ДИПЛОМ ПОМЫТКИН В.В. (1226963), страница 3
Текст из файла (страница 3)
По стандартной шкале номинальных мощностей трансформаторов выбираем трансформатор мощностью 
типа ТДТН-16000/110/35/10 УХЛ1.
Определим коэффициент загрузки трансформатора в максимальном режиме при работе всех трансформаторов:
| | (4.2) |
, 
Полученное значение меньше 0,65 (показатель для подстанций с двумя трансформаторами), тогда окончательно принимаем трёхфазный трёхобмоточный трансформатор типа ТДТН-16000/110/35/10 УХЛ1 .
Паспортные данные трансформатора ТДТН-16000/110/35/10 УХЛ1 приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 - Паспортные данные вольтодобавочного трансформатора
| Тип автотрансформатора | Uном ,кВ | Uk% |
кВт |
| Ixx, % | ||||
| ВН | СН | НН | ВН СН | ВН НН | СН НН | ||||
| ТДТН-16000/110/35/10 УХЛ1 | 110 | 35 | 10 | 10,5 | 17,5 | 6,5 | - | 21 | 0,2 |
кВт5 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ ПОДСТАНЦИИ
5.1 Расчетная схема и схема замещения подстанции
Составление расчетной схемы подстанции связано с учетом имеющихся источников электроэнергии (генераторов, компенсаторов, двигателей), а также элементов линий электропередач, силовых элементов - автотрансформаторов и трансформаторов [1-4].
Исходная расчетная схема подстанции "Селихино" представлена на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1 - Расчетная схема
подстанции
От составленной расчётной схемы подстанции, перейдем к схеме замещения, используя правила составления схем замещения по элементам электрической схемы: источники энергии заменяем ЭДС с внутренним сопротивлением, остальные элементы реактивными сопротивлениями (активными сопротивлениями элементов пренебрегаем).
Схема замещения подстанции представлена на рисунке 5.2.
Рисунок 5.2 - Схема замещения подстанции
Для выполнения расчётов токов коротких замыканий по полученной схеме замещения в относительных единицах зададимся значениями базисной мощности Sб = 1000 МВА и базисного напряжения Uб1 = 230 кВ.
Так как значения полной мощности КЗ на шинах высшего напряжения подстанции 220 кВ и 110 кВ неизвестны, то из литературы рассчитаем их приближенное значение по формуле:
| | (5.1) |
| где | |
– ток КЗ системы, приравненное приближенно к току отключения вводных выключателей подстанции, кА [6]; 
- среднее номинальное напряжение сети, кВ. Примем для расчета значения 
и напряжении 
, тогда полная мощность КЗ для системы С1:
Рассчитаем по аналогии сопротивление системы для С2:
Расчет начинаем с определения сопротивления системы:
| | (5.2) |
| где | |
,
– мощность короткого замыкания системы на шинах. 
Определяем сопротивления автотрансформатора по формуле:
| | (5.3) |
| где | |
– реактивное сопротивление автотрансформатора, вычисляемое через напряжение КЗ автотрансформатора АТДЦТН-63000/220/110/10УХЛ 
%.| | (5.4) |
| где | |
,
– реактивное сопротивление автотрансформатора по высокой стороне. 
|
| (5.5) |
| где | |
,
– реактивное сопротивление автотрансформатора на средней стороне. 
| | (5.6) |
| где | |
– реактивное сопротивление автотрансформатора на низкой стороне. 
Тогда сопротивление автотрансформатора по формуле (5.3) для высокой стороны:
Сопротивление автотрансформатора средней стороны:
Сопротивление низкой стороны автотрансформатора:
Сопротивления для трёхобмоточного трансформатора определим через напряжения КЗ.
Сопротивление высшей обмотки трансформатора:
|
| (5.7) |
| где | |
- напряжение короткого замыкания трансформатора, %; 
- номинальная мощность трансформатора, МВА.Напряжения КЗ трансформатора ТДТН-16000/110/35/10УХЛ1 определим по формуле [3]:
|
| (5.8) |
| где | |
, 
, 
- напряжения короткого замыкания между соответствующими обмотками трансформатора, %. 
