Параметры системы электроснабжения

Мощность трехфазного КЗ на шинах подстанции №1 480 МВА.

Параметры трансформаторов приведены в таблице 1.1; линий – в таблице 1.2; нагрузок – в таблице 1.3.

Таблица 1.1

Параметр	Значение параметра
Т1	Т2	Т3	Т4
Мощность трансформатора, МВА			0,63	0,4
Тип трансформатора	ТДНС- 10000/35	ТДНС- 10000/35	ТСЗ-630/10	ТСЗ-400/10

Таблица 1.2

Параметр	Значение параметра
W1	W2	W3	W4	W5
Длина линии, км

Таблица 1.3

Параметр	Значение параметра
Н1	Н2	Н3	Н4
Мощность нагрузки, МВА	3,0	2,7	3,5	4,5
Коэффициент самозапуска, kсзп	2,8	2,54	2,3	2,2
Время срабатывания защиты, tсз, с	0,7	0,8	0,7	1,0

В системе установлено устройство автоматического включения резервного питания (АВР), действующее на секционный выключатель Q11.

Q1

К1

ПС1

W1

ПС2

T1

Q3

Q4

Q5

Q6

T2

Q2

Q10

Q9

Q8

Q7

Q16

Q15

Q14

Q13

Q12

Q11

T3

T4

W3

F2

W4

W2

Н4

10 кВ

10 кВ

35кВ

35 кВ

0,4 кВ

35 кВ

0,4 кВ

F1

Н3

Н2

Н1

К3

К4

К5

К2

К6

W5

К8

К9

К7

G1

ПС3

ПС5

ПС4

Рис. 1.1. Схема участка системы электроснабжения.

1.2 Расчет рабочих токов

Анализ нормальных режимов работы контролируемой сети проводится с целью определения максимальных значений рабочих токов в местах установки устройств защиты.

Так как сеть радиальная с одним источником питания, поэтому защиты должны устанавливаться в начале контролируемых объектов со стороны источника питания.

Максимальное значение рабочего тока в линии W1 определяется из двух условий:

- питание всех элементов сети осуществляется по линии W1 (линия W2 выведена из рабочего состояния);

- все трансформаторы 35/10 кВ работают с номинальной нагрузкой.

Тогда:

, (1.1)

где - значения номинальных токов трансформаторов Т1 и Т2. Номинальный ток трансформатора определяется из соотношения:

, (1.2)

где - номинальная мощность трансформатора;

- номинальное напряжение обмотки высшего напряжения трансформатора.

Для трансформатора Т1

Учитывая, что трансформаторы Т1 и Т2 имеют одинаковые мощности, то и их номинальные токи будут равны

Подставив значения и в (1), окончательно получим:

Максимальное значение рабочего тока в линии W2 определяется из аналогичных условий, причем питание всех трансформаторов 35/10 кВ осуществляется по линии W2. При этом

Максимальное значение рабочего тока в линии W3 равно (при выведенной из работы линии W2) либо (при выведенной из работы линии W1):

Максимальный рабочий ток в линии 10 кВ W4 возникает при номинальных нагрузках трансформаторов Т3 и Т4 с учетом допустимой перегрузки трансформаторов:

(1.3)

где - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, = 1,4.

Номинальный ток трансформатора Т3:

Номинальный ток трансформатора Т4:

Подставив значения , , в (1.3), получим значение максимального рабочего тока в линии W4:

Максимальный рабочий ток в линии W5:

Площадь поперечного сечения проводов для линий электропередачи определяется по допустимым длительным токам. В соответствии с требованиями ПУЭ можно выбрать для линий 35 кВ W1 и W2 провод АС-95, линий W3, W4 и W5 – провод АС-70. Параметры проводов марки АС можно выбрать из таблиц 7.35, 7.38, 7.41 [6].

1.3 Определение параметров схемы замещения

Для расчета токов короткого замыкания составляется схема замещения, соответствующая по исходным данным расчетной схеме, в которой все магнитные (трансформаторные) связи заменяются электрическими.

Схема замещения, соответствующая исходной конфигурации рассматриваемой электрической сети, приведена на рисунке 1.2.

