РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ШИНАХ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ 35 КВ

CALCULATION OF THE PARAMETERS OF SHORT-CIRCUIT CURRENTS ON THE BUSBARS OF A 35 KV TRANSFORMER SUBSTATION

Vychuzhanin Andrey Sergeevich

Master, Surgut State University, Russia, Surgut

Аннотация. В данной статье рассматривается алгоритм вычисления параметров токов короткого замыкания на шинах трансформатора, по результатам которого в дальнейшем производится выбор необходимого оборудования трансформаторной подстанции. Приведены основные вычисления и схемы, необходимые для определения данных параметров.

Abstract. This article discusses an algorithm for calculating the parameters of short-circuit currents on transformer buses, based on the results of which the necessary equipment for a transformer substation is subsequently selected. The basic calculations and schemes necessary for determining these parameters are given.

Ключевые слова: короткое замыкание, трансформатор, ударный ток, ударный коэффициент.

Keywords: short circuit, transformer, shock current, shock coefficient.

Условие

От существующей воздушной ЛЭП 35 кВ до проектируемой трансформаторной подстанции 35/0,4 кВ с силовым трансформатором мощностью 630 кВА проходит воздушная линия длиной 20 км. Определить параметры тока короткого замыкания на шинах трансформаторной подстанции 35/0,4 кВ.

Исходные данные

- L=20 км - протяженность воздушной линии 35 кВ;

- r₀=0,493 Ом/км, x₀=0,3 Ом/км, - погонное активное и реактивное сопротивление проводников ЛЭП;

- X_с=0,22 Ом – сопротивление системы;

- S_ном=630 кВА - номинальная мощность силового трансформатора;

- U_к=5,5 % - напряжение короткого замыкания;

- ΔP_к=7600 Вт - потери короткого замыкания.

Решение

Для удобства расчёта токов короткого замыкания определим и составим схему замещения элементов системы, участвующих в системе электроснабжения.

На расчётной схеме системы электроснабжения отмечаем точки короткого замыкания: точка 1 на шинах РУ-35кВ ТП-35/0,4кВ (КЗ 1) и точка 2 на шинах РУ-0,4кВ ТП-35/0,4кВ №1 (КЗ 2).

Сопротивление системы принимаем равным X_с=0,22 Ом - исходные данные системы, полученные от сетевой организации.

При расчёте короткого замыкания принимаются следующие допущения и упрощения:

а) все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки КЗ, работают одновременно и с номинальной неизменной нагрузкой. ЭДС источников совпадают;

б) расчётное напряжение для каждой из ступеней приведенной схемы электроснабжения 35 кВ, 0,4 кВ принимаем на 5% выше номинального значения параметра действующего напряжения;

в) принимается отсутствие несимметрии трёхфазных систем;

г) короткое замыкание наступает в момент, при котором ударный ток будет иметь максимальное значение;

д) в схеме замещения и расчёте насыщение магнитных систем не учитывается, все цепи принимаются линейными;

е) в схеме замещения, расчёте намагничивающие токи трансформатора также не учитываются, это позволяет считать трансформатор элементом системы электроснабжения, состоящим только из реактивного и активного сопротивления;

ж) сопротивление в месте короткого замыкания (КЗ) принимаем равным нулю.

Схема замещения токов короткого замыкания показана на Рисунке 1 и Рисунке 2.

Далее выполняется расчёт тока короткого замыкания на шинах РУ-35 кВ ТП-35/0,4 кВ №1 (точка КЗ 1).

Расчет параметров тока КЗ на шинах РУ-35 кВ

Составляется схема замещения. По нижеприведённым формулам находят сопротивления воздушной линии 35 кВ.

Вычисленные значения отражаются на приведенной схеме замещения короткого замыкания (Рисунок 1).

Рисунок 1. Схема замещения тока короткого замыкания на шинах РУ-35 кВ ТП-35/0,4кВ №1 в точке (КЗ 1)

Полное сопротивление короткого замыкания Z_КЗ1 определяется по следующей формуле:

Таблица 1.

Расчётные параметры короткого замыкания на РУ ТП

Результаты расчетов позволяют в дальнейшем производить выбор и проверку элементов системы (токоведущих частей и коммутационных аппаратов) на термическую и динамическую стойкость к токам КЗ.