Расчет токов короткого замыкания на проектируемой подстанции

Расчет токов короткого замыкания производится с целью проверки выбранного электрооборудования на термическое и электродинамическое действие.

Активная максимальная мощность, передаваемая в систему по линиям 500 кВ равна 800 МВ·А. Длина линий по заданию составляет 850 км.

Наибольшая передаваемая мощность составляет 800 МВт. Определим количество линий на 500 кВ по выражению

Составляем расчетную схему сети. Предварительно определим количество линий на 500 кВ по пропускной способности линии.

(3.1),

Рисунок 3.1 – Расчетная схема подстанции

Составляем схему замещения для расчетов токов короткого замыкания в точках К1, К2.

Рисунок 3.2 – Схема замещения подстанции

Расчет производим в относительных базисных единицах. За базисную мощность Sб принимаем 1000 МВ·А.

Сопротивление энергосистемы определяется по формуле при Sк=1000 МВ·А

(3.2),

Сопротивление линии электропередачи определяется по выражению

(3.3),

где Худ – индуктивное сопротивление линий, Ом/км;

Uв – высокое номинальное напряжение, кВ.

Подставляя известные значения в (9), получаем для Л1 и Л2

,

Сопротивления трансформатора определяются по формуле

(3.4),

Исходя из задания турбогенераторы типа ТГВ–300 имеют исходные параметры [1, с 610]

,

где Х"d- сверхпереходное индуктивное сопротивление по продольной оси генератора, о.н.е; Sн- номинальная мощность генератора, МВ·А.

Сопротивление генератора определяется по формуле

Для блочного трансформатора по заданию следующего типа ТЦ- 4000000/500, Uк=11,5 %.

Сопротивление трансформатора определяется по формуле (10)

.

Определяем базисный ток Iб на всех ступенях

Расчет тока короткого замыкания в точке К1

Сворачиваем схему замещения относительно точки К1

Преобразованная схема замещения относительно точки К1 имеет следующий вид

Рисунок 3.3 – Эквивалентная схема замещения относительно точки К1

Находим периодический ток в начальный момент отключения

Расчет тока короткого замыкания в точке К2

Сворачиваем схему замещения относительно точки К2 на стороне 220 кВ.

Так как два трансформатора одинаковой мощности, преобразуем следующим образом

Рисунок 3.4 – Эквивалентная схема замещения относительно точки К2

Преобразуем звезду сопротивлений Х1, Х2, Х3 в треугольник Х4, Х5, Х6

Рисунок 3.5 – Эквивалентная схема замещения

Рисунок 3.6 – Эквивалентная схема замещения

Определяем ток короткого замыкания от системы

Определяем ток короткого замыкания от генератора

Все рассчитанные величины приводятся на рисунке 3.2.

Определяем токи КЗ для указанных точек и выбираем выключатели

Выбираем выключатель ВГБ-500, установлены со стороны высокого напряжения трансформатора.

Собственное время отключения tc,в=0,035с [1, с 630]

Для точки К1 имеем

Определяем номинальный ток генераторов

Периодический ток для момента τ от источников системы равен начальному значению периодического тока

Определим в точке К1

Рассчитываем апериодические токи для точки К1 для момента времени

где - определяем по кривым при известных величинах τ и Та.

Рассчитываем ударные токи для точки К1 при значении ударного коэффициента Куд=1,717

Рассчитываем токи КЗ для точки К2

Выбираем выключатель ВГБ-220, установлены со стороны среднего напряжения трансформатора.

Собственное время отключения tс,в=0,05с [1, с 630]

Для точки К2 имеем

Определяем номинальный ток генераторов

Периодический ток для момента τ от системы равен начальному значению периодического тока

Определим в точке К2

Рассчитываем апериодические токи для точки К2 для момента времени

где - определяем по кривым при известных величинах τ и Та

Рассчитываем ударные токи для точки К2 при значении ударного коэффициента Куд=1,608.

Все расчетные токи короткого замыкания сведем в таблицу 3.1

Таблица 3.1 – Результирующая таблица точек К1, К2.

Точки	ΣIпо.кА	ΣIпτ.кА	Та,с	τ,с	Куд	Iаτ	Iуд
К1	2,6	2,6	0,35	0,03	1,75	3,5	2,1
К2	2,7	2,7	0,6	0,55	1,85	1,15	3,89

Для точки КЗ приведены данные, соответствующие значениям в точке К3"