К1

К5

К2

К3

К4

К6

К8

К9

К7

ZW1

ZW3

ZW2

ZW5

ZW4

ZT3

ZT4

ZT2

ZT1

Xc

Ec

Q11

Рис. 1.2. Исходная схема замещения участка системы электроснабжения.

Параметры всех элементов схемы замещения приводятся к стороне

10 кВ.

Для приближенных практических расчетов рекомендуется заменять коэффициенты трансформации и номинальные напряжения элементов схемы средними номинальными напряжениями U_ср.

Сопротивления линий электропередачи определяются по значениям удельных сопротивлений проводов и протяженности линий.

Активное сопротивление линии W1 35 кВ, приведенное к стороне

10 кВ:

(1.4)

где - удельное активное сопротивление линии W1,

= 0,3 Ом/км, определяется по таблице 7.35 [6] для провода АС-95;

- протяженность линии W1, = 8 км;

- среднее номинальное напряжение базисной ступени,

= 10,5 кВ;

- среднее номинальное напряжение линии W1, = 37 Кв.

Подставив значения параметров линии W1 в (1.4), получим:

Индуктивное сопротивление линии W1:

(1.5)

Здесь - среднее значение удельного индуктивного сопротивления линии, по справочной таблице 7.41 [6]

Подставив значения параметров линии W1 в (1.5), получим:

Значения сопротивлений W2 и W3 определяются аналогично и приведены в таблице 1.4.

Активное и индуктивное сопротивление линии 10 кВ W4 определяются следующим образом:

; (1.6)

, (1.7)

где и − значения удельного активного и индуктивного сопротивлений линии W4 соответственно. По справочным таблицам [6] для провода АС-70 ;

Тогда ; .

Значения сопротивлений линии W5 определяются аналогично сопротивлениям линии W4 и приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4

Обозначение параметра	Значение параметра линии
W1	W2	W3	W4	W5
Uном, кВ
Iраб max, А				83,3	32,3
Марка провода	АС-95	АС-95	АС-70	АС-70	АС-70
Rуд, Ом/км	0,3	0,3	0,43	0,43	0,43
Xуд, Ом/км	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
(длина), км
RW, Ом	0,19	0,17	0,14	2,6	1,72
XW, Ом	0,26	0,22	0,13	2,4	1,6

Для упрощения расчетов сопротивления трансформаторов Т1 и Т2, имеющие встроенные регуляторы напряжения РПН, будем определять без учета регулирования напряжения на стороне ВН.

Активное сопротивление трансформатора, приведенное к базисной стороне 10 кВ, определяется по формуле:

, (1.8) где - мощность короткого замыкания трансформатора Т.

Индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное к базисной стороне 10 кВ, равно:

, (1.9) где - напряжение короткого замыкания трансформатора Т в процентах от номинального.

Для трансформатора Т1 из таблицы П2.1 Приложения 1 определяем

и .

Подставляя значения и в формулы (1.8), (1.9), получим значения активного и индуктивного сопротивлений трансформатора Т1:

Значения сопротивлений трансформаторов Т2, Т3, Т4 определяются аналогично и сводятся в таблицу 1.5.

Таблица 1.5

Обозначение параметра	Значение параметра трансформатора
Т1	Т2	Т3	Т4
Тип трансформатора	ТД-10000/35	ТД-10000/35	ТСЗ-630/10	ТСЗ-400/10
Uном, кВ	35/10	35/10	10/0,4	10/0,4
Iном, А			36,4	23,1
Sном, кВА
Pк, кВТ			7,3	5,4
Uк%			5,5	5,5
RТ, Ом	0,066	0,066	2,03	3,73
XТ, Ом	0,88	0,88	9,62	15,16

Внутреннее сопротивление эквивалентного источника питания (энергосистемы) определяется следующим образом:

Здесь - полная мощность трехфазного короткого замыкания на шинах подстанции №1.

В исходных данных задано только одно значение мощности короткого замыкания на шинах подстанции №1, поэтому можно считать внутреннее сопротивление энергосистемы постоянной величиной.