2.6 Расчет токов кз и проверка

элементов сети

Рассчитывается методом относительных единиц

1 Чертим расчётную схему:

S=

X_c=0

L=4км

X₀=0,4Ом/км

110кВ

S_т=25 МВА

Uк=4,5%

10кВ

L=1км

Рисунок 2 Расчётная схема

2 Чертим схему замещения по расчётной схеме:

X₁ X₂

X₃ X₄

X₅ X₆

К

Рисунок 3 Схема замещения

3 Базисные условия заданы

S_б = 100 МВА

U_б1 = 115 кВ

U_б3 = 6,3 кВ

4 Находятся базисные токи

I_б1 = I_б2 = S_б /( * U_б1 )= 100/1,7*115 = 0,503 кА

I_б3 = S_б /( * U_{б1 2}) = 100/1,7*6,3 = 9,18 кА

5 Определяются сопротивления элементов сети

Х_вл = Х₁ = Х₂ – сопротивление воздушной линии

Х_твн = Х₃ – сопротивление высокой стороны трансформатора

Х_тнн = Х₅ – сопротивление низкой стороны трансформатора

Х_к = Х₇ = Х₈ – сопротивление кабелей

Х_вл = Х₀ *l*( S_б / U_б1²)

Х_вл = 0,4*4*(100/115 ²) = 0,012

Х₁₂ =0,012/2

Xб2= (Uкз/100)(Sб /Sном)

Xб2=(4,5/100)*(100/25) = 0,18

Х₃₄ = 0,18/2=0,09

Х_кл =(0,4*1)/(100/6,3 ²) = 1

Х₅₆ = 1/3=0,3

6 Определить эквивалентное сопротивление Х_э = Х₁₂ + Х₃ + Х₅ + Х₇₈ =0,006+0,09+0,3 = 0,396

7 Определяется токи К.З.

I_к.з. = I _б3 / Х_экв

I_к.з. = 9,18/0,96 = 23,18 кА

Так как система неограниченной мощности, то I_к.з. = I_∞ = I'' = I_t

8 Находится ударный ток [1-359]

i_уд = * К_у * I_к.з.

i_уд = 1,4*1,8*23,18= 23,18 кА

9 Определяем мощность К.З.

S_кз = S_б/Xэ КВА

S_кз = 100/0,396=252.5 МВА

Таблица 9 Результаты расчетов

Точка	Хэкв	I, кА	I∞, кА	It , кА	iуд , кА	St ,МВА
К1	0,396	23,18	23,18	23,18	584	252,5

1 Выбор вакуумного выключателя:

1,1 Определяется ток отключающей способности:

Iкз=Iпо=23,18 кА

1.2 Определяется тепловой импульс по формуле:

Bк=I_∞² *t_Ф

Вк=23,18 ²*3=1612кА² с

где t_ф- фиктивное время, сек

t_Ф=t_в *t_СР.З=3 сек

где t_в- время выключателя=0,3 сек;

t_СР.З- время срабатывания защиты=0,05сек.

Iту²*tту=80²*3=19200 кА² с

где

Iту- ток термической стойкости; кА;

tту- время термической стойкости, сек

1,3 По следующим условиям выбирается вакуумный выключатель ВВТЭ(П)-10-20УХЛ2 по справочнику, технические данные заносим в таблицу 10 и проверяем его по условиям:

Таблица 9- Данные выключателя

Расчётные	Каталожные
Uсети = 10кВ	Uном = 10кВ
Iрас = 9,2А	Iном = 630А
Iпо= 23,18 кА	Iоткл= 31,5кА
iу = 58,4 кА	Iд = 80кА
Вк = 1612кА2 с	Iту tту = 19200кА2 с

Все условия удовлетворяют нашим требования, значит вакуумный выключатель нам подходит.

2 Выбор трансформатора тока

2,1 Ко вторичной обмотке подключены амперметр типа Э351, счетчик активной энергии типа СА 4У-И672М.

Трансформаторы тока проверяются на термическую и динамическую устойчивость к токам К.З

Выбирается трансформатор тока ТПЛ-10 по справочнику, технические данные заносим в таблицу 11 и проверяем его по условиям:

Таблица 10- Данные трансформатора тока

Расчётные	Каталожные
Uсети = 10 кВ	Uном = 10кВ
Iрас = 9,2 А	Iном = 30А
iу = 58,4 кА	Iд = 250кА
Вк =1612 кА2 с	Iту tту = 19200А2 с
S2рас = 8,95 ВА	S2 = 10ВА

2,2 Определяется вторичная нагрузка измерительных приборов. Для этого составляется таблица приборов контроля и учета.

Таблица 11- Измерительные приборы

Приборы	Тип	Нагрузка
		А	В	С
Амперметр	Э350	0,5	0,5	0,5
Счётчик актив. энергии	СА 4У-И672М.	2
Реле тока	РТ81/1	5,25
Итого	-	7,75	0,5	0,5

2.3 Определяется нагрузка приборов по формуле:

S2р=Sприб + I2н² *(rпр + rк)

S2р= 3+5 ²(0,185+0,05)=8,95 ВА

I2н=5 А - ток вторичной обмотки трансформатора

rк=0,05 Ом т.к.3, провода- сопротивление контактов

rпр=L/(γ *S)

rпр=15/32/2,5=0,188 м/км

S= 2,5 мм²- сечение провода

γ=32 - проводимость медного провода

3 Выбор трансформатора напряжения

Выбирается трансформатор напряжения НОМ 10-66 по справочнику, технические данные заносим в таблицу 13 и проверяем его по условиям:

Таблица 12- данные трансформатора напряжения

Расчётные	Каталожные
Uуст = 10 кВ	Uном = 10кВ
S2 = 8,95 ВА	Smax =100/ ВА

3.1 Определяем нагрузку измерительных приборов по формуле

S₂= ; ВА

S₂=√(16,54²*11,1 ²)=23,5 ВА

3.2 Для определения вторичной нагрузки измерительных приборов состовляется таблица выбора контроля и учета

Таблица 13- Измерительные приборы

Прибор	Тип	S одной обмот.	Число обмот.	cosφ	sinφ	Число прибор.	Общ. мощн
							Р,кВ	Qва
Вольтметр	Э-335	2	1	1	0	1	4	-
Счётчик акт. эн-и	СА 4У-И672М	2	2	0,38	0,925	1	1,5	4,3
Итого	-					2	5,6	4.3

2.7 Расчет и выбор релейной защиты.

Аппаратом релейной защиты называются специальные устройства, обеспечивающие автоматическое отключение поврежденной части электроустановки или сети. Если повреждение не представляет непосредственной опасности, то релейная защита приводит в действие сигнальные устройства.

Основным видом релейной защиты является максимальная токовая защита (МТЗ), срабатывающая от резкого увеличения тока в цепи при КЗ или перегрузках.

Пусковым органом МТЗ является реле максимального тока и реле времени, обеспечивающее выдержку времени срабатывания МТЗ. Максимальная токовая защита выполнена на базе индукционных реле РТ-80 и защищает силовой трансформатор на ВН от перегрузок.

МТЗ выбираем из условия:

I_сз≥((K_з∙K_н∙K_сх)/K_в)∙I_{рас м}, где

K_з– коэффициент защиты (2-2,5);

K_н– коэффициент надежности (1,1-1,2)

K_сх– коэффициент включения трансформаторов тока ( 3)

K_в– коэффициент возврата реле (0,8– 0,85)

I_сз=((2,5*1,1*1,73)/0,8)*9,2=54,6 А

I_{рас м}=S_тр/( 3∙U_вн),

S_тр- номинальная мощность трансформатора; U_вн- напряжение на высокой стороне трансформатора.

I_рас=160/( *10)=9,2 А

2 Находим ток срабатывания реле по формуле:

I_ср=I_сз/K_тр , где K_тр– коэффициент трансформации трансформатора тока

K_тр=I_1ном/I_2но

3 Определяем коэффициент чувствительности по формуле:

K_ч=I_кзmin/ I_сз≥1,5

K_ч=23180/54,6=424,5

Условие выполняется, выбираем реле тока РТ81/1 с током срабатывания 60 А.

Q ка

тр

q f

Рисунок 4 Схема подключения максимальной токовой нагрузки