Проект ТП 35/10 кВ "Город" ИРЭС ООО "БашРЭС-Стерлитамак" для электроснабжения потребителей с разработкой защитного заземления (стр. 4 из 9)
В системе трехфазного переменного тока могут трехфазные, двухфазные и однофазные короткие замыкания. Чаще всего возникают однофазные короткие замыкания (60-92% общего числа коротких замыканий).
Последствиями коротких замыканий являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы, что приводит к полному или частичному разрушению аппаратов, машин и других устройств; к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы, на обмотки электрических машин; к пожару в элементах электроснабжения из-за повышенного нагрева токоведущих частей и изоляции; к нарушению нормального режима работы механизмов из-за снижения напряжения.
Для предотвращения короткого замыкания и уменьшения их последствий необходимо: устранить причины, вызывающие короткое замыкание, уменьшить время действия защиты, действующей при коротком замыкании; применить быстродействующие выключатели; применить АРН для быстрого восстановления напряжения генераторов; правильно вычислить величины токов короткого замыкания и по ним выбрать необходимую аппаратуру, защиту и средства для ограничения токов короткого замыкания.
Ограничение токов короткого замыкания может быть достигнуто путем соответствующего построения схемы электроснабжения:
- повышение напряжения сетей приводит к уменьшению рабочих токов и токов короткого замыкания;
- секционирование сетей исключает параллельную работу источников и линий, а следовательно, уменьшает токи короткого замыкания;
- раздельная работа трансформаторов на шинах вторичного напряжения ГПП, РП, ТП увеличивает сопротивление короткозамкнутой цепи, следовательно, уменьшает токи короткого замыкания;
- применение реакторов, включаемых последовательно в цепь при мощности трансформатора более 25МВА;
- применение трансформаторов с расщепленной обмоткой начиная с мощности трансформатора 25МВА.
Расчет токов короткого замыкания будем вести в относительных единицах.
По схеме электрических присоединений составляем расчетную схему и схему замещения:
Рисунок 2.2 - Расчетная схема
Рисунок 2.3 - Схема замещения
Задаемся базисной мощностью Sб =10 МВА
Определяем сопротивления всех элементов схемы.
Сопротивление воздушной линии
, (2.27)где Х0 - индуктивное сопротивление одного километра воздуш-
ной линии, Ом/км;
l - длина воздушной линии, км;
Sб - базисная мощность, МВА;
Uб - базисное напряжение, кВ.
Определяем сопротивление первой воздушной линии:
Определяем сопротивление второй линии:
Сопротивление трансформатора
находится по формуле 
, (2.28)где Sном - номинальная мощность трансформатора, МВА;
Uкз - напряжение короткого замыкания, %.
Определяем токи короткого замыкания в точках К1 и К2
Точка К1
, (2.29)где Iбк1 - базисный ток точки К1 , кА;
- сопротивление в точке К1 . 
(2.30) 
(2.31) 
Точка К2
(2.32) 
Определяем ударные токи в заданных точках
Точка К1
, (2.33)где
- ударный коэффициент, равный 1,8. 
Точка К2
Определяем мощность короткого замыкания в точках К1 и К2
Точка К1
(2.34) 
Точка К2
2.7 Расчет и выбор питающей линии
Подстанция «Бурлы» получает питание от двух воздушных линий напряжением 35 кВ. Линии выполнены из сталеалюминевых проводов, которые имеют большую механическую прочность, чем обычные провода. Сердечник таких проводов выполняется из одной или несколько свитых стальных оцинкованных проволок. Алюминиевые проволоки, покрывающие стальной сердечник одним, двумя, или тремя повивами, являются токоведущей частью провода. Электропроводность стального сердечника мала, и поэтому не учитывается. Сталеалюминевые провода изготавливают следующих марок:
- АС, имеющие отношение сечений алюминия и стали 5,5-6;
- АСО (облегченной конструкции), имеющие отношение стали и алюминия 7,5-8;
- АСУ (усиленной конструкции), имеющие отношение алюминия и стали около 4,5.
В данном дипломном проекте применяются провода марки АС.
Площадь сечения проводов питающих линий сначала определяется по условиям экономической выгоды - плотности тока (экономический расчет), а затем проверяется по нагреву, потере напряжения, по тепловой устойчивости действию токов короткого замыкания, на отсутствие короны (электрический расчет).
Определяем номинальный ток Iном ,А, на стороне 35 кВ по формуле
, (2.35)где Sном.т - номинальная мощность трансформатора, кВА;
Uном - номинальное напряжение, кВ.
Определяем экономически выгодное сечение провода Sэк , мм2, по формуле
, (2.36)где jэк - экономическая плотность тока, А/мм2.
Экономическая плотность тока для данного случая jэк=1 А/мм2 [6, с.85, таб. 2.26]
Из условия S>Sэк выбираем провод АС-70 [8, с.428, таб.7.35].
Проводим проверку выбранного сечения провода по нагреву током нормального режима
, (2.37)где kпопр - поправочный коэффициент; для воздушной линии
kпопр=1
Iдоп=265 А для данного сечения провода, т.е 265 А>66,06 А, что удовлетворяет условию проверки.
Проводим проверку по нагреву током послеаварийного режима с учетом пропускной способности по условию
Кпер·Iдоп ≥ 2Iдл, (2.38)
где Кпер - коэффициент перегрузки, Кпер=1,3-1,35 для ВЛЭП.
,что удовлетворяет условию проверки
Проверка на отсутствие короны.
Наибольшая напряженность поля Е0 , кВ/см, у поверхности провода, соответствующая появлению общей короны, определяется по формуле
(2.39)где m - коэффициент негладкости многопроволочных проводов
линии, равный 0,82;
R0 - радиус проводов, см;
d - относительная плотность воздуха, d=1,04-1,05.
Согласно ПУЭ Emax=28 кВ/см. Чтобы провод не коронировал, необходимо: Emax ≥ E0.
Таким образом, 28 кВ/см > 25,08 кВ/см, т.е. провод коронировать не будет.
Проверка проводов на потерю напряжения, которая в ВЛЭП допускается до 10%.