Проектирование главной понизительной подстанции промышленного предприятия (стр. 3 из 6)

(7)

; , (8)

где r0 – удельное активное сопротивление линии, Ом/км; x0 – удельное индуктивное сопротивление линии, Ом/км; l – длина линии.

По ГОСТ-13109-97 отклонение напряжения на электроприёмниках должно оставаться в пределах ±5% [4].

(9)

Активное удельное сопротивление линии, Ом/км:

, (10)

Где F – сечение провода, мм2; γ – удельная проводимость, равная

для алюминия и для меди.

Значение x0 берём из справочника [6]

Расчёт значений сведём в таблицы 6-7.

Таблица 6. Потери напряжения для радиальной схемы

Параметры	Ввод 35 кВ №№1,2	ЭН 1	ЭН 2	ЭН 3	ЭН 4	ЭН 5	ЭН 6
F, мм2	95	2х150	95	150	240	95	70
x0, Ом/км	0,404	0,074	0,078	0,074	0,071	0,078	0,08
r0, Ом/км	0,332	0,210	0,332	0,210	0,131	0,332	0,451
l, км	2,287	3,663	3,856	2,088	3,687	2,78	4,019
x, Ом	0,924	0,271	0,301	0,155	0,262	0,217	0,322
r, Ом	0,759	0,770	1,280	0,439	0,485	0,923	1,811
U, кВ	35	6,3	6,3	6,3	6,3	6,3	6,3
z, Ом	1,196	0,408	1,315	0,466	0,551	0,948	1,839
S, МВА	18,901	5,466	2,106	3,165	4,062	2,251	1,947
ΔU, В	645,87	299,7	256,7	245,55	272,89	255,75	296,91
δUу, %	1,84	4,85	4,32	4,09	4,65	4,31	4,79

Таблица 7. Потери напряжения для смешанной схемы

Параметры	Ввод 35 кВ №№1,2	ЭН 1, 2, 3	ЭН 5	ЭН 4, 6
F, мм2	95	2х240	95	2х120
x0, Ом/км	0,404	0,071	0,078	0,076
r0, Ом/км	0,332	0,079	0,332	0,263
l, км	2,287	3,165	2,78	4,062
x, Ом	0,924	0,225	0,217	0,309
r, Ом	0,759	0,249	0,923	1,068
U, кВ	35	6,3	6,3	6,3
z, Ом	1,196	0,168	0,948	0,556
S, МВА	18,901	9,66	2,251	3,165
ΔU, В	645,87	257,0	255,75	279,2
ε, %	1,84	4,08	4,31	4,43

Выбранные сечения позволяют поддерживать отклонение напряжения в заданных пределах.

Выбранные проводники соответствуют техническим требованиям по нагреву и потерям напряжения.

8. Расчёт токов короткого замыкания

Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение коротких замыканий. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ. Места точек КЗ на линии выбираем так чтобы оборудование находилось в наиболее тяжёлых условиях.

Расчёт токов КЗ будем вести в именованных единицах. За базисную ступень напряжения Uб выбираем напряжение Uб=6300 В.

Формулы приведения параметров расчётной схемы к базисным условиям.

Сопротивление энергосистемы при внешнем токе КЗ Iк=2,6 кА:

(11)

Реактивное и активное сопротивление трансформатора:

(12)

Реактивное и активное сопротивление линии:

(13)

После расчёта сопротивлений отдельных элементов цепи путём постепенного преобразования приводят схему к одному эквивалентному элементу, обладающему результирующим сопротивлением.

Полное сопротивление схемы:

(14)

Ток короткого замыкания, в зависимости от выбранной системы единиц вычисления, определяют по формулам:

(15)

Ударный ток КЗ определяется из выражения:

(16)

где kу – ударный коэффициент, учитывающий участие апериодического в образовании ударного тока.

