Разработка оптимального варианта понизительной подстанции для электроснабжения промышленных и (стр. 4 из 18)
Расчетные виды КЗ:
- трехфазное КЗ (максимальный ток);
- двухфазное КЗ (минимальный ток);
- однофазное КЗ (максимальный ток).
Расчетные точки:
- на стороне 110 кВ подстанции (К1);
- на сборных шинах 10 кВ подстанции (К2);
- в конце самой длинной отходящей линии 10 кВ (К3).
Расчет токов трехфазного КЗ
Составим схему замещения сетевого района с учетом принятых допущений
Рисунок 6 – Схема замещения сетевого района.
Рассчитаем параметры схемы замещения в именованных единицах с точным приведением. Все параметры приводим к напряжению 110 кВ.
Сопротивление системы:
(19)Где
напряжение системы, кВ; 
мощность КЗ на шинах системы, МВА. 
Ом.Сопротивление линии 110 кВ по условию- 20 Ом
Х1 = 20 Ом
Хл = 
(20)
Сопротивление обмоток трансформатора:
Находим сопротивление трансформатора
Хтр =
(21)где Uк% - напряжение короткого замыкания трансформатора.
Sном – номинальная мощность трансформатора.
Х2 =
= 1,05 Ом.Сопротивление нагрузки подстанции:
(22)Где
сверхпереходное сопротивление нагрузки, о.е. ( 
[7]); 
среднее напряжение нагрузки, кВ; 
коэффициент трансформации трансформаторов подстанции, о.е.; 
максимальная нагрузка подстанции, МВт.Хн
Ом.ЭДС нагрузки:
(23) 
кВ.где
сверхпереходная ЭДС нагрузки, о.е. ( 
[7]).ЭДС системы:
(24) 
кВ.Расчет токов на стороне 110 кВ проектируемой подстанции
Пусть КЗ произошло в точке К1.
Периодическая составляющая тока в начальный момент времени:
(25)где
ЭДС i-ой активной ветви, кВ; 
сопротивление i-ой активной ветви, Ом. 
кА.Ударный ток:
(26)где
ударный коэффициент (можно принять 
[7]). 
кА.Расчет токов на шинах 10 кВ проектируемой подстанции
Пусть КЗ произошло в точке К2.
Периодическая составляющая тока в начальный момент времени по (25):
кА.Ударный ток по (26):
кА.Сведем все полученные значения токов КЗ в таблицу 5.
Таблица 5 – Значения токов КЗ на проектируемой подстанции
| Расчетная точка |  кА |  кА |
| К1 | 3,17 | 8,07 |
| К2 | 7,39 | 18,81 |
Ограничения токов КЗ не требуется, так как выпускаемые промышленностью коммутационные аппараты способны отключить все токи КЗ, имеющие место на проектируемой подстанции.
6. Выбор основного оборудования и токоведущих частей
6.1 Выбор высоковольтных выключателей.
Для установки на стороне 10 кВ выбираем вакуумные выключатели серии ВБЭК – 10, ориентируясь на установку на стороне 10 кВ комплектного распределительного устройства наружной установки (КРУН) серии К – 59.
Секционные выключатели принимаем такими же, как и вводные на соответствующем напряжении.
Произведем выбор и проверку для вводных выключателей на стороне 10 кВ (Q2,Q3). Считаем, что один трансформатор выведен в ремонт и вся нагрузка подключена ко второму.
Наибольший рабочий ток:
(27)где
коэффициент, показывающий какая часть мощности, поступающей на подстанцию, протекает через данный выключатель.Для вводных выключателей:
(28)где
максимальная нагрузка, МВт.Для линейных выключателей:
(29)где
нагрузка одной линии, МВт. 
кА. 
кАВыбираю вакуумные выключатели BB/TEL –10– 20/1000 У3, для линий- BB/TEL –10 –20/630 У3.
Проверка на отключение симметричного тока КЗ:
(30)где
номинальный ток отключения выключателя, кА (для выбранных выключателей 
кА); 
периодическая составляющая тока КЗ на момент начала расхождения контактов, кА. 
(31)Где
собственное время отключения выключателя, с. 
с.Для упрощения расчетов принимаем
, так как если выключатель сможет отключить ток 
, который больше тока 
, то он сможет отключить и ток . Это условие выполняется, так как 20 кА > 7,39 кА. Проверка на отключение асимметричного тока КЗ: 
(32)Где
нормированное содержание апериодической составляющей, о.е. (для выбранных выключателей 
); 
постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с (для напряжения 10 кВ и 
с, для напряжения 35 и 110 кВ и 
с [8]). 
и 
.Это условие выполняется, так как 28 кА > 12,462 кА.
Проверка включающей способности:
(33)Где
наибольший пик номинального тока включения выключателя, кА (для выбранных выключателей 
кА).