Расчет токов КЗ и их ограничение

Расчет токов КЗ

С целью выбора и проверки ЭА и кабелей произведем расчет токов КЗ в относительных единицах для симметричного трехфазного КЗ. Для этого произвольно зададимся величиной базисной мощности равной S_Б = 1000 МВА [1].

 Схема присоединения ПС к сети представлена на рис.3.

Рисунок 3 – Схема присоединения тупиковой ПС

Составим схему замещения тупиковой ПС (рис.4), согласно схеме на рис.3:

Рисунок 4 – Схема замещения тупиковой ПС с отключенным секционным выключателем

Определим параметры схемы замещения и вычислим сопротивления для всех элементов расчетной схемы, согласно исходным данным (8-10):

(8)

где  - мощность КЗ системы С1;

(9)

где  - индуктивное сопротивление одного километра длины ВЛ, равное 0,4 Ом/км;

- длина линий от С1 до ПС в километрах;

- высшее напряжение в кВ;

(10)

где - напряжение КЗ выбранного трансформатора [3];

 - номинальная мощность трансформатора в МВА.

Базисный ток на шинах ВН (11) и НН (12) [1]:

(11)

где  - среднее значение напряжения стороны ВН.

(12)

где  - среднее значение напряжения стороны НН.

Рассчитаем варианты схем ЭС при включенном и отключенном секционном выключателе для КЗ в точках К1 и К2.

 Преобразуем расчетные схемы и определим результирующие сопротивления до точек КЗ соответственно на шинах ВН и НН [1]:

Для КЗ в точке К1, при отключенном секционном выключателе (13):

(13)

Ток КЗ для стороны ВН (14):

(14)

Для КЗ в точке К2, при отключенном секционном выключателе (15):

(15)

Ток КЗ для стороны НН (16):

(16)

В качестве вводного выключателя на стороне ВН выбираем ВР35НС-35-20/1600 У1:

В качестве вводного выключателя на стороне НН выбираем BB/TEL-10-12,5/1000 У2:

1) Время отключения тока КЗ (17):

(17)

где t_З – Время действия релейной защиты, для ВН = 2,1 с; НН = 1,6 с; для секц. выкл. НН = 1,1 с, отходящих присоединений РУ НН = 0,6 с;

 - собственное время отключения выключателя.

Для ВН: ;

Для НН: – для вводного выключателя;

– для секционного выключателя;

– для выключателя отходящих линий.

2) Полное время отключения цепи при КЗ (18):

(18)

Для ВН: ;

Для НН: – для вводного выключателя;

– для секционного выключателя;

– для выключателя отходящих линий.

3) Рассчитаем ударный ток КЗ (19):

(19)

 

где  - ударный коэффициент определяемый по формуле (20) [1];

(20)

 

где Tа - постоянная времени затухания периодической составляющей:

Для ВН: Tа = 0,025 с;

Для НН: Tа = 0,035 с;

Для стороны ВН:

Для стороны НН:

4) Импульс квадратичного тока КЗ (21):

(21)

Для стороны ВН:

Для стороны ВН:

5) Апериодической ток КЗ (22):

(22)

Для ВН:

Для НН:

Рассмотрим случай КЗ, когда секционный выключатель включен. Для этого преобразуем схему под заданное условие.

 В рассматриваемом случае сопротивление и ток замыкания в точке К1 идентичны рассчитанным при отключенном секционном выключателе.

Рассчитаем суммарное сопротивление параллельных ветвей (23):

(23)

Для данного случая схема примет следующий вид (рис.5) [1]:

 

 

 

 

Рисунок 5 – Схема замещения ПС при включенном секционном выключателе.

 Рассчитаем эквивалентное сопротивление схемы замещения (24):

(24)

Ток КЗ в точке К2 (25):

(25)

Рассчитаем ударный ток:

Импульс квадратичного тока найдем по формулам:

Апериодический ток КЗ равен: