46
2
2
,
НОМ
T К
НОМ
U
R Р
S
(2.5)
где
K
U
– напряжение короткого замыкания трансформатора, %;
НОМ
U
– номинальное напряжение трансформатора, кВ;
НОМ
S
– номинальная мощность трансформатора, МВА,
К
Р
- потери короткого замыкания трансформатора, МВт,
2
10,5 115
55,5
100 25
T
X Ом
,
2
2
115
0,12 2,5
25
T
R
Ом.
Сопротивление системы на шинах 110 кВ ПС Тасалиево – 2,8+j15,5 Ом
прямой последовательности и j17,2 Ом нулевой последовательности.
Схема замещения показана на рисунке 2.1.
Ес=115 кВ
Zc=2,8+j15,5 Ом Zт=2,5+j55,5 Ом
К1
К2
Рисунок 2.1 – Схема замещения для определения тока трехфазного КЗ
Ток трехфазного КЗ в точке К1
(3)
1ПОК
I
, кА,
(3)
1
3X
С
ПОК
C
Е
I
, (2.6)
(3)
1
115
4,3
3 15,5
ПОК
I
кА.
Ток трехфазного КЗ в точке К2
(3)
2ПОК
I
, кА,
47
(3)
2
3 (X X )
С
ПОК Т
C Т
Е
I К
, (2.7)
где
Т
К
- коэффициент трансформации,
115 /10,5 10,95
Т
К
,
(3)
2
115
10,95 10,2
3 (15,5 55,5)
ПОК
I
кА.
2.4.2 Расчет однофазного тока КЗ
Схема замещения для расчета однофазного тока КЗ представлена на
рисунке 2.2.
Ес=66,4 кВ
Хc=j15,5+j15,5+
+j17,2=j48,2 Ом
К1
Рисунок 2.2 – Схема замещения для определения тока однофазного КЗ
Ток однофазного КЗ в точке К1
(1)
1ПОК
I
, кА,
(3)
1
X
С
ПОК
C
Е
I
, (2.8)
(1)
1
66, 4
1, 4
48,2
ПОК
I
кА.
Ток однофазного КЗ меньше трехфазного, поэтому при выборе
оборудования 110 кВ оборудования будет учитываться трехфазный ток КЗ.
48
2.4.3 Расчет теплового импульса и ударного тока
2.4.3.1 Короткое замыкание на стороне 110 кВ
Короткое замыкание для источников является удаленным.
Постоянная времени затухания апериодической составляющей
a
T
, с:
,
2
С
a
С
х
T
fr
(2.9)
где f - частота сети, f = 50 Гц;
15,5
0,02 .
2 50 2,8
a
T с
При расчете ударного тока КЗ считается, что он наступает через 0,01 с
после начала КЗ и изменение периодической составляющей тока КЗ по
амплитуде можно не учитывать, то есть ударный ток рассчитывается по
формуле,
уд
i
, кА:
0,01
(3)
0
2 1 ,
Т
a
уд П
iIе
(2.10)
0,01
0,02
2 4,3 1 9,8 .
уд
i е кА
Действующее значение ударного тока I
уд
, кА:
2
0,01
(3)
0
1 2 ,
Т
a
уд П
II е
(2.11)
2
0,01
0,02
4,3 1 2 5,7 .
уд
I е кА
Периодическая составляющая тока удалённого для схемы вида
«система» КЗ в момент времени
I
П
, кА:
49
0
,
ПП
II
(2.12)
4,3 .
П
I кА
Апериодическая составляющая тока КЗ в момент времени
i
аτ
, кА:
0
2,
Т
a
аП
iIе
(2.13)
где
- время расхождения контактов выключателя, с;
,
СВ РЗ
(2.14)
где
СВ
- собственное время отключения выключателя, с; для
выключателя типа ВГТ-110 – 0,05 с,
РЗ
- время действия релейной защиты, принимается равным 0,06 с
(основная защита),
0,05 0,06 0,11 ,c
0,11
0,02
2 4,3 0 .
а
i е кА
Максимальное время расхождения контактов выключателя, с:
,
MAX В РЗ MAX
tt
(2.15)
где
В
t
- полное время отключения выключателя, с, для выключателя
типа ВГТ-110 – 0,08 с,
РЗ MAX
t
- максимальное время срабатывания релейной защиты 1 с
(резервная защита трансформатора), с.
0,08 1 1,08 .
MAX
c
Значение интеграла Джоуля
K
B
, кА
2
с:
2
0 max
,
K Пa
B I T
(2.16)
50
22
4,3 1,08 0,02 20,3 .
K
B кА с
2.4.3.2 Короткое замыкание на стороне 10 кВ
Короткое замыкание (КЗ) для генераторов схемы является удаленным.
Постоянная времени затухания апериодической составляющей
a
T
, с:
(15,5 55,5)
0,045 .
2 50 (2,8 2,5)
a
T с
При расчете ударного тока КЗ считается, что он наступает через 0,01 с.
после начала КЗ и изменение периодической составляющей тока КЗ по
амплитуде можно не учитывать, то есть ударный ток равен:
0,01
0,045
2 10,2 1 26 .
уд
i е кА
Действующее значение ударного тока I
уд
:
2
0,01
0,045
10, 2 1 2 15, 4 .
уд
I е кА
Периодическая составляющая тока удалённого для схемы вида
«система» КЗ в момент времени
10,2 .
П
I кА
Время расхождения контактов выключателя ВВ-TEL при
0,055
СВ
с
,
тогда
0,055 0,06 0,115
с.
Апериодическая составляющая тока КЗ в момент времени
I
аτ
:
0,115
0,045
2 10,2 1,1 .
