Расчет токов короткого замыкания в курсовом проекте производится для выбора аппаратов, проводов, шин и кабелей. Поэтому расчетным является наиболее тяжелый эксплуатационный режим (форсированный). Нагрузки в расчете токов КЗ не учитываются, так как они значительно электрически удалены от расчетных точек короткого замыкания. Для выбора аппаратов и проводников в качестве расчетных точек КЗ принимаются: сборные шины ВН или выводы трансформаторов со стороны ВН и сборные шины НН.

Расчет токов при трехфазном КЗ выполняют в следующем порядке: для рассматриваемой установки составляют электрическую схему замещения; далее путем постепенного преобразования приводят схему замещения к простому виду так, чтобы каждый источник питания или группа источников с результирующей ЭДС были связаны с точкой КЗ одним сопротивлением х_рез ; далее определяют начальное значение периодической составляющей тока КЗ (

---

I''), затем ударный ток (i_у) и апериодическую составляющую тока КЗ в момент начала расхождений дугогасительных контактов выключателя.

Расчет токов КЗ будем вести в относительных базисных единицах.

Приведение сопротивлений элементов схемы к базисным условиям.

Предварительно принимаем базисную мощность
S_б = S'' = 137,8 МВ∙А


Рисунок 3 – Электрическая схема замещения
За базисное напряжение принимаем среднее эксплуатационное напряжение той ступени, на которой предполагается КЗ
U_б1 = 220 кВ, U_б2 = 10 кВ.
Таким образом для каждой точки КЗ будет свой базисный ток:
I_б = , (11)
I_б1 = = 0,36 кА= 362,6 А,
I_б2 = = 7,97 кА = 7965,32 А
Сопротивление системы в относительных единицах при базисных условиях определяется:
Х_с = , (12)
Х_с = = 1
Сопротивление линии:
Х₁ =Х₀l , (13)
при Х₀ = 0,4 Ом/км /2/.
Х₁ =0,4 ∙ 25∙ = 0,03
Относительные сопротивления лучей схемы замещения трансформатора, приведенные к базисным условиям, можно определить по формулам:
Х_тв = 0,125U_квн, (14)
Х_тн = 1,75U_кнн, (15)
Х_тв = 0,125 ∙ 220 = 27.5
Х_тн = 1,75 ∙ 10 = 17,5
После преобразования схемы и нахождения результирующего сопротивления определяют начальное значение периодической составляющей тока КЗ:
I'' = ∙ I_б (16)
Для точки К1:
Х_рез = Х_с + Х_l, (17)
Х_рез = 1 + 0,03=1,03
I''₁ = ∙ 362,6 = 352,04А
Для точки К2:
Х_рез = Х_с + Х_l +

---

Х_тв + Х_тн (18)
Х_рез = 1 + 0,03 + 27,5 + 17,5 = 46,30
I''₂ = ∙ 7965,32 = 173,05А
Ударный ток определяется по формуле:
I_у = I''k_у , (19)
где k_у - ударный коэффициент.
k_у1 = 1,7; k_у2 = 1,85
i_у1 = ∙ 352,04 ∙ 1,7 = 843,83А
i_у2 = ∙ 7965,32 ∙1,85 = 451,41А
Тепловой импульс определяется по формуле:
В_k =(I'')²∙(t_отк + Т_а). (20)
где Т_а – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Т_а1 = 0,02 с; Т_а2 = 0,07 c,
где t_отк – время отключения тока КЗ.
t_отк = t_рз + t_отк.в. (21)
где t_рз – время действия основной релейной защиты (при U = 35 кВ - t_рз = 0,01 с, а при U = 10 кВ - t_рз = 1,5 с);

t_отк.в – полное время отключения выключателя.
t_отк = 0,01 + 0,045 = 0,055 с
В_k1 = 352,04² ∙ (0,055 + 0,02) = 9294,76 А²с
t_отк = 1,5 + 0,12 = 1,62 с
В_k2 =173,05² ∙ (1,55 + 0,07) = 48514,12А²с
В_k3 = 173,05² ∙ (1,05 + 0,07) = 33540,63А²с
В_k4 =173,05²∙ (0,55 + 0,07) = 30545,93А²с
Результаты расчета КЗ сводятся в таблицу 3.
Таблица 3 – Результаты расчета токов короткого замыкания

Расчет тока КЗ		I'', А	iy, А	Вк, А2 ∙ с
К1	Шины 220 кВ	352,04	1447,05	9294,76
К2	Вводной выключатель	173.05	337,15	48514,12
	Секционный выключатель			33540,63
	Отходящие линии			30545,93

6 ВЫБОР АППАРАТОВ, ШИН И КАБЕЛЕЙ

---

6.1 Выбираем сборные шины 220 кВ
Сборные шины и ошиновка по экономической плотности тока не выбирают, принимаем сечение по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах.
I_{раб.мах} = (22)
I_{раб.мах} = = 371,83 А
Из /2/ выбираем АС-185, I_доп = 390 А.

Провод проверяем по допустимому току: I_{раб.мах} = 372А < I_доп = 390 А.

Фазы расположены горизонтально, расстояние между фазами 300 см.

