2.2 Розрахунок струмів міжфазних коротких замикань

Розрахунок струмів у кабельних лініях при міжфазних коротких замиканнях виконують на основі схеми заміщення, приклад якої показаний у контрольному прикладі в Додатку В. У цій схемі реальні елементи мережі - лінії і трансформатори - представлені активними і реактивними опорами.

Величини активних і реактивних опорів схеми заміщення визначають наступним чином. Реактивний опір,Ом енергосистеми знаходять за формулою

, (2.5)

де = 110 кВ - номінальна напруга енергосистеми;

- потужність енергосистеми, МВА.

Активний і реактивний опори повітряної лінії 110 кВ розраховується за формулами

; , (2.6)

де , - питомі активний і реактивний опори 1км сталеалюмінієвих проводів марки АС, які для відповідних поперечних перерізів визначаються згідно з табл. А.3 Додатку А;

- довжина повітряної лінії 110 кВ, км.

Схеми заміщення трансформаторів двохобмоткових, триобмоткових та з розщепленими обмотками показані на рис. 2.1. Активний і реактивний опори двохобмоткових трансформаторів 110/10 кВ і 10/0,4 кВ знаходять за формулами

,, ,(2.7)

де , , - повний, активний і реактивний опори трансформатора в режимах короткого замикання, Ом;

- напруга короткого замикання трансформатора;

- номінальна потужність трансформатора, МВА;

, - номінальні значення первинних напруги, кВ і струму, який розраховують за формулою (2.1) в амперах;

- потужність короткого замикання трансформатора, кВт.

Триобмотковий трансформатор в режимах короткого замикання представляється трипроменевою схемою заміщення (рис.2.1) тільки з індуктивними опорами розсіювання, бо триобмоткові трансформатори виготовляють потужністю більше 6300 кВа і первинною напругою більше 110 кВ, що дозволяє нехтувати активним опором трансформатора. Індуктивні опори схеми заміщення трансформатора дорівнюють

Х_ВН =0.5(Х_ВН-СН + Х_ВН-НН - Х_СН-НН),

Х_СН =0.5(Х_ВН-СН + Х_СН-НН - Х_ВН-НН),(2.8)

Х_НН =0.5(Х_ВН-НН + Х_СН-НН - Х_ВН-СН).

У виразах (2.8) опори Х_ВН-СН, Х_ВН-НН, Х_СН-НН обчислюють за першою формулою (2.7), та відповідними значеннями напруг короткого замикання И_{К. ВН-СН,} И_{К. ВН-НН,} И_{К. СН-НН,} тому що в даному випадку індуктивні опори схеми заміщення дорівнюють його повному опору. Індуктивний опір трансформатора залежно від типу короткого замикання на сторонах середньої чи низької напруги дорівнює сумі опорів відповідних променів схеми заміщення (рис.2.1 ).

Трансформатори з розщепленою обмоткою низької напруги представляють трипроменевою схемою заміщення (рис.2.1), в якій один промінь відповідає обмотці високої напруги, а два інших - розщепленій обмотці низької напруги, що складається з двох обмоток НН1 та НН2, потужність кожної з яких дорівнює половині потужності обмотки високої напруги.

Індуктивні опори променів схеми заміщення для практичних розрахунків визначають за емпіричними формулами

Х_ВН = 0.125 Х_ВН-НН,Х_НН1= Х_НН2 = 1.75 Х_ВН-НН, (2.9)

де Х_ВН-НН - індуктивний опір трансформатора при паралельному зєднанні розщеплених обмоток, який визначається за першою формулою (2.8) і за напругою короткого замикання відповідно до паралельного зєднання розщеплених обмоток, про що вказується у паспорті на трансформатор, тому що в даному випадку індуктивні опори схеми заміщення дорівнюють його повному опору. Індуктивний опір трансформатора дорівнює сумі опорів відповідних променів схеми заміщення (рис. 2.1 ).

Активний і реактивний опори кабельних ліній і трансформаторів 10/0,4 кВ необхідно привести до напруги 110 кВ за формулами

,, (2.10)

де , - розрахункові дійсні значення активних і реактивних опорів ліній і трансформаторів 10/0,4 кВ, Ом ;

, - приведені до напруги 110 кВ значення активних і реактивних опорів;

= 11- коефіцієнт трансформації трансформатора 110/10 кВ.

Результати розрахунків приведених активних і реактивних опорів схеми заміщення за вищенаведеними формулами зводимо у таблиці як показано у контрольному прикладі додатку В (табл. 2.2, 2.3, 2.4).

Розрахунок приведених до 110 кВ струмів в лініях при три- та двофазних коротких замиканнях розраховують за формулами

; (2.11)

, (2.12)

де , - сума відповідно активних і реактивних опорів схеми заміщення від джерела живлення до відповідної точки короткого замикання, значення яких зводяться в таблицю (див. додаток Г, табл. 2.5).

Слід зазначити, що отримані за формулами (2.11) і (2.12) струми короткого замикання в кабельних лініях 10 кВ є приведеними до напруги 110 кВ. Для отримання дійсних значень струмів необхідно приведені значення помножити на коефіцієнт трансформації трансформатора 110/10 кВ, тобто

. (2.13)

Результати розрахунків зводять у таблицю (див. додаток Г, табл. 2.6).