а
i е кА
Максимальное время расхождения контактов выключателя при
0,075
В
t с
, тогда
0,15 1 1,15
MAX
с.
51
Значение интеграла Джоуля находится
22
10, 2 1,15 0,045 125 .
K
B кА с
Рассчитанные данные заносятся в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 – Параметры трехфазных коротких замыканий
Точка К.З.
НОМ
U
кВ
0П
I
, кА
уд
i
, кА
П
I
, кА
а
i
, кА
2
,
K
B кА с
Шины 110 кВ
110
4,3
9,8
4,3
0
20,3
Шины 10 кВ
10
10,2
26
10,2
1,1
125
2.5 Выбор выключателей, разъединителей, измерительных
трансформаторов и ОПН
2.5.1 Выбор выключателей и разъединителей
При выборе выключателей необходимо учесть 12 различных
параметров, но допустимо производить выбор выключателей по важнейшим
параметрам.
Выбор выключателей выполняется по следующим параметрам,
по напряжению,
U
уст
U
ном
; (2.17)
по току,
I
норм
I
ном
, I
max
I
ном
; (2.18)
по отключающей способности,
I
П
I
отк ном
, (2.19)
52
i
a
i
aном
=
2 /100
Н ном отк
I
; (2.20)
где
Н
– нормированное значение содержания апериодической
составляющей %,
по включающей способности
i
у
i
вкл
, I
П0.
I
вкл
; (2.21)
по предельным сквозным токам КЗ (электродинамическая стойкость),
I
П0
I
дин
, i
у
i
дин
; (2.22)
по тепловому импульсу тока КЗ (термическая стойкость),
2
.
к терм терм
В I t
(2.23)
Выбор разъединителей производится по следующим условиям:
по напряжению
U
уст
U
ном
; (2.24)
по току
I
max
I
ном
; (2.25)
по конструкции установки:
по электродинамической стойкости;
по термической стойкости.
Для РУ-110 кВ принимается выключатель ВГТ-110II-40/2500У1 и
разъединитель SGF-123. Проверка выключателя для РУ 110 кВ сведена в
таблицу 2.3.
Таблица 2.3 – Выбор выключателя и разъединителя 110 кВ
Условия
Числовые значения
53
Выключатель
ВГТ-110II-40/2500У1
Разъединитель
SGF-123
U
ном
U
уст
, кВ
110 = 110
110 = 110
I
норм
I
ном
, кА
0,126 2,5
-
I
max
I
ном
, кА
0,176 2,5
0,176 1,6
I
П
I
ном.отк
, кА
4,3 40
-
i
а
i
аном
=
2
Н ном отк
I
0
2 0,2 40 11,3
-
I
П0
I
дин
, кА
4,3 40
-
i
уд
i
дин
, кА
9,8 102
9,8 100
В
к
В
зав
= I
терм
2
t
терм
, кА
2
с
20,3
2
40 3 4800
20,3
2
31,5 4 3969
Для РУ 10 кВ выбираются выключатели:
ВВ-TEL-10-31,5/2000 УЗ на ввод трансформатора,
ВВ-TEL -10-31,5/630 УЗ на отходящие линии,
ВВ-TEL -10-31,5/1600 УЗ на секционный выключатель.
Тип блока управления – BУ-TEL-12-01-220/110 В. Проверка
выключателя для РУ 10 кВ сведена в таблицу 2.4.
54
Таблица 2.4 – Выбор выключателя 10 кВ
Условия
Цепь ввода
Цепь отходящей
линии
СВ
U
ном
U
уст
, кВ
10 = 10
10 = 10
10 = 10
I
норм
I
ном
, кА
1,37 2
0,108 0,63
0,756 1,6
I
max
I
ном
, кА
1,92 2
0,108 0,63
1,37 1,6
I
П
I
ном.отк
, кА
10,2 31,5
10,2 31,5
10,2 31,5
i
а
i
аном
=
откл.номном
I2
1,1 7,1
1,1 7,1
1,1 7,1
I
П0
I
дин
, кА
10,2 31,5
10,2 31,5
10,2 31,5
i
уд
i
дин
, кА
26 80
26 80
26 80
В
к
В
зав
=I
терм
2
t
терм
, кА
2
с
125
2
31,5 3 2977
125
2
31,5 3 2977
125
2
31,5 3 2977
2.5.2 Выбор измерительных трансформаторов тока
Трансформаторы тока выбираются:
по напряжению ,
U
уст
U
ном
; (2.26)
по току I
норм
I
ном
, I
max
I
ном
, номинальный ток должен быть как
можно ближе к рабочему току;
по конструкции,
по классу точности;
по электродинамической стойкости,
i
уд
i
дин
; (2.27)
по термической стойкости,
В
к
(k
т
I
ном
)
2
t
терм
; (2.28)
55
по вторичной нагрузке,
Z
2ном
Z
ном
; (2.29)
Трансформаторы тока (ТТ) предназначены для уменьшения
первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов
и реле, для отделения цепей измерения и защиты от цепей высокого
напряжения.
В ячейках отходящих ЛЭП предварительно выбирается трансформатор
тока типа ТОЛ-СЭЩ-10, с параметрами:
U
ном
= 10 кВ
I
1
= 200 А; I
2
= 5 А;
класс точности 0,5/10Р;
К
эд
=13;
Z
2ном
= 0,4 Ом;
I
тер
= 35 кА; t
тер
= 3с.
Вторичная нагрузка трансформатора тока ТОЛ-СЭЩ-10 приведена в
таблице 2.5.
Таблица 2.5 – Вторичная нагрузка трансформатора тока
Общее сопротивление приборов
2
2
,
приб
приб
S
r
I
(2.30)
где S
приб
– мощность, потребляемая приборами наиболее загруженной
фазы, В∙А;