Вихідною величиною для розрахунку струмів короткого замикання є потужність короткого замикання на шинах 10 кВ районної трансформаторної підстанції (43 МВА).
Струм трифазного замикання на шинах 10 кВ РТП обчислюється за формулою:
А
Де Sк.з. - потужність короткого замикання, МВА;
Uб - базисна напруга в кВ (Uб=10,5 кВ)
Ударний струм:
А
де Ку - ударний коефіцієнт (1<Ку<2).
Діюче значення ударного струму короткого замикання знаходять з формули:
А
Струм трифазного короткого замикання в інших точках мережі отримуємо за формулою:
, А
де Zк.з . - опір кола короткого замикання до розрахункової точки, Ом.
Опір системи знаходимо з формули:
Ом
Повні активний та індуктивний опори лінії
, 
де r0і - питомий активний опір і -го км лінії, Ом/км;
х0і - питомий індуктивний опір і -го км лінії, Ом/км;
Lі - довжина ділянки лінії, км.
Струм двофазного короткого замикання визначається за формулою:
У курсовому проекті необхідно визначити струми короткого замикання на шинах 10 кВ розрахункової (№5) та найбільш віддаленої (№7) споживчих підстанцій, та на шинах ТП(№0).
Струм короткого трифазного замикання на підстанції 1-5:
Ом
Ом
Ом
А
Струм короткого трифазного замикання на підстанції 1-7:
Ом
Ом
Ом
А
Струм короткого трифазного замикання на підстанції 0:
Ом
Ом
Ом
А
А.
Вибір електричної апаратури розподільчого пристрою 10 кВ (комірки лінії 10 кВ) районної трансформаторної підстанції
Апаратуру вихідної комірки лінії електропередач 10 кВ та заданої споживчої підстанції вибирають за номінальною напругою, струмом та конструктивним виконанням, класом точності і струмом виконання.
Максимальний розрахунковий струм навантаження визначають за максимальною потужністю на першій ділянці лінії 10 кВ (більша із SД
і SВ).
А
Таблиця 10. Умови вибору апаратів
| Параметри | Умови вибору | Розрахункові дані | Розрахункові формули | ВВ/ТЕL10-12,5/630 Привод, ПЕ |
| Номінальна напруга | Uн.в.>Uн | 10 кВ | Uн.в.>Uн | 10кВ =10 кВ |
| Номінальний струм | Iн.в.>Iр.max | 39,8 А | 
| 630 А>39,8 A |
| Допустимий струм вимикання | Iд.вим>Iр.вим | 3,3 кА | 
| 8…20кА>3,3кА |
| Струм динамічної стійкості | іmax>іу | 5 кА | 
| 8…20 кА>5 кА |
| Струм термічної стійкості |
 tН > ( )2tК (*)
| 5,2 кА | _____ | 8…20кА > 5,2 кА |
Вибираю вимикач типу ВВ/ТЕL-10-12,5/630 з приводом ПЕ
(*) - tн – номінальний час термічної стійкості вимикача при протіканні струму It, (tн = 4с); 
; tсв – час спрацювання вимикача (tсв = 0,2с); tрз – час спрацювання релейного захисту, с (розділ 7); Ta – постійна часу затухання аперіодичної складової струму короткого замикання (для сільських мереж рекомендується Ta = 0,185 с)
с
Вибір роз'єднувачів виконується аналогічно (не враховується
тільки допустимий струм вимикання).
Таблиця 11. Вибір роз’єднувача
| Параметри | Умови вибору | Розрахункові дані | Розрахункові формули | РВЗ-10-400 Привод ПР-10, ПР-11 |
| Номінальна напруга | Uн.в.>Uн | 10 кВ | Uн.в.>Uн | 10 кВ =10 кВ |
| Номінальний струм | Iн.в.>Iр.max | 39,8 А |
| 400 А>39,8 А |
| Струм динамічної стійкості | іmax>іу | 5 к.А |
| 45 кА>5кА |
| Струм термічної Стійкості | tН > ()2tК (*)
| 5,2кА | ______ | 10/10кА/с>5,2кА |
Вибираю роз’єднувач типу РВЗ-10-400 з приводом ПР-10 або ПР-11.
| Параметри | Умови вибору | Розрахункові дані | ТПЛ-10-0,5/Р |
| Номінальна напруга, кВ | UНТ > UН | 10 | 10 |
| Номінальний первинний струм, А | ІН1 > ІР.МАКС | 59,5 | 40 A>39,8A |
| Номінальний вторинний струм, А | ІН2 = 5 А | - | 5A |
| Клас точності | (*) | - | 0,5/P |
| Номінальна вторинна потужність, ВА | SН2 >S2 | 10 | 10BA=10BA |
| Кратність струму термічної стійкості | (КtІН1)2>()2tК
| - | 90>5,2кА |
| Кратність струму динамічної стійкості |  ·ІН1·КД>іУ
| - | 250>5кА |
Таблиця 12. Вибір трансформаторів струму
Вибираю трансформатор струму типу ТПЛ-10-0,5/Р
Щоб забезпечити задану точність вимірювання, потужність S2 приладів, приєднаних до вторинної обмотки трансформатора, не повинна перевищувати зазначене в паспорті трансформатора струму вторинне навантаження SН2. Залежно від класу точності знаходять номінальну вторинну потужність SН2.
