Расчёт токов короткого замыкания.

Расчёт токов короткого замыкания (КЗ) необходим для выбора и проверки по отключающей способности и на динамическую стойкость коммутационных аппаратов, на стойкость к токам КЗ кабельных линий и измерительных трансформаторов, для расчёта токов срабатывания и коэффициентов чувствительности релейной защиты.

Расчёт токов трёхфазного КЗ производим в следующих характерных точках:

1. на вводах высшего напряжения трансформатора ГПП (точка К1);

2. на стороне низшего напряжения ГПП, за выключателем пассивного элемента (точка К2).

а) б)

Рисунок 1 – Схема для расчета токов короткого замыкания:

а) расчетная схема, б) схема замещения.

Исходные данные: напряжение питания – 110 кВ, расстояние до источника питания – 22 км, мощность короткого замыкания на шинах источника питания МВА, S_н.гпп=6,3 МВА. Расчет токов короткого замыкания выполняем в относительных единицах (о.е.), для чего принимаем базисные значения мощности и напряжения:

S_б=1000 кВ·А; U_б1=115 кВ; U_б2=10,5 кВ

Определяем базисные токи:

; (52)

.

Определяем параметры схемы замещения:

Cверхпереходная ЭДС питающей системы:

Е_*GS=1,

ЭДС синхронного двигателя:

Е_*MG=1,05.

Сопротивление системы:

;

Сопротивление ЛЭП:

; (53)

где х_уд=0,4 Ом/км – удельное сопротивление воздушной ЛЭП;

Сопротивление трансформатора ГПП, приведенное к базисным условиям:

(54)

Сопротивления электродвигателей:

Периодическая составляющая тока короткого замыкания в точке К1 определяется по формуле:

; (55)

.

Ударный ток в точке К1 определяется по формуле:

; (56)

где К_уд=1,8 – ударный коэффициент, определяется по таблице Д1 [1].

Значение тока короткого замыкания в точке К2 определяем с учетом токов подпитки от синхронных двигателей.

(57)

Определяем ток короткого замыкания от энергосистемы:

(58)

кА.

Ток короткого замыкания от двигателей:

(59)

(60)

Действующее значение тока короткого замыкания в точке К2:

кА.

Амплитудное значение ударного тока в точке К2 определяется по формуле:

(61)

кА.

Выбор и проверка оборудования на ГПП.

В соответствии с принятой схемой присоединения ГПП к питающим линиям, а также схемой распределительной сети, выбирается высоковольтное оборудование.

Применяем комплектную трансформаторную подстанцию блочного типа КТПБ с двухобмоточными трансформаторами, номинальное напряжение на стороне ВН -110 кВ.

Выбор оборудования производится по номинальным параметрам: напряжению и току, а его проверку осуществляют по току послеаварийного режима, по отключающей способности токов короткого замыкания, по динамической и термической стойкости к токам КЗ.

Выбору по максимальным рабочим токам и проверке на стойкость к токам КЗ подлежат: выключатели, разъединители, выключатели нагрузки, трансформаторы тока, высоковольтные предохранители, кабельные линии.