2.5. Расчёт токов короткого замыкания на шинах ру –10 кВ

Для расчётов токов к.з. на шинах РУ –10 кВ составлена схема замещения.

Рассмотрено два вида к.з.:

• режим максимальных токов (оба трансформатора включены в работу и работают параллельно (рис. 9а));

• режим минимальных токов (в работе находиться один трансформатор (рис. 9б)).

а)	б)

Рис. 9

Т. к. необходимо рассмотреть, прежде всего, режим максимальных токов сводим расчёты к схеме (а) и сводим схему замещения к схеме с результирующим относительным базовым сопротивлением.

(13)

где х_*Т –относительное сопротивление трансформаторов.

Базисный ток

2.5.1. Определение трёхфазного тока в режиме максимальных токов

2.5.2. Определение двухфазного тока короткого замыкания в режиме максимальных токов

2.5.3. Определение тока трёхфазного короткого замыкания в режиме минимальных токов

Минимальный ток к.з. будет в режиме раздельной работы трансформаторов. Схема замещения представлена на рис. 9(б).

2.5.4. Определение токов двухфазного короткого замыкания в режиме минимальных токов

2.6. Расчёт точки короткого замыкания после преобразовательного трансформатора

Для расчёта точки короткого замыкания после преобразовательного трансформатора (расчётная точка k₃) к схеме замещения (рис. 6(а)) добавляем сопротивление тягового трансформатора:

Рис. 10

Для расчёта представлена схема замещения:

Рис. 11

Результирующее базисное сопротивление:

2.6.1. Определение токов трёхфазного короткого замыкания

2.6.2. Определение токов двухфазного короткого замыкания

2.7. Расчёт точки короткого замыкания на шинах РУ-3,3 кВ

Расчёт максимального тока короткого замыкания на шинах выпрямленного напряжения (расчётная точка k₃) производится по формуле:

(14)

где мощность трансформаторов всех преобразовательных агрегатов в работе, МВА;

N –количество преобразовательных агрегатов в работе;

S_k –мощность к.з. на шинах тягового трансформатора.

Режим максимального тока, когда оба преобразовательных агрегата введены в работу:

Режим минимального тока, когда лишь один преобразовательный агрегата введен в работу:

2.8. Расчёт тока короткого замыкания на шинах собственных нужд

Расчёт токов короткого замыкания на шинах собственных нужд (расчётная точка k₄) тяговой подстанции производим в именованных единицах, с учётом активных и индуктивных сопротивлений.

Расчётная схема и схема замещения представлена на рис. 12.

Рис. 12

Максимальный рабочий ток вторичной обмотки трансформатора собственных нужд определено по формуле:

(15)

Активное сопротивление обмоток ТСН:

(16)

где Р_к –мощность к.з. ТСН, кВт;

S_ТСН –номинальная мощность ТСН, ВА;

U_осн –напряжение основной ступени, В.

Полное сопротивление обмоток ТСН:

Реактивное сопротивление обмотки ТСН определено по формуле:

Трансформатор собственных нужд присоединяется к шинам 0,4/0,23 кВ четырёх жильным кабелем ААГВ -3×185+1×50-1, максимально допустимый ток которого определён по следующей формуле:

(17)

где k_к –количество кабелей;

I_доп –допустимый ток для принятого сечения (определён из справочника [7]),

I_доп =260 А;

n_k –коэффициент, учитывающий охлаждение кабелей, n_k =0,85.

Для кабеля ААГВ -3×185+1×50-1:

Эти данные также как и тип кабеля берутся из справочника.

Сопротивление автоматического выключателя:

Сопротивления трансформаторов тока:

Сопротивление рубильника:

Результирующее сопротивление цепи трансформатора собственных нужд:

Трехфазное короткое замыкание:

Двухфазное короткое замыкание:

Однофазное короткое замыкание:

(18)

где U_2ф –фазное напряжение обмотки трансформатора, В;

z_Тр –полное сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании.

Таблица 5

Данные по коротким замыканиям тяговой подстанции

Вид К.З.		Наименование тока к.з.				РУ-110 кВ (к1)	РУ-10 кВ (к2)		к3, после преобразовательного трансформатора		РУ-3,3 кВ		к4 ТСН
Трёхфазное К.З.		Iпо, кА				7,64	9,0		20,3		29,1		7,6
		iy, кА				19,0	23,0		51,7		-		20,15
		Iy, кА				13,3	13,7		30,9		-		12,01
		Sк, МВА				1162,8	164		116,3		-		5,47
Двухфазное К.З.		Iпо, кА				6,5	13,5		17,7		-		6,9
		iy, кА				16,6	34,4		45,0		-		17,65
		Iy, кА				9,9	20,5		26,9		-		10,52
		Sк, МВА				1011,6	143		101,2		-		4,75
Однофазное К.З.		Iпо, кА				6,2	-		-		-		3,53
		iy, кА				15,8	-		-		-		9,0
		Iy, кА				9,4	-		-		-		5,36
		Sк, МВА				1240	-		-		-		0,812

Точка короткого замыкания	Формула расчёта Вк	Значение Вк, кА·с
К1	Вк=Iк1^2·(tсв+tрз+tср+Та)=7,64^2·(0,04+2+0,1+0,05)	127,8
К2	Вк2`=Iк2^2·(tсв+tрз+tср+Та)=9,0^2·(0,035+1,5+0,1+0,05)	136,5
	Вк2``=Iк2^2·(tсв+tрз+tср+Та)=9,0^2·(0,035+1+0,1+0,05)	96
	Вк2```=Iк2^2·(tcв+tрз+tср+Та)=9,0^2·(0,035+0,5+0,1+0,05)	55,5
К3	Вк=Iк1^2·(tсв+Та)=29,1^2·(0,3+0,05)	296,4