Сопротивление средней обмотки трансформатора:
|
| (5.9) |
Напряжение короткого замыкания трансформатора определим по формуле:
(5.10)
Сопротивление низшей обмотки трансформатора:
|
| (5.11) |
Напряжение короткого замыкания трансформатора определим по формуле:
|
| (5.12) |
5.2 Определение тока короткого замыкания в точке К1
Для определения тока в точке К1 при трёхфазном КЗ преобразуем схему замещения на рисунке 5.2.
Преобразуем последовательно включенные сопротивления в схеме:
| | (5.13) |
Преобразуем также последовательно включенные сопротивления в схеме:
| | (5.14) |
Электрическая схема, полученная в ходе преобразований представлена на рисунке 5.3.
Рисунок 5.3 - Преобразованная схема
замещения подстанции
Воспользуемся формулой для эквивалентной ЭДС и сопротивления для систем:
| | (5.15) |
Результирующее сопротивление определим по формуле:
|
| (5.16) |
Определим эквивалентную ЭДС по формуле при
= 1:
Преобразуем параллельные сопротивления Х9 и Х10:
|
| (5.17) |
Электрическая схема, полученная в ходе преобразований представлена на рисунке 5.4.
Рисунок 5.4 - Преобразованная схема
замещения подстанции
Результирующее сопротивление Хрез3:
| | (5.18) |
Значение базисного тока для ступени напряжения 230 кВ:
| | (5.19) |
Вычислим начальное значения периодической составляющей полного тока КЗ:
| | (5.20) |
Найдем значение ударного тока при КЗ:
| | (5.21) |
| где | |
- ударный коэффициент для системы, связанной со сборными шинами, для ВЛ 220 кВ, определяется по [8].
Определим апериодическую составляющую тока КЗ:
| | (5.22) |
| где | |
- время размыкания цепи дугогасительными контактами выключателя при КЗ; tзmin = 0,08 с - минимальное время действия релейной защиты; tсв = 0,065 - собственное время отключения выключателя, с; Та = 0,045 с - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ. 
5.3 Расчёт максимальных рабочих токов подстанции
Электрическая схема подстанции для определения максимальных рабочих токов приведена на рисунке 5.7.
Рисунок 5.7 - Схема определения
максимальных рабочих токов
Рассчитаем максимальный рабочий ток питающих вводов 220 кВ подстанции:
| | (5.28) |
| где kав = 1,4 – коэффициент перегрузки автотрансформатора при аварии; | |
–мощность трансформаторов, установленных на подстанции, МВА; Uнв – номинальное напряжение обмотки силового автотрансформатора на высокой стороне, кВ; 
= 4 - количество подключенных линий к шинам РУ.Подставив значения согласно паспортным данным получим:
Рассчитаем максимальный рабочий ток системы сборных шин ОРУ-220 кВ подстанции:
| | (5.29) | |
| где |
| |
- значение коэффициента распределения по шинам, 0,5-0,7. 
.
Определим рабочий ток для ввода силового автотрансформатора на стороне 220 кВ:
|
|
(5.30) |
| где | |
- число параллельно включенных трансформаторов. 
5.4 Определение значения теплового импульса КЗ
Для определения величины теплового импульса воспользуемся формулой:
| | (5.31) |
| где | |
- расчётная продолжительность КЗ, с (приводится в паспортных данных); 
- время срабатывания защиты, с; 
- полное время отключения выключателя, с; Та – постоянная времени цепи КЗ, с.Определим тепловой импульс для ОРУ-220 кВ с учётом предполагаемых к установке выключателей при tвык = 0,055 c; tрз = 0,5 с; Та = 0,05 с:
Результаты расчётов для остальных присоединений сведем в таблицу 5.3.
Таблица 5.3 – Результаты расчёта значения теплового импульса
| Наименование РУ | Iк, кА | tрз, с | tвык, с | Вк, кА2с |
| ОРУ-220 кВ | 6,6 | 0,5 | 0,055 | 15,6 |
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
