Определить токи и мощности короткого замыкания (КЗ), значения тепловых импульсов (интегралов Джоуля) тока КЗ для заданных характерных точек трансформаторной подстанции, схема которой изображена на рисунке 1. Необходимые исходные величины для расчета по собственному варианту приведены в таблице 2. Выдержка времени срабатывания релейной защиты tP3 следующая:
– защиты линий потребителя, присоединенного к шинам напряжения U2 –0,5 с;
– защиты присоединения вторичной обмотки понижающего трансформатора – 1,5 с;
– защиты присоединения первичной обмотки понижающего трансформатора – 2.0 с.
Исходные данные:
Мощность КЗ энергосистемы на шинах РП-1 – Sкз1 = 800МВ∙A;
Мощность КЗ энергосистемы на шинах РП-2 – Sкз2 = 1100МВ∙A;
Длина воздушных линий электропередач – l1 = 42 км; l2 = 30 км; l3 = 28 км;
Номер подстанции – ТП-2;
Первичное напряжение подстанции – U1 = 110 kB;
Вторичное напряжение подстанции – U2 = 10,5 кВ;
Номинальная мощность трансформаторов 1Т1 и 1Т2 – SТ1 = SТ2 = 10 МВ∙A;
Напряжение КЗ трансформатора Uк = 10,5%.
Решение
Расчёт токов короткого замыкания проведём в базовых единицах.
Принимаем удельное реактивное сопротивление воздушных линий электропередачи:
Худ = 0,4 Ом/км.
Принимаем базовую мощность S5 = 100 МВ∙A.
1. Найдём сопротивления энергосистем:
На шинах РП-1
Х1 = SБ/Sкз1 = 100/800 = 0,125 о.е;
На шинах РП-2
Х2 = SБ/Sкз2 = 100/1100 = 0,09 о.е.;
2. Найдём сопротивления линий электропередач:
Линии W1
Х3 = Худ∙l1∙SБ/ U12 = 0,4∙42∙100/1102 = 0,139 о.е;
Линии W2
Х4 = Худ∙l2∙SБ/ U12 = 0,4∙30∙100/1102 = 0,099 о.е;
Линии W3
Х5 = Худ∙l3∙SБ/ U12 = 0,4∙28∙100/1102 = 0,093 о.е.
3. Определим сопротивление трансформатора:
Х6 = UК∙SБ/100∙SН1Т = 10,5∙100/100∙10 =1,05 о.е.
4. Составим схему замещения:
Х7 = Х1 + Х3 = 0,125 + 0,139 = 0,264 о.е.;
Х8 = Х2 + Х4 + Х5 = 0,09 + 0,099 + 0,093 = 0,282 о.е.
Ветви из сопротивлений (7) и (8) объединяем в эквивалентную ветвь сопротивлением
Хэкв = Х7∙Х8/(Х7 + Х8) = 0,264∙0,282/(0,264 + 0,282) = 0,136 о.е.
5
. Определим базовый ток:
IБ = SБ/√3∙UБ = 100/(√3∙110) = 0,52 кА.
6. Периодическая составляющая тока короткого замыкания в точке К1:
Iп0 = Еʺ͓͓∙IБ/ Хэкв = 1∙0,52/0,136 = 3,82 кА.
7. Принимаем ударный коэффициент kуд = 1,7 и коэффициент затухания апериодической составляющей Та = 0,03с по таблице 3.6 [2], тогда ударный ток короткого замыкания:
iуд = √2Iп0∙kуд = √2∙3,82∙1,7 = 9,18 кА.
8. Тепловой импульс от полного тока короткого замыкания определяем по формуле (22) [1]:
BК = Iп02∙(tотк + Та),
где tотк = tcp + tpз + tсв = 0,1 + 2 + 0,035 = 2,135c – время отключения;
tcp = 0,1с – собственное время срабатывания релейной защиты;
tpз= 2с – выдержка времени срабатывания релейной защиты;
tсв = 0,035с – собственное время отключения высоковольтного выключателя.
BК = 3,822∙(2,135 + 0,03) = 31,59 кA2∙c.
9
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
