4.2.2. Расчет сопротивлений элементов схемы замещения
Схема замещения для расчетов токов КЗ в электрической сети напряжением выше 1 кВ приведена на рис. 4.4. Расчет токов КЗ проводится в точках сети (А, Б, В, Г, Д) для максимального и минимального режимов работы энергосистемы и рассматриваемой системы электроснабжения. Для максимального режима рассчитываются токи трехфазного КЗ, для минимального режима – токи двухфазного КЗ.
На схему замещения следует наносить буквенные обозначения и количественные значения сопротивлений элементов электрической сети, мощности и токи КЗ. Для максимального режима обозначения располагают справа от рассматриваемых элементов, для минимального режима – слева. Показывают точки электрической сети (А, Б и др.), для которых проводят расчеты, средние напряжения UСРi ступеней СЭС.
Расчет проводим в относительных единицах. Базисную мощность примем Sб = 1000 МВА. Для выбранного оборудования принимаем средние значения напряжений ступеней электрической сети: UСР1 = 115 кВ, UCР2 =10,5 кВ, UСР3 = 0,4 кВ.
1. Сопротивления энергосистемы:
1.1. В максимальном режиме
.
1.2. В минимальном режиме
.
2. Сопротивление воздушных линий ВЛ1 и ВЛ2:
3. Сопротивления трансформаторов Т1 и Т2:
3.1. При среднем положении регулятора РПН
– сопротивление трансформатора без учета расщепления вторичных обмоток (как обычного двухобмоточного)
Рис. 4.4. Схема замещения для расчета токов КЗ
в электрической сети напряжением более 1 кВ
– сопротивление обмотки высшего напряжения
,
– сопротивления расщепленных вторичных обмоток низшего напряжения
,
– общее сопротивление трансформатора по цепи одной вторичной обмотки
или
.
Примечание: Определенные значения сопротивлений обмоток высшего и низшего напряжения используются при работе расщепленных обмоток отдельно, каждая на свою секцию сборных шин. В практике очень часто имеет место объединение расщепленных обмоток, например на старых подстанциях, где имеются две секции сборных шин, а по условию увеличения мощности подстанции ставятся трансформаторы с расщепленными обмотками (трансформаторы мощностью 25 МВА и более). В этом случае сопротивление трансформатора будет
.
3.2. При минимальном положении регулятора РПН и объединенных вторичных обмотках
;
,
где ΔUРПН взято в относительных единицах.
3.3. При максимальном положении регулятора РПН и объединенных вторичных обмотках
;
.
3.4. Отношение сопротивлений трансформатора при максимальном и минимальном положениях РПН составляет
.
4. Сопротивление кабельных линий КЛ1 и КЛ2.
4.1. При нормальной работе линий (в линии параллельно включены два кабеля n = 2) имеем их минимальное сопротивление
.
4.2. При аварийном отключении одного из кабелей в линии (n – 1) имеем максимальное сопротивление
.
5.Сопротивление кабельных линий КЛ3 и КЛ4, каждая из которых состоит из одного кабеля
.
4.2.3. Расчет токов кз в максимальном режиме
В общем случае для каждой ступени напряжения определяется базисный ток короткого замыкания
|
(4.12) |
и потом ток трехфазного короткого замыкания в какой либо точке, например А
|
(4.13) |
,где ХΣ.А – суммарное сопротивление от энергосистемы до точки А, приведенное к базисным условиям.
Примечание: При определении максимальных токов КЗ рассматриваем максимальный режим работы энергосистемы (SК.МАКС и соответственно сопротивление системы ХС.МАКС) при минимальных сопротивлениях рассматриваемой системы электроснабжения ХТ.МИН и ХЛ.МИН ( см. раздел 4.1.3).
Теперь определяем конкретные значения токов КЗ для рассматриваемой схемы в максимальном режиме.
Точка А – в начале ВЛ-110 кВ
.
Точка Б – в конце ВЛ-110 кВ или на стороне высшего напряжения 110 кВ трансформатора 110/10 кВ
.
Точка В – на стороне низшего напряжения 10 кВ трансформатора 110/10 кВ, при этом UСТ = UСР2
;
.
Точка Г – в конце кабельной линии КЛ1 напряжением 10 кВ или секциях сборных шин РП
;
.
Точка Д – в конце кабельной линии КЛ3 напряжением 10 кВ или на стороне высшего напряжения силового трансформатора Т3
;
.