9. Расчёт токов коротких замыканий и выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1 кВ.

Для расчета токов короткого замыкания необходимо предварительно выбрать кабели питающие предприятие.

Сечения жил кабеля выбираются по экономической плотности тока и проверяются по нагреву и термической стойкости при КЗ.

Сечения жил кабеля по экономической плотности тока определяются по выражению:

(9.1)

где Iр – расчётный ток кабеля в нормальном режиме работы, А; jэ – экономическая плотность тока (А/мм2). Принимаем по 2, табл. П4.9 в зависимости от времени использования максимальной нагрузки и вида изоляции и материалов жил проводника, которая для кабелей с бумажной изоляцией и Тmax = 4500ч принимается jэ=1,4 А/мм2.

Расчётный ток кабеля в нормальном режиме работы находится изз условия, что в нормальном режиме каждая линия несёт половину нагрузки РП:

(9.2)

где Sр.з. – расчётная нагрузка линии (завода) с учётом потерь в трансформаторах и компенсации, кВА (определена в разделе №3).

По (6.1) сечения жил кабеля по экономической плотности тока определяются по выражению

Принимаем трёхжильный кабель напряжением 10кВ марки ААШвУ с сечением жил 185 мм2. Выбранный кабель ААШвУ-10(3x185) при прокладке в земле в нормальных условиях имеет Iдоп = 310 А (1табл.П23, стр.286).

Проверяем выбранное сечение жил кабеля на нагрев в послеаварийном режиме при отключении одной из линий по условию:

(9.3)

где kп – допустимая кратность перегрузки. По [4] принимаем равной 1,3; - коэффициенты, соответственно учитывающие фактическую температуру окружающей среды, число работающих кабелей, проложенных в одной траншее, фактическое удельное тепловое сопротивление земли. Т.к. условия прокладки принимаем нормальными, то Iра – расчётный ток линии в послеаварийном или ремонтном режимах, А, определяем как:

Согласно условию (6.3):

Условие не выполняется, следовательно принимаем трёхжильный кабель напряжением 10кВ марки ААШвУ с сечением жил 240 мм2. Выбранный кабель ААШвУ-10(3x240) при прокладке в земле в нормальных условиях имеет Iдоп = 355 А (1табл.П23, стр.286)..

Расчёт токов КЗ

Расчёт токов КЗ производится с целью:

1. выбор электрических аппаратов;

2. проверка устойчивости элементов схемы при электродинамическом и термическом действии токов КЗ;

3. расчёт релейной защиты.

Расчётным видом КЗ является трёхфазное, т.к. при нём обычно получаются большие значения сверхпереходного и ударного токов, чем при двухфазном и однофазном.

Для вычисления токов КЗ составим расчётную схему, включающую в себя все элементы, по которым протекают токи к выбранным точкам. На схеме приведём основные параметры оборудования, которое потребуется для последующего расчёта. По расчётной схеме составим схему замещения (6.1), в которой каждый элемент заменяется своим сопротивлением. Генераторы, трансформаторы, высоковольтные линии и короткие участки распределительных сетей представим индуктивным сопротивлением.

П роизведём расчёт в относительных величинах, при котором все расчётные данные приводятся к базисным напряжению и мощности. За базисное напряжение Uср=10,5кВ.

В качестве базисной мощности принимаем равной мощности короткого замыкания на шинах подстанции, т.е. Sб = Sкз= 930 МВА.

Приведение сопротивлений к базисным условиям:

Системы

(9.4)

Трансформаторов:

• индуктивное сопротивление:

(9.5)

где Uк – напряжение короткого замыкания, %. По 4, табл. 8.3 для трансформатора ТД-40000/110 Uк = 10,5%; Sн – номинальная мощность трансформатора, ВА. По заданию Sн = 40МВА.

Кабельных линий:

• индуктивное сопротивление:

(9.6)

где X0 – индуктивное сопротивление одного км линии, принимаемое равным для кабельных линий из 2, по табл.П6.1, Ом/км; l – длина кабельной линии, км.

• активное сопротивление:

(9.7)

где r0 – активное удельное сопротивление одного км линии, принимаемое равным из 2, табл. П6.1, стр.124, Ом/км.

Определим базисный ток, А