1.3 Расчет максимальных рабочих токов

Максимальные рабочие токи открытого распределительного устройства 220 кВ.

Максимальный рабочий ток вводов ЛЭП:

(1.11)

Максимальный рабочий ток ремонтной перемычки первичной обмотки высшего напряжения силового трансформатора:

(1.12)

где k_п - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора принимаемый 1,3;

Максимальные рабочие токи распределительных устройств 10 и 27,5 кВ

Максимальный рабочий ток вторичной обмотки среднего напряжения силового трансформатора:

(1.13)

где k_п – коэффициент перспективы, принимаемый 1,5;

Максимальный рабочий ток сборных шин 10 и 27,5 кВ:

(1.14)

где k_рн2 – коэффициент распределения нагрузки на шинах среднего или низшего напряжения, равный 0,5 при числе присоединений 5 и более; 0,7 – при меньшем числе присоединений;

Распределительное устройство на 27,5 кВ:

Рабочий ток первичной обмотки ТСН:

(1.15)

Рабочий ток ДПР:

(1.16)

1.4 Расчет параметров короткого замыкания

Для расчета точек короткого замыкания (КЗ) применяется метод относительных единиц.

Р асчет относительных сопротивлений до заданных точек короткого замыкания (рисунок 1.1):

Рисунок 1.1 - Расчетная схема

Расчет относительных сопротивлений до заданных точек короткого замыкания выполняется по схеме замещения (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Схема замещения

Сопротивление системы рассчитывается по формуле:

(1.17)

где S_б - базисная мощность, МВА;

S_кс - мощность короткого замыкания системы, МВА;

Сопротивление линии рассчитывается по формуле:

(1.18)

где U_ср – среднее напряжение в месте установки данного элемента, кВ;

l – длина линии, км;

х₀ – индуктивное сопротивление линии на 1 км длины, Ом/км;

Сопротивление трансформатора рассчитывается по формуле:

(1.19)

где u_к% - напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

Для расчета точек короткого замыкания используется схема преобразования (рисунок 1.3).

Р исунок 1.3 – Схема преобразования

Расчет параметров цепи короткого замыкания

Базисный ток рассчитывается по формуле:

(1.20)

Действующее значение тока короткого замыкания рассчитывается по формуле:

(1.21)

Ударный ток рассчитывается по формуле:

(1.22)

1.5 Выбор и проверка высоковольтных выключателей

Выбираем высоковольтный выключатель, установленный в первичной обмотке высшего напряжения силового трансформатора типа ВМТ-220Б-25/1250-УХЛ1

- по роду установки – наружная;

- по конструктивному исполнению – маломасляные;

- по напряжению установки:

U_ном≥U_{раб.макс} (1.23)

220 кВ=220кВ;

- по номинальному току:

I_ном≥I_{раб.макс} (1.24)

Время отключения тока кз:

t_отк=t_рз+t_ср+t_ов; (1.25)

где t_рз – собственное время срабатывания защиты (по принципиальной схеме рисунок 1.4), с;

t_ср – время выдержки срабатывания защиты, принимается 0,1 с;

t_ов – собственное время отключения выключателя, с;

t_отк=2+0,1+0,035=2,135 с.

Тепловой импульс тока кз:

В_к=I_к²(t_отк+Т_а); (1.26)

где Т_а – периодическая составляющая тока короткого замыкания, принимается 0,05 с;

Значения теплового импульса тока кз сводим в таблицу 5.4.

Проверку высоковольтного выключателя ВМТ-220Б-25/1250-УХЛ1 установленный в первичной обмотке высшего напряжения силового трансформатора осуществляем:

- на электродинамическую стойкость

I_пр.с≥i_у (1.27)

­ -на термическую стойкость:

(1.28)

­ -по номинальному току отключения:

I_{ном.отк}≥ I_к; (1.29)

Рисунок 1.4- Принципиальная схема

Данные по проверке и выбору ВМТ-220Б-25/1250-УХЛ1 сведены в таблицах 5.1, 5.2.

Согласно проверке выбранный выключатель типа ВМТ-220Б-25/1250-УХЛ1 является электродинамически и термически стойким.

