 |
Расчет токов короткого замыкания
|
|
|
|
Расчет относительных сопротивлений до точек короткого замыкания при максимальном режиме.
Для расчета относительных сопротивлений до точек короткого замыкания при максимальном режиме составляется принципиальная схема цепи короткого замыкания (рис.1):
рис. 1
Схема замещения (рис.2):
Рис.2
Принимаем 
и рассчитываем все сопротивления схемы замещения при этой базисной мощности.
Сопротивления до шин районной подстанции РП1 (РП2)определяем по формуле (9):
(9)
Сопротивление линий определяем по формуле (10):
(10)
Для 
сопротивление линий считаем по формуле (11):
(11)
где 
- реактивное сопротивление воздушной линии равное 0,4 Ом/км.
Определяем относительные сопротивления обмоток трансформаторов проектируемой тяговой подстанции по формуле (12):
(12)
Результаты расчетов проставляем на схему замещения рис.2, заменим параллельное соединение последовательным рис.3:
Рис.3
Пользуясь формулами преобразования, сворачиваем схему:
Рис.4
Рис.5
Преобразуем полученную схему замещения (рис.5), заменив параллельное соединение сопротивлений 
и 
последовательным, тем самым находим относительное базисное сопротивление до точек короткого замыкания по формуле (13):
(13)
Находим относительное базисное сопротивление до точки 
:
Находим относительное базисное сопротивление до точки 
:
Находим относительное базисное сопротивление до точки 
:
Расчет токов и мощности к.з. в точке :
;
;
;
;
Расчет токов и мощности к.з. в точке
;
;
;
;
.
Расчет токов и мощности к.з. в точки :
|
|
|
Расчет максимальных рабочих токов
Вводы 220 кВ (по формуле (14)):
(14)
где 
- сумма номинальных мощностей понижающих тр-ров,
- коэффициент перспективы развития потребителей, равный 1,3;
СШ 220 кВ (по формуле (15)):
(15)
где
- коэффициент распределения нагрузки по шинам первичного
напряжения, равный 0,5-0,7.
Первичная обмотка понижающего трансформатора:
- коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов, (1,5).
Обмотка низшего напряжения:
СШ 10 кВ:
Питающие линии потребителей 10 кВ рассчитываем по формуле (16):
(16)
где 
- максимальная мощность потребителей;
- коэффициент мощности потребителей.
;
Ввод 27,5 кВ (по формулу (17)):
(17)
СШ 27,5 кВ (по формуле (18)):
(18)
Питающая линия (фидер) ДПР (по формуле (19)):
(19)
Первичная обмотка ТСН (по формуле (20)):
(20)
Расчет тепловых импульсов тока КЗ
Рис.6
Таблица 3
| Формула | Результат, кА²·с | |
| Сборные шины РУ-220 кВ |
| 
|
| Первичная обмотка трансформатора | 
| |
| Сборные шины РУ-10 кВ | 
| |
| Вторичная обмотка трансформатора | 
| |
| Потребитель | 
| |
| Сборные шины РУ-27,5 кВ | 
| |
| Вторичная обмотка трансформатора | 
| |
| Фидер к/с | 
|
-действующее значение тока КЗ.
-время протекания тока до отключения при КЗ.
-постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.
Выбор токоведущих частей
Выбор шин распределительных устройств осуществляется по максимальным рабочим токам, при которых температура нагрева токоведущих частей не превышала бы 70°С. Для этого должно быть выполнено условие:
,
-длительно допустимый ток нагрузки токоведущей части;
-максимальный рабочий ток выбираемого проводника;
Сборные шины ОРУ-220 кВ:
;
По справочнику выбираем шины АС-185: 510 
328;
|
|
|
Выбранные шины проверяем на термическую стойкость:
-выбранное сечение проводника, мм²;
Рассчитываем минимальное сечение проводника:
;
185 
>163 - условие термической стойкости выполняется.
Проверка на отсутствие коронирования для гибких шин сечением более 70 мм2 не производится.
Сборные шины ОРУ-27,5 кВ:
;
По справочнику выбираем шины 2АС-185: 1020 
840
Выбранные шины проверяем на термическую стойкость:
,
Рассчитываем минимальное сечение проводника:
;
370 >85 - условие термической стойкости выполняется.
Проверка на отсутствие коронирования для гибких шин сечением более 70 мм2 не производится.
Сборные шины РУ-10 кВ.
По справочнику выбираем пакет шин 2А-100*8: 2390>2309;
Выбранные шины проверяем на термическую стойкость:
;
Рассчитываем минимальное сечение проводника:
;
Условие термической стойкости выполняется.
1600>346;
Проверяем выбранные шины на динамическую стойкость.
Условие механической стойкости проводников при протекании ударного тока
;
-допустимое напряжение в материале проводника, МПа;
- напряжение в материале шин от взаимодействия фаз;
- напряжение в материале шин от взаимодействия полос в пакете одной фазы.
Определяем усилие, действующее на шину в длине пролета:
;(21)
-ударный ток, кА;
-длина параллельных проводников, м;
-расстояние между осями проводников, м;
Определяем изгибающий момент:
;(22)
Определяем усилие, действующее на полосы в одной фазе:
(23)
- коэффициент формы;
Определяем момент сопротивления шин при расположении плашмя:
;(24)
-ширина проводника, мм;
-толщина проводника, мм;
Определяем напряжение в металле пакета шин:
(25)
;(26)
-расчетное механическое сопротивление в материале проводника, МПа;
-момент сопротивления, м³;
- Коэффициент перевода Па в МПа.
1,3*10-8<80;
Определяем момент сопротивления шин при расположении их на ребро:
(27)
где 
- ширина и длина шины.
Определяем расчетное напряжение в металле шин:
σ 
σ 
σ 
80 
0,41*10-8
Условие динамической стойкости шин выполняется, т.е. шины динамически устойчивы.
|
|
|
Выбор изоляторов
Выбор изоляторов производится по роду установки и напряжению.
,
-номинальное напряжение изолятора;
-рабочее напряжение изолятора;
Для РУ–220кВ и РУ–27,5кВ выбираем подвесные изоляторы типа ПС–70
Для РУ – 220 кВ выбираем 16 штук,
Для РУ – 27,5 кВ выбираем 3 штуки.
Изоляторы в РУ-10 кВ.
;
;
Выбираем три типа изоляторов: проходные внутренней установки, проходные внешней установки, опорные.
Проходные внутренней установки ИП-10/3150-30УХЛ2;
Выбранные изоляторы проверяем на динамическую стойкость по условию:
,(28)
-наибольшая расчетная нагрузка;
-разрушающая мощность по каталогу;
0,6-коэффициент запаса прочности.
(29)
1800<0,6·30000Н; 1800<18000Н;
Проходные наружной установки: ИП-10/6300-42,5УХЛ1:
Выбранные изоляторы проверяем на динамическую стойкость по условию:
,
1800Н<0,6·42500Н; 1800Н<25500Н;
Опорные ОФ–10–2000;
Выбранные изоляторы проверяем на динамическую стойкость по условию:
,
Определяем наибольшую расчетную нагрузку:
;
3600Н<0,6·7500Н; 3600Н<4500Н;
Условие динамической стойкости выполняется, т.е. изоляторы динамически устойчивы.
|
|
|
