Определение токов короткого замыкания (к. з.) и проверка оборудования и линий по термической и динамической устойчивости к току к. з. производятся в соответствии с общей методикой расчета. Предельные мощности короткого замыкания в распределительных сетях лимитируются, как правило, характеристиками выключателей и кабельных линий. В табл. 10-10 приведены предельно отключаемые токи выключателей ВМП-10 и ВМГ-10 при разных типах приводов и времени действия релейной защиты.
Таблица 10-10
Коммутационная способность выключателей ВМП-10 и ВМГ-10, кА
Проверка на нагревание от токов к. з. для одиночных кабелей небольшой протяженности должна производиться исходя из к. з, в начале кабеля; для одиночных кабелей, имеющих соединительные муфты, — исходя из к. з. в начале каждого участка, с тем чтобы иметь возможность ступенями уменьшать сечение кабеля по его длине; для двух и более параллельно включенных кабелей — исходя из к. з. непосредственно за пучком (по сквозному току).
Допускается не проверять проводники по режиму к. з. в случае их защиты плавкими предохранителями. Линия считается защищенной, когда отключающая способность предохранителя соответствует наибольшему возможному току к. з.
Провода воздушных ЛЭП напряжением до 10 кВ не проверяются по току к. з. Допустимые величины тока к. з. для кабелей определяются в зависимости от материала и сечения жил кабеля и длительности прохождения тока к. з. Сечение F, при котором проводник термически устойчив к току к. з. при заданной величине фиктивного времени tф, равно
(10-9) где I∞ — действующее значение установившегося тока к.-з., А; С — коэффициент, определяемый по табл. 10-11.
Таблица 10-11
Допустимые температуры нагревания проводников и шин при к. з.
Допустимые величины тока к. з. кабелей с бумажной изоляцией на напряжение 6—10 кВ по условиям термической устойчивости, кА
При расчете токов к. з. в сетях 6—10 кВ фиктивное время tф может быть принято равным действительному.
Значения допустимой величины токов к. з. кабелей 6—10 кВ с бумажной изоляцией по условиям термической устойчивости приведены в табл. 10-12. Рекомендуемые выдержки времени с учетом уставок релейной защиты и времени срабатывания выключателей для различных участков городской распределительной сети приведены в табл. 10-13.
Таблица 10-13
Выдержки времени для различных участков городской сети 6—10 кВ
Примечание. Значения в скобках яе учитывают ступень выдержки времени иа секционном выключателе РП
В соответствии с «Указаниями по проектированию городских электрических сетей напряжением выше 1000 В». Минэнерго, 1965 предельные значения мощностей к. з. на шинах. 6, 10 и 20 кВ ЦП соответственно составляют 200, 350 и 700 МВ-А. Ограничение мощностей к. з. ниже приведенных значений для обеспечения термической устойчивости кабельных линий следует производить только после использования всех возможностей уменьшения выдержек времени релейной защиты. Однако и в этом случае мощность к. з. не должна быть ниже 100, 170, 500 МВ-А при 6, 10 и 20 кВ соответственно.
Ограничивают мощности к. з. на ЦП и в электрической сети:
а) выбором рациональной схемы коммутации ЦП — секционированием шин вторичного напряжения, применением трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения;
б) выбором схемы питающей сети — ограничением количества параллельно работающих питающих линий;
в) искусственным увеличением сопротивления цепи до точки к. з. — установкой токоограничивающих реакторов на ЦП.
Трехобмоточные трансформаторы 110 кВ мощностью до 16 МВ·А и трансформаторы с расщепленной обмоткой мощностью до 25 МВ-А ограничивают ток к. з. на стороне 6—10 кВ подстанций до уровня отключающей способности выключателей ВМП-10 и ВМГ-10 без применения реакторов.
На ТП с двумя трансформаторами установка реакторов осуществляется на вводах в РУ: одинарных реакторов — если нагрузка одного ввода с РУ, когда обе секции при 6—10 кВ питаются от одного трансформатора (режим АВР), не превышает пропускную способность шкафа КРУ (2500 А для ВМП-10) (рис. 10-3, а); сдвоенных реакторов — если первое условие не выполняется или если при одинарном реакторе не обеспечивается необходимый уровень напряжения на шинах 6—10 кВ (рис. 10-3, б). При расщепленных обмотках предусматривается установка одинарных реакторов (рис. 10-3, в).
Сочетания расщепленных обмоток со сдвоенными реакторами следует избегать из-за увеличения числа секций шин и выключателей 6—10 кВ (рис. 10-3, г). В тех случаях, когда требующаяся реактивность реакторов 6 кВ лежит за верхним пределом заводской шкалы, можно применить реакторы 10 кВ, реактивность которых в Омах при том же номинальном токе и той же процентной реактивности в 10:6 раз больше. Применение нормально шунтируемых реакторов допустимо, если ограничение тока к. з. обусловливается только термической устойчивостью кабелей (рис. 10-3, д). В нормальном режиме реактор зашунтирован В1. При возникновении в сети 6—10 кВ к. з. с выдержкой времени 0,2 с отключается и реактор вводится в цепь. После отключения поврежденной линии выключатель снова шунтирует реактор.
Характеристики стандартных реакторов приведены в табл. 10-14— 10-19. При этом для сдвоенных реакторов номинальное значение коэффициента связи двух ветвей находится в пределах 0,4—0,6. Обозначение реакторов:
где реактор бетонный, с алюминиевой или медной обмоткой, сдвоенный или одинарный, с малыми потерями, наружной установки, номинальное напряжение, номинальный ток ветви, номинальная реактивность.
Реакторы серии РБА напряжением 6 кВ
Таблица 10-15
Реакторы серин РБА напряжением 10 кВ
Реакторы сдвоенные серии РБАС напряжением 6 кВ
Реакторы сдвоенные серий РБАС напряжением 10 кВ
Реакторы сдвоенные серин РБАСМ напряжением 6 кВ
Реакторы сдвоенные серии РБАСМ напряжением 10 кВ
Рекомендуемые типы токоограничивающих реакторов и расчетные значения параметров к. з. на подстанциях 110/6—10 кВ
В табл. 10-20 приведены результаты расчетов токов к. з. для трансформаторов 110/6—10 кВ с обычными и расщепленными обмотками и рекомендуемые типы реакторов. Расчет выполнен при
следующих условиях: мощность к. з., поступающая из сети 110 кВ, равна 5000 MB-А; подпитка места к. з., на стороне 6—10 кВ асинхронными двигателями принята из условия, что мощность двигателей, присоединенных к секции, составляет 80% мощности трансформатора или ветви его расщепленной обмотки; секции 6—10 кВ работают раздельно; номинальный ток токоограничивающего реактора на 40% превышает номинальный ток трансформатора или ветви его расщепленной обмотки.
