Andrey Vychuzhanin

Student of Surgut State University,  Surgut, Russia

Аннотация. В данной статье рассматривается алгоритм вычисления токов КЗ, по результатам которого производится выбор коммутационного оборудования. Приведены основные этапы, необходимые для подбора необходимого оборудования путем сопоставления его каталожных параметров с результатами проектных расчетов.

Abstract. This abstract discusses an algorithm for calculating short-circuit currents, the results of which are used to select switching equipment. The main stages necessary for the selection of the necessary equipment by comparing its catalog parameters with the results of design calculations are given.

Ключевые слова: ток короткого замыкания, электрическая сеть, выключатель.

Keywords: short circuit current, electrical network, switch.

В процессе расчёта необходимо:

1. Рассчитать токи (КЗ), выбрать коммутационное оборудование на стороне напряжения ВН.
2. Выбрать коммутационное оборудование на стороне ВН (выключатели и разъединители).
3. Выбрать коммутационное оборудование на стороне НН (выключатели).

Район проектирования – Урал с числом зимних дней в году – 213.

Напряжение РУ НН 10 кВ.

Число отходящих линий на стороне НН выбирать самостоятельно, считая приблизительно, что мощность, отдаваемая по одной линии, составляет 2 МВА.

1. Исходные данные на проектирование.

Схема электрической сети представлена на рисунке 1.1:

Рисунок 1. Схема сети

Проектируемая подстанция №3.

S_наг3=31,11 МВА

U_ВН=115 кВ;

U_НН=10,5 кВ;

2. Расчёт токов короткого замыкания

2.1 Расчёт параметров схемы замещения

Схема замещения имеет вид, представленный на рисунке 2.1.1.

Рисунок 2. Схема замещения электрической сети

- напряжение ступени, на которой рассчитывается ток короткого замыкания К1;  - сопротивление системы.

Определим сопротивления линий [1]:

Активные:

Реактивные:

Определим удаленность КЗ:

-КЗ близкое

ЭДС источника:

Схема замещения после эквивалентирования:

Рисунок 3. Схема замещения электрической сети после эквивалентирования

2.2 Расчёт токов КЗ на стороне ВН

Начальное значение периодической составляющей ТКЗ в точке К1:

Ударный ток:

где

Апериодическая составляющая ТКЗ:

где   ,   - собственное время отключения выключателя,

 - время срабатывания релейной защиты.

Рассчитаем термический импульс, который потребуется при выборе силового трансформатора.

2.3 Расчёт токов КЗ на стороне ВН с учётом трансформаторов.

Трансформатор ТРДН-25000/110.

Параллельная работа трансформаторов (трансформаторы без расщепления):

-на стороне ВН:

-на стороне НН:

Рисунок 4. Схема замещения электрической сети (параллельная работа трансформаторов)

Раздельная работа трансформаторов:

-на стороне ВН:

-на стороне НН:

3. Выбор выключателей на стороне ВН

Расчетным током наиболее тяжелого режима является ток в линии 1-3 при отключении линии 2-10  .

Выбор выключателей осуществляется после проверки по следующим параметрам:

-по классу напряжения места установки:

где      U_ном – номинальное напряжение выбираемого выключателя, кВ,

U_уст – напряжение установки, кВ;

-условие выполняется

-по длительному току:

где      I_ном – номинальный ток выключателя, А;

I_{макс раб} – максимальный ток, протекающий через выключатель в утяжеленном режиме, А;

-условие выполняется

Согласно этим требованиям намечаем к установке выключатель типа ВГТ–110–40/2500 У1

-Проверка на электродинамическую стойкость:

- условие выполняется.

- условие выполняется.

-Проверка на отключающую способность:

а) по отключению периодической составляющей:

 -условие выполняется.

б) по отключению апериодической составляющей:

По справочным данным выключателя , 

- условие выполняется.

-Проверка на способность выключаться на токи КЗ:

,

 - действующее значение номинального тока выключения.

 - амплитудное значение номинального тока выключения - условие выполняется.

-Проверка на термическую стойкость:

По справочным данным выключателя , 

- условие выполняется.

По результатам выбора выключателя построим Таблицу 1.

Таблица 1.

Выбор выключателя ВН

Выключатель удовлетворяет установочным требованиям.

4. Выбор разъединителя на стороне 110 кВ

Рассмотрим разъединитель РДЗ-110/1000Н.УХЛ1

 Таблица 2.

Выбор разъединителя

Разъединитель удовлетворяет установочным требованиям.

5. Выбор выключателя на стороне НН

Намечаем выключатель ВБЛ-10-20/1000.

Расчетным током является ток на шинах НН в точке К2:

Ударный ток:

Термический импульс:

Таблица 3.

Выбор выключателя НН

Указанный выключатель выбран для вводных и секционных ячеек. Выключатели присоединений выбираются на меньший рабочий ток. Количество отходящих линий выбирается из условия -  число отходящих линий на стороне НН выбирается – считая, приблизительно, что мощность, отдаваемая по одной линии, составляет 2 МВА, тогда:

- коэффициент, учитывающий неравномерность загрузки по фидерам.

Выключатель для отходящих линий выбирается ВБЛ-10-20/1000.