Розрахунок струмів коротких замикань на приєднаннях знижувальної підстанції 110/35/10 кВ

Abstract

Стаття присвячена комплексному аналізу та методиці розрахунку струмів коротких замикань (КЗ) на приєднаннях знижувальної підстанції 110/35/10 кВ, що є критично важливим елементом забезпечення надійності та сталості роботи розподільних електричних мереж. У роботі обґрунтовано актуальність дослідження з огляду на зростання навантажень, впровадження сучасного комутаційного обладнання, появу розосереджених джерел енергії та необхідність точного вибору апаратів, чутливих до параметрів КЗ. Показано, що для знижувальних підстанцій зі складною конфігурацією шин і декількома силовими трансформаторами величина струмів КЗ істотно залежить від схеми мережі, типу з’єднання обмоток трансформатора, параметрів джерела живлення на стороні 110 кВ, а також реактивних опорів ліній та трансформаторів. Висвітлено методики визначення діючого значення періодичної складової струму КЗ, аперіодичної складової, ударного струму (імпульсного пікового значення), а також тривалості аперіодичної складової з урахуванням постійної часу. Результати дослідження дозволяють сформувати рекомендації щодо оптимального вибору комутаційного обладнання, підвищення чутливості релейного захисту, забезпечення термічної та електродинамічної стійкості струмопровідних частин, а також щодо підвищення загальної надійності розподільчих мереж. The article is devoted to a comprehensive analysis and calculation method of short-circuit currents (SC) at the connections of a 110/35/10 kV step-down substation, which is a critically important element in ensuring the reliability and stability of distribution electrical networks. The paper substanti-ates the relevance of the study in view of the growth of loads, the introduction of modern switching equipment, the emergence of distributed energy sources and the need for accurate selection of devices sensitive to short-circuit parameters. It is shown that for step-down substations with a complex busbar configuration and several power transformers, the magnitude of short-circuit currents significantly depends on the network scheme, the type of transformer winding connection, the parameters of the power source on the 110 kV side, as well as the reactive resistances of lines and transformers. The methods for determining the effective value of the periodic component of the short-circuit current, the aperiodic component, the surge current (pulse peak value), and the duration of the aperiodic component, taking into account the time constant, are highlighted. The results of the study allow us to formulate recommendations on the optimal choice of switching equipment, increasing the sensitivity of relay protection, ensuring the thermal and electrodynamic stability of current-carrying parts, as well as increasing the overall reliability of distribution networks.