Проверка шин на схлестывание не производится. Проверка на термическое действие тока КЗ не производится, так как шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе, проверка по условию коронирования не производится, минимальное сечение для ВЛ – 220 кВ, согласно данных ПУЭ, 70 мм².
6.2 Выбираем сечение питающей линии
I_{раб.мах} = (23)
I_{раб.мах} = = 371,83 А

I_ном = (24)
I_ном = = 185,2 А
S_э = (25)
S_э = = 168,63 мм²
Выбираем провод АС-70 I_доп = 210 А.

Проверяем провод по допустимому току: I_{раб.мах} = 169< I_доп = 210 А.

Проверку на термическое действие тока КЗ не производим. Проверку по условию коронирования не производим.

Для подстанции в районе с чистой внешней средой выбираем 8 подвесных изоляторов ПФ6 – Б в гирлянде.

Для ЛЭП по 7 подвесных изоляторов ПФ6 – Б в гирлянде.
6.3 Выбор аппаратуры РУ ВН
Таблица 4 – Выбор аппаратов РУ 220 кВ

Наименование и тип аппарата	Технические параметры	Расчетные данные	Условие выбора
Выключатель воздушный ВВБК 220Б-56	Uном = 220 кВ Iном = 3150 А Iоткл.ном = 56 кА iа.ном = 47 кА Iдин = 56 кА iу= 56 кА I2тер ∙ tтер = 9,4 кА2 ∙ с	Uс.ном = 220 кВ Iмах = 199,61А iу= 269,99 А Вк = 17356 А2 ∙ с	Uс.ном ≤ Uном Iмах ≤ Iном Iпо ≤ Iоткл.ном Iа τ ≤ iа.ном Iпо ≤ Iдин iу ≤ iдин Вк ≤ I2тер ∙ tтер
Заземляющий однополюсный разъединитель РДЗ 220	Uном = 220 кВ Iном = 1000 А iдин = 16 кА I2тер ∙ tтер = 42 ∙10 = 160 кА2 ∙ с	Uс.ном = 220 кВ iу= 269,99 А	Uс.ном ≤ Uном iу ≤ iдин Вк ≤ I2тер ∙ tтер
Разъединитель РЛНДЗ-1 РЛНДЗ-2 привод ПР-01-2УХЛ1	Uном = 220 кВ Iном = 2000 А iдин = 80 кА I2тер ∙ tтер = 31,52 ∙ 3 = 2976,75 кА2 ∙ с	Uс.ном = 220 кВ Iмах = 199,61А iу= 269,99 А	Uс.ном ≤ Uном Iмах ≤ Iном iу ≤ iдин Вк ≤ I2тер ∙ tтер
Ограничитель перенапряжения ОПНН-220 для нейтралей трансформаторов	Uном = 220 кВ	Uс.ном = 220 кВ	Uс.ном ≤ Uном
Трансформатор тока ТФЗМ-220-У1	Uном = 220 кВ Iном = 600 А iдин = 126 кА I2тер ∙ tтер = 262 ∙ 3 = 2028 кА2 ∙ с	Uс.ном = 220 кВ Iмах = 199,61А iу= 269,99 А	Uс.ном ≤ Uном Iмах ≤ Iном iу ≤ iдин Вк ≤ I2тер ∙ tтер
Ограничитель перенапряжения ОПН-220	Uном = 220 кВ	Uс.ном = 220 кВ	Uс.ном ≤ Uном

---

6.4 Выбираем сборные шины от трансформаторов до ячеек КРУ
Согласно /1/ сборные шины и ошиновка в пределах РУ по экономической плотности тока не выбираются, поэтому выбор производится по допустимому току.
(26)
= 805,15 А
Принимаем одно - полосные алюминиевые шины прямоугольного сечения

100 × 6мм, допустимый ток 935 А.

По условию нагрева в продолжительном режиме шины проходят:

I_мах= 805А < I_доп = 935 А

Проверяем шины на термическую стойкость:
q_min = (27)
q_min = = 266,8мм²
Что меньше принятого сечения 266,8мм² < 600 мм²

Далее проверяем шины на механическую прочность. Определяем пролет по условию, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц:
200 ≥ ∙ , откуда
200 ≤ ∙ .
Если шины расположены на ребро, а полосы в пакете жестко связаны между собой, то:
J = 0,72 В³h (28)
J = 0,72 ∙ 0,6³ ∙ 10 = 1,55 см⁴
тогда l² ≤ ∙ = 0,38 м²
l² ≤ = 0,62 м
Если шины расположены плашмя, то:
J = (29)
J = = 100 см⁴
тогда l² ≤ ∙ = 25 м²
l² ≤ = 5 м
Этот вариант расположения шин на изоляторах позволяет увеличить длину пролета до 5 м, то есть дает значительную экономию изоляторов. Принимаем расположение пакета шин плашмя, пролет 5 м, расстояние между фазами

---

Смотрите также файлы

• Организация работы коммерческих служб.rtf

• Скоркин Ю. А. 08Ксэ635 Расчет электропривода траловой лебёдки.doc

• Контрольная работа по дисциплине Эксплуатация машиннотракторного парка.docx

• Методические указания по выполнению курсовой работы предназначены для студентов очной формы обучения факультета довузовской подготовки и среднего профессионального образования.docx

• Публичное выступление на общественно значимую тему.docx