Выбор схемы трансформаторной подстанции

На вводах распределительного устройства по высокой стороне 10кВ стоят трансформаторы тока которые предназначены для преобразования измеряемого первичного тока во вторичный и масляный выключатель для размыкании и замыкания цепей. Дальше стоит предохранитель служащий для защиты от токов коротких замыканий. Разъединители применяются для создания видимого разрыва в цепи. Силовые трансформаторы служат для понижения напряжений в сети с 10 до 0,4кВ.

По низкой стороне 0,4 стоят рубильники служащие для включения, отключения и обесточивания цепей.

Рисунок 3 – Схема подстанции.

Для трансформатора находим ток нагрузки I_н по формуле: [1, с.151]

I_н= , (14)

где S_тр – полная табличная мощность, кВА;

U₁ – табличное напряжение по высокой стороне, кВ.

I_н= =57,8 А;

По таблице 5.16 Липкина Б.Ю. находим экономическую плотность тока j_эк, А/мм².

Для алюминиевого кабеля j_эк=1.6 А/мм²

Экономическое сечение провода находим по формуле: [1, с.151]

S_эк= , (15)

где S_эк – экономическое сечение провода, мм²

S_эк= =36,1 мм²

По величине S_эк выбираем стандартное сечение провода S= мм².

По произведенным расчетам выбираем кабель и записываем в табличной форме.

Таблица 5 Кабельная линия.

Тип	S, мм^2	хо, Ом/км	ro, Ом/км	Iдоп, А
АСБ		0.09	0.589

Кабель проверяем по току.

Кабель должен соответствовать условию

I_нагр I_доп

57,8<140 (кабель подошел по условию)

Проверяем кабель по потере напряжения по формуле: [1, с.159]

ΔU= ·I_нагр·ℓ· (r_o·cosφ+х_о·sinφ), (16)

где ℓ - длина питающей кабельной линии, км;

r_o – активное сопротивление, Ом/км;

х_о – реактивное сопротивление, Ом/км;

ΔU – потери напряжения в трансформаторе, В.

ΔU= =27,59В; Определяем потери напряжения ΔU в процентном отношении:

ΔU%= , (17)

ΔU%= % =0,2%;

По ПУЭ кабельная линия должна удовлетворять норме по потере напряжения, не больше 6%.

6% > 0,2% (удовлетворяет условию)

Кабель подходит.

2.4 Расчет токов короткого замыкания

Так как сеть выше 1 кВ, то расчет токов ведем в относительно базисных величинах. Учитываем только индуктивное сопротивление основных элементов.

10/0,4 кВ трансформатор на S= 1000 кВА, ВЛ= 1 км

Питающая энергосистема S=600 МВА

За базисные напряжения U_б1 и U_б2 принимаем генераторное напряжение ступени трансформатора 10/0,4 кВ.

U_б1=10,5кВ U_б2=0,4кВ

Приводим схему электроустановки с указанием основных элементов и строим схему замещения.

Рисунок 4 – Схема замещения Рисунок 5 – Схема установки

По формулам определяем сопротивление всех элементов системы.

Сопротивление сети х₁ определяем по формуле: [1, с.73]

х₁=х_н.с· , (18)

х₁=1,4· =1,4 Ом

Определяем индуктивное сопротивление кабельной линии х₂ по формуле: [1, с.73]

х₂=х_о·ℓ· , (19)

где х_о – реактивное сопротивление на единицу длины линии, Ом/км.

х₂=0.09·0,6· =0,2Ом/км

Находим индуктивное сопротивление трансформатора х₃ по формуле: [1,с.73]

х₃=х_{б тр}= , (20)

где U_кз – напряжение короткого замыкания трансформатора из таблицы 4, %;

S_н.т – номинальная мощность трансформатора, кВА.

х₃=х_{б тр}= =39Ом/км;

Находим результирующее сопротивление для точек К.З.

Для К-1 → х_рез=х₁+х₂, (21)

х_рез(К-1)=1,4+0.2=1,6Ом/км

Для К-2 → х_рез=х₁+х₂+х₃, (22)

х_рез(К-2)=1,6+39=40,6Ом/км;

Производим расчет токов К.З. для точек К-1 и К-2. Для этого находим базисный ток

I_б= , (23)

Для точки К-1 →

I_б1= = =33,1кА;

Для точки К-2 →

I_б2= = =869,56кА;

Находим токи короткого замыкания по формуле: [1, с.82]

I_кз=I_∞= , (24)

Для точки К-1 →

I_кз= =20,6 кА

Для точки К-2 →

I_кз= =21,4 кА

Находим ударный ток по формуле: [1, с.83]

i_уд= ·К_уд· I_кз (25)

где i_уд – ударный ток, кА;

К_уд – ударный коэффициент.

Принимаем К_уд=1,8 для цепи, когда не учитывается активное сопротивление.

Для точки К-1 → i_уд= ·1.8·20,6=51,9кА;

Для точки К-2 → i_уд= ·1.8· 21,4=53,9кА.

Находим мощность К.З. по формуле: [1, с.72]

S_кз= , (26)

где S_кз – полная мощность К.З., МВА.

Для точки К-1 → S_кз= =375МВА

Для точки К-2 → S_кз= =14,7МВА.

Данные по токам К.З. заносим в таблицу.

Таблица 6 Расчет токов К.З.

Точка К.З.	Iкз, кА	I∞, кА	iуд, кА	Sкз, МВА
К-1	20,6	20,6	51,9
К-2	21,4	21,4	53,9	14,7

Дата добавления: 2015-08-31