Аналогично выбираем и проверяем выключатели, установленные в ОРУ - 220 кВ, ОРУ – 27,5 кВ и ЗРУ – 10 кВ данные выключатели согласно проверке являются электродинамически и термически стойкими (таблица 1.2, 1.3)

Таблица 1.2 – Тепловой импульс

Место установки
Вводы ЛЭП	2,856	2	0,1	0,035	0,05	2,135	6,24
Рабочая перемычка	2,856	2	0,1	0,035	0,05	2,135	6,24
Обмотка высшего напряжения силового трансформатора	2,856	2	0,1	0,035	0,05	2,135	6,24
Обмотка среднего напряжения силового трансформатора	8,923	1,5	0,1	0,06	0,05	1,66	19,498
Первичная обмотка ТСН	8,923	1,5	0,1	0,06	0,05	1,66	19,498
Фидер ДПР	8,923	1	0,1	0,06	0,05	1,66	19,498
Фидер контактной сети 1	8,923	0	0,1	0,06	0,05	0,16	16,72
Фидер контактной сети 2	8,923	0	0,1	0,06	0,05	0,16	16,72
Фидер контактной сети 3	8,923	0	0,1	0,06	0,05	0,16	16,72
Фидер контактной сети 4	8,923	0	0,1	0,06	0,05	0,16	16,72
Обмотка низкого напряжения силового трансформатора	15,066	1,5	0,1	0,04	0,05	1,64	32,919
Сборные шины 10 кВ	15,066	1,5	0,1	0,04	0,05	1,64	32,919
Фидера районных потребителей:
Вокзал	15,066	1	0	0,06	0,05	1,11	32,919
Жилой поселок	15,066	1	0	0,06	0,05	1,11	32,919

Таблица 1.3. Выключатели

Место установки	Тип	Паспортные значения					Расчетные значения
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Рабочая перемычка	ВМТ-220Б-25/1250 УХЛ 1	220	1250	1875	25	65	220	346,41	6,24	2,856	7,283
Обмотка высшего напряжения силового трансформатора	ВМТ-220Б-25/1250 УХЛ 1	220	1250	1875	25	65	220	136,41	6,24	2,856	7,283
Обмотка среднего напряжения силового трансформатора	ВЦБ-35-25/1600 УХЛ 1	35	1600	1200	25	45	27,5	1091,72	19,498	8,923	22,759
Первичная обмотка ТСН	ВЦБ-35-25/1600 УХЛ 1	27,5	1600	1200	25	45	27,5	10,92	19,498	8,923	22,759
Фидер ДПР	ВЦБ-35-25/1600 УХЛ 1	27,5	1600	1200	25	45	27,5	11,02	19,498	8,923	22,759
Фидер контактной сети1	ВВФ-27,5-20/1200 УХЛ 1	27,5	1200	1200	20	31,5	27,5	600	16,72	8,923	22,759
Фидер контактной сети2	ВВФ-27,5-20/1200 УХЛ 1	27,5	1200	1200	20	31,5	27,5	650	16,72	8,923	22,759
Фидер контактной сети3	ВВФ-27,5-20/1200 УХЛ 1	27,5	1200	1200	20	31,5	27,5	700	16,72	8,923	22,759

Продолжение таблицы 1.3

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Фидер контактной сети 4	ВВФ-27,5-20/1200 УХЛ 1	27,5	1200	1200	20	31,5	27,5	800	16,72	8,923	22,759
Обмотка низкого напряжения силового трансформатора	ВВЭ10-31,5/3150 УХЛ 3	10	3150	2982,4	31,53	31,5	10	3002,22	32,919	15,066	38,418
Сборные шины	ВВЭ10-31,5/630 УХЛ 3	10	630	2982,4	31,53	31,5	10	338,86	32,919	15,066	38,418
Фидера районных потребителей	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Вокзал	ВВЭ10-31,5/630 УХЛ 3	10	630	2982,4	31,53	31,5	10	3464,101	32,919	15,066	38,418
Жилой поселок	ВВЭ10-31,5/630 УХЛ 3	10	630	2982,4	31,53	31,5	10	69,53	32,919	15,066	38,418