Расчет токов короткого замыкания для шин 27,5 кВ
РОСЖЕЛДОР
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ростовский государственный университет путей сообщения»
(ФГБУ ВПО РГУПС)
Факультет - Энергетический
Кафедра - «Автоматизированные системы электроснабжения»
Специальность ………… - Электроснабжение железных дорог
Расчётно-графическая работа по дисциплине «Электроэнергетические системы и сети»
Тема работы: «Расчёт, выбор и проектирование установки (элегазового бакового выключателя) на подстанции»
Студент группы
ЭЖС - 4 - _____________ ____________________
Работа защищена _________ с оценкой ___________
Руководитель работы
доцент ________________ Ю. В. Абрамов
г. Ростов на Дону
2015г.
Оглавление
1. Расчет токов короткого замыкания. 4
1.1 Расчёт токов короткого замыкания для шин 110 кВ.. 6
1.2 Расчет токов короткого замыкания для шин 27,5 кВ.. 7
1.3 Расчет токов короткого замыкания для шин 10 кВ.. 10
2. Выбор и проверка токоведущих частей и электрических аппаратов. …….......12
2.1 Выбор и проверка высоковольтных выключателей. 12
3. Разработка графической части и установки элегазового выключателя. 15
Задание
1. Вариант задания выбран в соответствии с № зачётной книжки (например, Вариант № 1)
2. Токи трёхфазного К.З. от S1 и S2 (A); 3847А; 9865А
3. Схема подстанции: Расчётная схема с Т1и Т2 типа ТДТНЖУ-25000/110
4. Выбрать выключатель В.Н.
5. Таблица параметров выбранного оборудования
6. Представить монтажный чертёж или Фото выбранного оборудования
Расчет токов короткого замыкания
Расчёт сопротивлений схемы замещения. Зададимся базисной мощностью Sб, в качестве которой принимаем Sб = 100МВА.
Рисунок 1 – Расчетная схема тяговой подстанции переменного тока
Рисунок 2 – Схема замещения тяговой подстанции переменного тока
На рисунке 2:
S1, S2 –питающие системы;
XS1 (X1), XS2 (X2) – сопротивление питающих систем;
XВ, XС, XН сопротивление обмоток высокого, среднего и низкого напряжения понижающего трансформатора
1.1 Расчёт токов короткого замыкания для шин 110 кВ
На рисунке 3 приведена схема замещения для точки к.з. на шинах110 кВ (К1).
Рисунок 3 – Схема замещения для точки К1
Определим сопротивление питающих систем:
Сопротивление X3 вычисляется по формуле параллельного соединения сопротивлений:
, (1)
Сопротивление XS:
(2)
Базовый ток Iб, А, определятся по формуле:
А (3)
где: Uб – базовое напряжение в точке к.з. К1. Uб = 115 кВ.
Сопротивление XS1 иXS2:
Ом
Ом
Сопротивление X3:
Ом (4)
X3 = (0,13 )/ (013 +0.05) =0,0361 Ом
Действующее значение периодической составляющей тока к.з. Iк1 в точке К1 определяется по формуле:
А ( 5 )
Ударный ток к.з. iу, А, определяется по формуле:
, ( 6 )
где: ку – ударный коэффициент. ку = 1,8.
iу = 1, 41*1,8* 13905 = 35290А
Расчет токов короткого замыкания для шин 27,5 кВ
Прежде чем рассчитывать токи короткого замыкания за трансформатором вычислим сопротивления его обмоток XВ, XС, XН Номинальные значения напряжений короткого замыкания, %, пары обмоток для трансформатора типа ТДТНЖУ-25000/110:
uКВ-С = 17,5%
uКВ-Н = 10,5%
uКС-Н = 6,5%
Рисунок 4 ‒ Схема замещения силового трансформатора
Приведённые напряжения короткого замыкания трансформатора равны:
| uКВ = 0,5(uКВ-С + uКВ-Н - uКС-Н ) = 0,5(17,5+ 10,5– 6,5) = 10,75 %; | |
| uКС = 0,5(uКВ-С + uКС-Н - uКВ-Н ) = 0,5(17,5+ 6,5–10,5) = 6,75 %; | ( 7 ) |
| uКН = 0,5(uКС-Н + uКВ-Н - uКВ-С ) = 0,5(10,5+6,5‒17,5) = - 0,25 %;. |
Сопротивления трансформатора:
Ом
Ом (8)
Ом
Т.к., токи короткого замыкания рассчитываются при худших условиях, а таким условием является параллельная работа двух понижающих трансформаторов, поэтому сопротивление обмоток делим на два:
XВ = 0,43/2 = 0,215 Ом ,
XС = 0,27/2 = 0,135 Ом,
XН = - 0,005 Ом
Рисунок 5 – Схема замещения для точки К2
Результирующее сопротивление обмоток высокой и средней стороны определяется по формуле:
X3 = XВ + XС = 0,215 + 0,135 = 0,35 Ом
Для нахождения тока короткого замыкания в точке К2, необходимо вычислить ток к.з. от каждой системы, для этого преобразуем схему звезда в схему треугольника используя основные формулы преобразования схем:
Х13 = Х1 + Х3 + (Х1 3)/Х2 = 0,13 + 0,35 + (0,13 0,35)/0,05 = 1,39 Ом
Х23 = Х2 + Х3 + (Х2 3)/Х1 = 0,05 + 0,35 + (0,05 /0,13 = 0,53 Ом
Базовый ток Iб определим по формуле ( 3 ), где Uб = 29 кВ:
А.
Действующее значение периодической составляющей тока к.з. Iк2, А, в точке К2 определяем по формуле:
Iк2 = Iк13 +Iк23
А
А.
Iк2 = Iк13 +Iк23 = 1432 + 3757 = 5189 А
Ударный ток к.з. вычислим по формуле (6):
А.