Материал: Электроснабжение населенного пункта

Пример расчета для ТП5 Л1 участок 0 1:

11. Расчет токов короткого замыкания

Коротким замыканием (к.з.) называется всякое не предусмотренное нормальным условием работы соединение 2х и более точек электрической цепи (непосредственно или через переходное сопротивление). В трехфазных сетях переменного тока при расчетах учитывают трехфазное и однофазное к.з., трансформаторов, линий электропередачи и других элементов сельской электрической сети.

Расчеты токов короткого замыкания необходимы для выбора и проверки электрооборудования, проектирования релейных защит и заземляющих устройств ТП. Для расчета токов короткого замыкания, для каждого ТП, необходимо составить расчетную схему. Одновременно с составлением расчетной схемы определяются точки сети, в которых следует вычислять значения токов короткого замыкания. При составлении расчетных схем, как правило, применяется упрощенный метод, когда в схеме замещения учитываются лишь активные и индуктивные сопротивления.

На схемах рис. 12.1 показаны все точки, в которых при проектировании необходимо рассчитать токи короткого замыкания следующих выводов:

1 в точках К1.1; К 1.2 - (на шинах 10кВ проектируемых ТП) ток трехфазного к.з. для выбора и проверки разъединителя, предохранителя и другого оборудования на стороне 10кВ ТП 10/0,4кВ

2 в точках К2.1…К2.3 (на выходных зажимах автоматических выключателей отходящих линий 0,38кВ проектируемых ТП10/0,4кВ) - ток однофазного к.з. для проверки на чувствительность предохранителей 10кВ проектируемого ТП к однофазным к.з. на шинах 0,4кВ: - токи трехфазных к.з. для выбора и проверки рубильника, трансформатора тока, автоматических выключателей и другого оборудования РУ 0,4кВ.

3 в точках КЗ. 1...К3.3 (в самых удаленных точках каждой из отходящих линий 0,38кВ) - токи однофазного или двухфазного к.з. для проверки на чувствительность выключателей /или других защитных аппаратов/ отходящих линий 0,38кВ к этому виду к.з.

Расчетная схема приведена на рисунке 12.1

Рисунок 11.1 - Расчетная схема токов КЗ

Расчет токов короткого замыкания можно вести двумя методами: методом относительных единиц и методом именованных единиц.

Расчет будем производить методом именованных единиц.

Рассчитаем активное сопротивление линии ВЛ 10 кВ по формуле:

 (11.1)

Рассчитаем индуктивное сопротивление линии ВЛ 10 кВ по формуле:

 (11.2)

Активное и индуктивное сопротивления трансформатора:

 (11.3)

 (11.4)

 (11.5)

 (11.6)

Расчет активного и реактивного сопротивлений линии:

 (11.7)

 (11.8)

 (11.9)

 (11.10)

Рассчитаем сопротивление линии 1 ТП5 ВЛ 0,38 кВ по формуле:

Рассчитаем токи к.з. в точках К1.1, К1.2 и К1.3

 (11.11)

где: UБ1 - базовое напряжение (10 кВ)

Рассчитаем токи КЗ в точке К2.1:

Рассчитаем токи к.з. в точке К3.1

Таблица 11.1 - Расчет токов однофазного короткого замыкания

12. Выбор и проверка аппаратуры трансформаторных пунктов 10/0,4 кВ

На ТП необходимо выбрать:

Со стороны 10 кВ: разъединитель, предохранитель, разрядник;

Со стороны 0,4 кВ: рубильники, трансформаторы тока, автоматические выключатели отходящих линий.

12.1 Выбор аппаратуры для стороны 10 кВ

Разъединители

Условия выбора разъединителей:

Uн  Uс

где Uн - номинальное напряжение разъединителя;

Uс - номинальное напряжение сети;

Iн, Iр - номинальный и расчётный ток.

При выборе разъединителя необходимо проверить его на:

- динамическую прочность,

- термическую стойкость

Для выбора разъединителей необходимо рассчитать рабочие токи линий по формуле:

где SН - номинальная мощность ТП, кВА;

UН - номинальное напряжение линии UН =10 кВ.

Определим рабочие токи для ТП5, ТП6, ТП7, ТП8:

Для всех ТП выбираем разъединители для наружной установки РЛНДА-10/200.

Проверяем разъединитель на динамическую устойчивость.

Значение расчётного ударного тока определяется по формуле:уд - ударный коэффициент, kуд =1.

Проверка на динамическую устойчивость Iн.дин ≥ iуд:

 (12.1.3)

,уд1= iуд2= kуд×Ö2×I(3)К1.1 (12.1.4)

где kуд=1;

уд1= iуд2= 1×Ö2×183=259 А

кА ≥ 259А

Проверка на термическую стойкость:

I2нт ×tнт >= I2× tп (12.1.5)

где: Iнт - номинальный ток термической стойкости (5кА);нт - предельное время действия тока короткого замыкания (10сек.);=139,2 А - расчетное значение тока трехфазного короткого замыкания;п - время короткого замыкания (1 сек.).

×10 › 0,259

› 0,259

Так как все условия выполняются, то разъединитель РЛНДА-10/200 подходит.

Все условия выполняются, следовательно, разъединители подходят.

Плавкие предохранители 10 кВ выбираются по следующим условиям:

н.пр IР (12.1.6)

где Uн.пр - номинальное напряжение предохранителя, В;н.пр - номинальный ток предохранителя, А;Р - рабочий ток ТП, А;о пр - предельный отключаемый ток, А;в - номинальные токи вставок, А;нв - номинальный ток плавкой вставки предохранителя, А.

Результаты выбора предохранителей сведём в таблицу 12.1

Таблица 12.1- Выбор предохранителей 10 кВ

Выбор разрядников

Разрядники аппараты, служащие для защиты от перенапряжения, разрушающе воздействующих на изоляцию электроустановок. Разрядники выбирают по номинальному напряжению Uн, и конструктивному исполнению.

Для ТП5, ТП6, ТП7, ТП8 выбираем вентильные разрядники РТВ-10:

Uн =10 кВ; Iн =2 кА; Iверх =10 кА.

12.2 Выбор аппаратуры со стороны 0,4 кВ

Выбор рубильников

Определим рабочие токи линий

где Sрл - расчётная мощность линии, кВА;

Uн - номинальное напряжение линии (0,4 кВ).

Рубильники проверяют по следующим условиям:

Uн ≥Uс; Iн ≥Iр;

где Uн - номинальное напряжение рубильника, В;

Iн - номинальный ток рубильника, А;

Uс - номинальное напряжение сети, В;

Iр - максимальный рабочий ток линии, А.

Результаты выбора рубильников сведём в таблицу 12.2

Таблица 12.2 - Результаты выбора рубильников