

В точці К2, для другої ступені, напругою 0,4 кВ.

І_б2 = 100/ (1,73* 0,4) = 144,3 кА

Для повітряної лінії напругою 35 кВ довжиною 30 км визначаємо за формолою:

Індуктивний опір лінії напругою 35 кВ:

Х_Л1 = (Х_{о *} /2_*S_б/U²_сер (2,31)

де Х_о - індуктивний опір повітряної лінії, Ом*км

- довжина лінії, км

S_б - базова потужність трансформатора

U_сер - середня напруга лінії, кВ

Х_Л1 = (0,4 _* 3)/2*100/ 37² = 0,04

Індуктивний опір силового трансформатора визначаємо за формолою:

Х₂ = Uк%/100* S_б /S_тр (2,32)

де Uк%- напруга к.з трансформатора ГПП, кВ

S_б - базова потужність трансформатора, МВА

S_т - потужність трансформатора, МВА

Х₂ = 10/100*100/16= 0,625

Індуктивний опір кабельної лінії від ГПП до ЦТП:

Х₃ = Х_{о *}l2/2_*S_б/U²_сер (2,33)

де Х_о питомий опір високовольтного кабелю перерізом 16 мм², ом/км

l2 - довжина кабелю, км

S_{б -} базова потужність трансформатора, МВА

U_сер - середня напруга лінії, кВ

Х₃ = 0,08 _* 2 _* 100/ 10,5² = 0,144

Активний опір цієї кабельної лінії визначаємо за формолою:

= (1000* l2/γ*S)*(S_б/ U²_сер),(Ом), (2,34)

де l2 - довжина кабелю, км

γ - питома провідність алюмінію, м/Ом *мм²

S_б - базова потужність трансформатора, МВА

U_сер - середня напруга лінії, кВ

=1000*2/31.7*16*100/10.5=3,5

 

Активний опір силового трансформатора відносно номінальної потужності

=Δ / S_т, (2,35)

де – Δ втрати к.з.,кВт

S_т - потужність трансформатора, кВА

= 1,280/100=0,01

Активний опір трансформатора віднесений до базової потужності

= *(S_б /S_ном), (2,36)

де - активний опір силового трансформатора відносно номінальної потужності

S_б - базова потужність трансформатора, МВА

S_ном - номінальна потужність трансформатора, МВА

= 0,01*100/0,1=10

Індуктивний опір силового трансформатора, віднесений до базової потужності:

= (Uк/100)* (S_б /S_ном ), (2,37)

де Uк - напруга короткого замикання трансформатора, %

S_б - базова потужність трансформатора, МВА

S_ном - номінальна потужність трансформатора, МВА

= 4,5/100*100/0,1=45

Загальний індуктивний опір до розрахункової точки К1:

= + + , (2,38)

де , , - опори окремих елементів до точки К1

=

Загальний активни опір до розрахункової точки К1

= =3,5

де - активний опір кабельної лінії

Повний опір к.з мережі до точки К1дорівнює:

Z_к1 = , (2,39)

- загальний індуктивний опір до К1

- загальний активни опір до К1

Z_к1 = =3,6

Аналогічно для точки К2:

Х_к2 =0,85+7,1=9,95

активний опір до точки К2:

r_К2 = 3,5+3,1=6,6

Повний опір к.з мережі до точки К2дорівнює:

Z_к2 = =13,9

Визначаємо трифазні струми КЗ. В точці К1 діюче значення періодичної складової струму складатиме:

І_к1 = І_б1/Z_к1, кА, (2,40)

де І_б1 - базовий струм першої степені, кА

Z_к1 - повний опір к.з. мережі до точки К1

І_к1 = 5,5 /3,6 = 1,52 кА.

Для визначення ударного струму к.з. спочатку визначемо відношення

X_к1/ r_к1=0.85/3.5=0.24, (2,41)

де X_к1 - індуктивний опір к.з. мережі до точки К1

r_к1 - активний опір к.з. мережі до точки К1

 

По кривих (стор. 358[1]) знаходимо значення ударного коефіцієнта струму к.з. в точці К1- К_у=1,0

 

Визначаємо ударний струм к.з. в точці К1 за формулою

 

і_ук1= * І_r1, кА (2,42)

де - ударний коефіцієнт

І_r1 - значення періодичного струму к.з. в точці К1

і_ук1= * 1,52=1,95, кА

Аналогічно для точки К2:

І_к2 = 144,3/13,9 = 10,3 кА.

X_к1/ r_к1=7,95/6,6=1,2, К_у=1,06

і_ук1= * 10,3=15,4, кА

Визначаємо потужність к.з. в розрахункових точках за формолою

Sк=Sб/ Z_к1, МВА (2,43)

де Sб - базова потужність,

Z_к1 - повний опір к.з. мережі.

- Для точки К1:

Sк1= 100/3,6=27,7 МВА

- Для точки К2

Sк2= 100/13,9=7,2 МВА