Курсовая работа: Проектирование тяговой подстанции переменного тока

4.3  Определение тока К.З. в точке К1

Схема замещения для расчета на рисунке 4.2.

Преобразуем схему рис. 4.2.1., затем рис. 4.2.2., затем рис. 4.2.3.

Определяем токи К.З. по формулам согласно [6]

Действующее значение тока К.З.

 (4.9)

где Uср = 115 кВ – среднее напряжение ступени для которой определяется ток К.З.;

ХS - суммарное сопротивление элементов схемы до точки К.З.

Апериодическая составляющая тока К.З.

 (4.10)

где τ = tсв + tз min = 0,07 с.

Та = 0,02 с.

Ударный ток К.З. в точке К1, согласно [1]

iу = kу IК (4.11)

где kу = 1,8 – ударный коэффициент;

iу = × 1,8 × 6,66 = 16,25 кА.

Полный ток К.З. в точке К1

iк = IК + iа (4.12)

iк = · 6,66 + 0,289 = 9,71 кА

4.4  Определение тока К.З. в точке К2

Схема замещения для расчета представлена на рисунке 4.3.

Преобразуем схему также как для точки К1, упрощаем схему (Рис. 4.3.1), включаем в схему суммарное сопротивление обмоток ВН и СН трансформатора:

ХТС = ХВ + ХС

Приводим сопротивление элементов схемы ВН к стороне СН по формуле согласно [1]

 (4.13)

По формуле (4.12) приводим сопротивление обмоток ВН трансформатора к стороне СН

Суммарное сопротивление обмоток ВН и СН трансформатора

ХТС = 3,64 Ом + 1,91 Ом = 5,56 Ом.

Вводим в схему сопротивление двух трансформаторов работающих параллельно

По формуле (4.12) приводим сопротивление элементов схемы ВН к стороне СН

Находим сопротивление системы в точке К2 (Рис. 4.3.2):

Х= Х+ ХТС2 = 1,12 + 2,78 = 3,9 Ом

Действующее значение тока К.З. относительно генератора по (4.9)

Апериодическая составляющая тока К.З.

Ударный ток К.З. в точке К2, по формуле (4.11)

iу = × 1,8 × 5,7 = 14,52 кА.

Полный ток К.З. в точке К1

iк = · 5,7 + 0,242 = 8,31 кА

4.5  Определение тока К.З. в точке К3

Схема замещения для расчета представлена на рисунке 4.4.

Преобразуем схему также как для точки К1, упрощаем схему (Рис. 4.4.1), включаем в схему суммарное сопротивление обмоток ВН и НН трансформатора.

ХТН = ХВ + ХН

По формуле (4.13) приводим сопротивление обмоток ВН трансформатора к стороне НН

Суммарное сопротивление обмоток ВН и НН трансформатора

ХТН = 0,298 Ом - 0,006 Ом = 0,292 Ом.

Вводим в схему сопротивление двух трансформаторов работающих параллельно

По формуле (4.13) приводим сопротивление элементов схемы ВН к стороне НН

Находим сопротивление системы в точке К3 (Рис. 4.4.2):

Х= Х+ ХТН2 = 0,091 + 0,146 = 0,237 Ом

Действующее значение тока К.З. относительно источника питания по (4.9)

Апериодическая составляющая тока К.З.

Ударный ток К.З. в точке К3, по формуле (4.11)

iу = × 1,8 × 26,82 = 68,27 кА.

Полный ток К.З. в точке К3

iк = · 26,82 + 1,138 = 39,067 кА

4.6  Определение тока К.З. на шинах постоянного тока 3,3 кВ, (в точке К4)

Установившийся ток К.З. на шинах постоянного тока 3,3 кВ определяется по формуле согласно [1]:

 (4.14)

где IdH – номинальный выпрямленный ток выпрямительного агрегата, кА

N – количество выпрямительных агрегатов;

Sн.пр.тр – мощность преобразовательных трансформаторов, питающих выпрямительный агрегат, МВА

SКЗ – мощность К.З. на шинах переменного тока 10кВ, МВА

uК – напряжение К.З. преобразовательного трансформатора, %

 (4.15)

Данные о преобразовательных агрегатах взяты из раздела 1.

Sн.пр.тр = S НОМ1 = 11,84 МВА;

Idн = IНОМ вып= 3,2 кА;

uк = 7,35 %.

Определяем установившийся ток К.З. на шинах постоянного тока 3,3 кВ, по формуле (4.14)

5.  Проверка оборудования тяговой подстанции по условиям короткого замыкания

5.1 Расчетный тепловой импульс на шинах 3,3 кВ подстанции определяется согласно [1] по формуле:

Bк = I2ПО·tоткл (5.1)

где I2ПО – начальное значение периодической составляющей тока К.З.

I2ПО = Iк.уст = 29,37 кА;

tоткл – время, в течении которого проходит ток К.З. согласно [1]:

tоткл = tз + tв (5.2)

где tз – время действия защиты, согласно разделу 1,

tз = tрз = 0,1 с;

tв – время отключения выключателя, согласно пункту 3.2.4.3, для РУ 3,3 кВ

tв = 0,05 с.

По формуле (5.2) определяем:

tоткл = 0,1 + 0,05 = 0,15 с.

По формуле (5.1) определяем расчетный тепловой импульс на шинах РУ-3,3 кВ:

BК = 29,372 × 0,15 = 129,4 кА2с;

5.2  Проверка шин РУ-3,3 кВ

Минимальное сечение шин РУ-3,3 кВ, при котором протекание тока К.З. не вызывает нагрева шин выше кратковременно допустимой температуры, определяем согласно [1] по формуле:

 (5.4)

где BK – тепловой импульс К.З.;

C = 90 А×с1/2/мм2, - константа по [1];

Согласно [1] должны выполняться условия:

Iдоп ³ Iр.мах

q ³ qmin (5.5)

По условию (3.4):

для главной и минусовой шин коробчатого сечения:

Iдоп = 5650 А ³ Iр мах 3,3 = 5120 А ;

Iдоп = 6430 А ³ Iр мах 3,3 = 6400 А ;

для запасной шины прямоугольного сечения:

Iдоп = 2180 А ³ Iр.мах 3,3 = 2000 А ;

По условию (5.5):

для главной и минусовой шин:

q = 1785 мм2 ³ qmin = 156,6 мм2

q = 2440 мм2 ³ qmin = 156,6 мм2

для запасной шины:

q = 800 мм2 ³ qmin = 156,6 мм2

Выбранные шины подходят для РУ-3,3 кВ, так как удовлетворяют условиям проверки.

5.3  Проверка быстродействующих выключателей постоянного тока

Быстродействующие выключатели проверяются по условию:

где Iк уст – установившийся ток К.З. на шинах 3,3 кВ, определяется по выражению (4.13);

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12