Величина kу зависит от соотношения индуктивного и активного сопротивлений цепи КЗ, и может быть определена по кривой или принята равной: 1,8 – при КЗ в установках и сетях напряжением свыше 1000 В.

8.1 Расчёт токов КЗ в точках

Для расчёта токов КЗ составили схему замещения, где все элементы заменяют сопротивлениями, приведёнными к базисным условиям. Схема замещения представлена в графической части листы №3, 4.

Определим сопротивление энергосистемы:

Рассчитаем сопротивления трансформатора ТД-16000/35:

Приведём сопротивления линий ввода 35 кВ №№1,2 к базисному напряжению Uб:

Произведём расчет токов КЗ на стороне 35 кВ перед силовыми трансформаторами ГПП:

Для остальных линий расчёты аналогичны, результаты сведены в таблицы 8-11.

Таблица 8. Сопротивления линий схемы радиального питания

1	2	3	4	5	6
r, Ом	0,271	0,301	0,155	0,262	0,217	0,322
x, Ом	0,770	1,280	0,439	0,485	0,923	1,811
z, Ом	0,408	1,315	0,466	0,551	0,948	1,839

Таблица 9. Расчёт токов КЗ радиальной схемы питания

К0	К1	К2	К3	К4	К5	К6
z, Ом	0,459	0,868	1,775	0,925	1,010	1,408	2,299
Iкз(3), А	7918	4192	2050	3933	3601	2584	1582
Iуд, А	20155	10671	5217	10011	9166	6578	4028

Таблица 10. Сопротивление схемы смешанного питания

1	31	32	3	4	46
r, Ом	0,079	0,079	0,079	0,332	0,263	0,263
x, Ом	3,165	2,28	3,585	2,251	4,062	0,922
z, Ом	0,168	0,121	0,190	0,768	0,556	0,126

Таблица 11. Расчёт токов КЗ смешанной схемы питания

К0	К1	К2	К3	К4	К5	К6
z, Ом	0,459	0,748	0,817	0,627	1,015	1,227	1,141
Iкз(3), А	7918	4864	4452	5801	3583	2964	3187
Iуд, А	20155	12382	11334	14767	9121	7545	8113

8.2 Расчёт выбранных проводников на термическую и электродинамическую стойкость

Термическая стойкость проводников называется способность выдерживать протекание номинального тока термической устойчивости в течение заданного времени без нагрева токоведущих частей до температур, превышающих допустимые при токах КЗ, и без нарушения пригодности к дальнейшей исправной работе.

Выбор термически стойкого сечения жил кабеля производят по значению установившегося тока КЗ и времени прохождения этого тока через кабель. Время определяется уставкой защиты, имеющей наибольшее время выдержки (в случае использования нескольких защит).

Условие выбора и проверки проводников на термическую устойчивость:

(17)

Где F – фактическое сечение кабеля, мм2; Fмин – минимально допустимое по термической устойчивости сечение кабеля, мм2; I” – ток КЗ, А; tпр – приведённое время действия тока КЗ, с; C – термический коэффициент,

.

Приведённое время действия тока КЗ складывается из приведённого времени действия тока КЗ tпр.п и приведённого времени действия апериодического тока КЗ tпр.а:

tпр=tпр.п+tпр.а (18)

При питании от системы неограниченной мощности:

tпр=tвыкл+tзащ (19)

где tвыкл – время отключения выключателя (tвыкл=0,1 с – для быстродействующих выключателей; tвыкл=0,2 с – для небыстродействующих выключателей); tзащ – время действия релейной защиты (определяется по условию селективности Δt=0,5 с).

tпр=0,1+0,5=0,6 с

Так же выбранные проводники проверяются на электродинамическую устойчивость току КЗ:

iн.дин≥iуд (20)

где iн.дин – предельно допустимый ток электродинамической перегрузки, взятый из справочника [6]; iуд – ударный ток трёхфазного КЗ.

Для линий ввода 35 кВ №№1,2: