(24) Сис-Ст 220 отп 2р

XБТН	UКН 0	0		SБ			7		1000		1,75
				SТ		100			40
100

Трансформатор собственных нужд

			U		0				S	Б	4,7					1000
Z	БТСН				К 0															117,50
								SТСН
		100									100					0,4
R БТСН				PКЗ					SБ					4,1				1000		25,63
									SТСН
				SТСН							400					0,4

X БТСН Z2БТСН R2БТСН 117,502 25,632 114,67

Выполним преобразование до точки К1

						X Б1							X БЛ1						1,361							0,681
																				2
								2
						X Б2							X БЛ2								3,317					1,658
																			2
								2
						X Б3							X БЛ3							2,641						1,321
																				2
								2
		X Б4					X БГ XБГТ															3,85 1,375						1,408
								3											3

Рисунок 4.3 – Первый этап упрощения схемы замещения ТП8 в точке к.з. К1 X Б5 X Б1 X БЛ4 0,681 3,025 3,705

Рисунок 4.4 – Второй этап упрощения схемы замещения ТП8 в точке к.з. К1

	X Б6					X Б5 X Б2					3,705 1,658							1,146
					X Б5 X Б2					3,705 1,658

Рисунок 4.5 – Третий этап упрощения схемы замещения ТП8 в точке к.з. К1

X БА1 X БС X Б6 X БЛ5 0,370 1,146 6,049 7,565

X БВ1 X Б4 X Б3 1,408 1,321 2,729

Рисунок 4.6 –Упрощенная схема замещения ТП20 в точке к.з. К1

Преобразование схемы до точки К2

Рисунок 4.7 – Преобразование схемы замещения ТП8 до точки к.з. К2

X БТВ С		X БТВ X БТС				2,25	0,75	1,500
	2					2
X БА2 X БА1 X БТВ С			X БА1 X БТВ С			7,565 1,50			7,565 1,5	13,223
			X БВ1					2,729

X БВ2 X БВ1 X БТВ С X БВ1 X БТВ С 2,729 1,5 2,729 1,5 4,770 X БА1 7,565

Преобразование до точки К3

Рисунок 4.8 – Преобразование схемы замещения ТП8 до точки к.з. К3

		X БТВ Н		X БТВ X БТН						2,25		1,75	2,00
			2					2			2
X БА3	X БА1	X БТВ Н			X БА1 X БТВ Н				7,565 2,00					7,565 2,00			15,11
						X БВ1
											2,729
X БВ3	X БВ1	X БТВ Н				X БВ1 X БТВ Н			2,729 2,00						2,729 2,00		5,45
						X БА1
											7,565

Преобразование схемы до точки К4

Рисунок 4.9 – Преобразование схемы замещения ТП8 до точки к.з. К4

	X	БАВ2		X БА2 X БВ2									13,223 4,770			3,505
				X БА2 X БВ2								13,223 4,770
						X БТСН						114,67
		X БТСН													28,66
														2
					2
			R				R БТСН							25,63	6,41
				БТСН										4
					4
	X БАВ4
			X БАВ2 X БТСН 3,505 28,66 32,17

Z БАВ4 X БАВ42 R БТСН2 32,172 6,412 32,80

5 Расчёт токов КЗ

5.1 Расчёт токов КЗ при источниках питания конечной мощности

Найдем ток КЗ в точке К1.

Базисный ток для шин с Uср1=115 кВ будет равен:

	IБ1				SБ			1000		5,02 кА
				3 Uср1				3 115

В начале определим ток КЗ от энергосистемы (источник питания А). Так как сопротивление энергосистемы учтено при расчете схемы замещения, то напряжение на ее шинах можно считать неизменным. Поэтому в данном случае применяется упрощенный

	метод расчета КЗ.			IБ1		5,02
	IПОА1 IПtB1	IKB1					0,664 кА
				X БА1		7,565

Чтобы определить, какой метод расчета применить при нахождении токов КЗ от электростанции (источник питания В), необходимо оценить удаленность точек КЗ от этого источника.

Периодический ток в начальный момент времени

IПОВ1 IБ1 Е 5,02 1,08 1,987 кА X БВ1 2,729

кА Суммарная мощность всех генераторов источника А равна:

SГ В NГ	PГ	3	60	200,0 МВА
	cos Г
		0,9

Определим номинальный ток генераторов источника В, приведенный к напряжению шин:

IНГ		SГ В					200	1,004 кА
		3 Uср1
						3 115

Для оценки удаленности точки К1 от источника найдем соотношение:

IПО1В 1,987 1,98 IНГ1 1,004

Так как отношение IПО1В больше единицы, то точка К1 является неудаленной. Поэтому

IНГ1

расчет токов КЗ проводим методом типовых кривых. Определим ток КЗ от генераторов в момент времени t=0,1с. В нашем случае X1=1, Y1=0,98, X2=2, Y2=0,94, Xi=1,98.

Поэтому

IПtГ	0,98	0,94 0,98	(1,98 1) 0,941.
IПОГ
		2 1

Периодический ток КЗ в момент времени t=0,1 с:

IПtА1 IПtГ IПОА1 0,941 1,987 1,869 кА

IПОГ

Определим суммарный ток КЗ в начальный момент времени: IПО 1 IПОА1 IПОВ1 0,664 1,987 2,651 кА

и в момент времени t=0,1 с –

IПt 1 IПtА1 IПtВ1 0,664 1,869 2,533 кА.

Ударный ток и мощность КЗ в точке К1 будут соответственно равны iУ1 2,55 IПО 1 2,55 2,651 6,759 кА

SКЗ1 3 Uср1 IПО 1 3 115 2,651 527,95 МВА.

Найдем ток КЗ в точке К2

Базисный ток для шин с Uср2=26,2 кВ будет равен:

IБ2				SБ				1000	22,04 кА
			3 Uср2
							3 26,2

В начале определим ток КЗ от энергосистемы. Так как сопротивление энергосистемы учтено при расчете схемы замещения, то напряжение на ее шинах можно считать неизменным. Поэтому в данном случае применяется упрощенный метод расчета КЗ.

IПОА2 IПtА2 IKА2		IБ2		22,04	1,666 кА
		X БА2
			13,22

Удаленность точки КЗ от источника А

IПОВ2

IБ2 Е

22,04 1,08

4,989 кА

X БВ2

4,770

IНГ2

SГ А

200

4,407 кА

3 Uср

3 26,2

Для оценки удаленности точки К2 от источника найдем соотношение:

IПОВ2 4,989 1,13 IНГ2 4,407

Так как отношение IПО2В больше единицы, то точка К2 является неудаленной. Поэтому

IНГ1

расчет токов КЗ проводим методом типовых кривых. Определим ток КЗ от генераторов в момент времени t=0,1с. В нашем случае X1=1, Y1=0,98, X2=2, Y2=0,94, Xi=1,13.

Поэтому

IПtГ	0,98	0,94 0,98	(1,13 1) 0,975.
IПОГ
		2 1

Периодический ток КЗ в момент времени t=0,1 с:

IПtВ2 IПtГ IПОВ2 0,975 4,989 4,863 кА

IПОГ

Определим суммарный ток КЗ в начальный момент времени: IПО 1 IПОА1 IПОВ1 1,666 4,989 6,656 кА

и в момент времени t=0,1 с –

IПt 1 IПtА1 IПtВ1 1,666 4,863 6,530 кА.

Ударный ток и мощность КЗ:

iУ2 2,55 IПО 2 2,55 6,656 16,97 кА

SКЗ2 3 Uср2 IПО 2 3 26,2 6,656 302,04 МВА

Найдем ток КЗ в точке К3

Базисный ток для шин с Uср3=10,5 кВ будет равен:

	IБ3				SБ			1000		54,99 кА
				3 Uср3				3 10,5

В начале определим ток КЗ от энергосистемы. Так как сопротивление энергосистемы учтено при расчете схемы замещения, то напряжение на ее шинах можно считать неизменным. Поэтому в данном случае применяется упрощенный метод расчета КЗ.

IПОА3 IПtА3	IKА3		IБ3		54,99	3,64 кА
			X БА3
				15,11

Чтобы определить, какой метод расчета применить при нахождении тока КЗ от электростанции (источник питания В), необходимо оценить удаленность точки КЗ от этого источника.

IПОВ3 IБ3 Е 54,99 1,08 10,896 кА X БВ3 5,450

Определим номинальный ток генераторов источника В, приведенный к напряжению шин

Uср3=10,5 кВ:

IНГ3	SГ А						200	10,997 кА
		3 Uср
						3 10,5

Для оценки удаленности точки К3 от источника найдем соотношение:

IПОВ3 10,896 0,91 IНГ3 10,997

Так как отношение меньше единицы, то точка К3 является удаленной, поэтому расчет тока КЗ проводим упрощенным методом

IПОВ3 IПtВ3 IKВ3		IБ3		54,99	10,089 кА
		X БВ3
			5,450

Суммарный ток КЗ в точке К2:

IПО 3 IПt 3 IK3 IКА3 IКВ3 3,639 10,089 13,728 кА Ударный ток и мощность КЗ:

iУ3 2,55 IПО 3 2,55 13,728 35,00 кА

SКЗ3 3 Uср3 IПО 3 3 10,5 13,728 249,66 МВА

Найдем ток КЗ в точке К4

Базисный ток для шин с Uср4=0,4 кВ будет равен:

	IБ2				SБ			1000		1443,38 кА
				3 Uср4				3 0,4

	Суммарный ток КЗ в точке К4:		IБ4		1443,38
	IК4					44,0кА
			Z БAB4
				32,80

Ударный ток и мощность КЗ:

iУ4 2,55 IK4 2,55 44,0 112,197 кА

SКЗ4 3 Uср4 IK4 3 0,4 44.0 30,48 МВА

Результаты расчётов сведем в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 – Результаты расчетов токов КЗ на ТП

Точка КЗ				IП0B /	IП0A /	IП0Σ/	iУ3 , кА
	ХБА		ХБВ	IПtB ,	IПtA ,			SКЗ , МВА
(Ucp)						IПtΣ , кА
				кА	кА
К1 (115 кВ)	7,565		2,729	1,987	0,664	2,651	6,759	527,952
				1,869	0,664	2,533
К2 (26,2 кВ)	13,223		4,770	4,989	1,666	6,656	16,972	302,040
				4,863	1,666	6,530
К3 (10,5кВ)	15,110		5,450	10,089	3,639	13,728	35,006	249,659
				10,089	3,639	13,728
К4 (0,4 кВ)	32,805			-	-	43,999	112,197	30,483

Анализ результатов расчётов показывает, что сопротивление ветвей возрастает на каждой следующей точке КЗ. Это объясняется тем, что для трансформации одного уровня напряжения к другому используются понижающие трансформаторы с большим индуктивным сопротивлением обмоток.

Также анализ показывает, что ток короткого замыкания зависит от двух показателей: от класса напряжения – с уменьшением уровня напряжения величина тока КЗ возрастает; от параметров сети т.е. от сопротивления – с увеличением сопротивления ток КЗ уменьшается. Ударный ток прямопропорционален току КЗ – с увеличением тока КЗ, возрастает ударный ток. Мощность КЗ в большей степени зависит от уровня напряжения, в котором происходит КЗ – с уменьшением уровня напряжения уменьшается мощность КЗ.

Заключение

При выполнении контрольной работы я получил навыки проектирования тяговых подстанций.

Также:

-изучили устройство системы внешнего электроснабжения:

-изучили устройство структурной схемы ТП;

-изучили схемы главных электрических соединений распределительных устройств (РУ) с различными уровнями напряжения.