SН2=10 Ом: ВА.
Навантаження трансформаторів струму знаходимо з формули:
де 
- номінальний вторинний струм (у більшості випадків 5А);
Sпр - сумарна потужність послідовно ввімкнених приладів (лічильників, амперметрів),
Sпр=2+0,5=2,5 ВА
Rпров. - опір з'єднувальних провідників, Ом;
Rкон. - опір контактів (Rкон.=0,1 Ом).
Допустимий опір провідників обчислюється, виходячи з умови S2 =SН2:
Ом
Отже, необхідний переріз з'єднувальних провідників
мм2
де 
- питомий опір металу з'єднувальних проводів, (Ом мм2)/м;
LР - розрахункова довжина проводів, м (2,5...3м).
За результатом розрахунку приймають ближчий стандартний переріз, але не менше 2,5 мм2 для мідних проводів, або 4мм2 для алюмінієвих.
Отже, номінальна вторинна потужність:
ВА
Вибираємо провід з мідною жилою марки ПВ-1*2,5 мм2
7. ВИБІР РЕЛЕЙНОГО ЗАХИСТУ КОМІРКИ ЛІНІЇ 10 кВ РАЙОННОЇ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ
Для захисту ліній 10 кВ використовують максимальний струмовий захист і струмову відсічку. У мережах напругою 10 кВ максимальний струмовий захист виконується у двофазному варіанті (трансформатори струму монтують тільки у двох фазах).
Для максимального струмового захисту і струмової відсічки вибираємо РТ-85. Струм спрацювання максимального струмового захисту знаходять за формулою
IСЗ = 
А
де КН - коефіцієнт надійності;
КСП - коефіцієнт самозапуску;
КП - коефіцієнт повернення;
ІР.МАКС - максимальний розрахунковий струм навантаження, А.
Коефіцієнт самозапуску для ліній сільськогосподарського призначення може мати значення 1,1...1,8. Величина коефіцієнтів надійності та повернення залежить від типу реле, для РТ-85 КН=1,2; КП=0,8.
Коефіцієнт надійності та повернення Таблиця 13
| Коефіцієнт | Тип реле |
| УЗА-10 | |
| Надійності | 1,15...1,2 |
| Повернення | 0,9...0,92 |
Максимальний розрахунковий струм навантаження визначають за максимальною потужністю на першій ділянці лінії 10 кВ (більша із SД
і SВ).
А
Визначаємо струм спрацювання реле:
А
де Ксх - коефіцієнт схеми (при з'єднанні трансформаторів струму в неповну зірку КСХ=1);
nтт - коефіцієнт трансформації трансформаторів (nтт=50/5=10).
Отже вибираємо уставку Іуст=9 А.
Після вибору струму уставки реле визначаємо уточнене значення струму спрацювання захисту:
А
Чутливість захисту перевіряємо за формулою:
КЧ 
де КЧ - коефіцієнт чутливості для максимального струмового захисту
- мінімальне значення струму двофазного короткого замикання у мережі (шини 10 кВ найбільш віддаленої ТП 10/0,4 кВ).
Номінальний струм плавких вставок запобіжників Таблиця 14
| Потужність трансформатора, кВА | |
| Номінальний струм плавкої вставки, А |
Для трансформатора потужністю 250 кВА вибираємо плавку вставку
20 А. Захист споживчих трансформаторних підстанцій 10/0,4 кВ на стороні напруги 10 кВ виконується плавкими запобіжниками типу ПК1, ПК2, ПКЗ, ПКТ, або іншими.
Для визначення уставки часу спрацювання максимального струмового захисту лінії 10 кВ, узгодження її з часом спрацювання запобіжників ТП-10/0,4 кВ складаємо карту узгодження захисту мереж, на якій по осі абсцис відкладається струм короткого замикання, а по осі ординат - час спрацювання захисту.
Після побудови захисної характеристики запобіжника, знаходять струм трифазного короткого замикання у місці установки ТП-10/0,4. Через точку, яка відповідає вказаному струму короткого замикання, проводять паралельну осі ординат пряму. Перетин цієї прямої із захисною характеристикою запобіжника визначає час спрацювання запобіжника tЗП.
Точка часу tСЗ спрацювання максимального струмового захисту лінії 10 кВ розташована на додатковій прямій на відстані 
t від точки tЗП.
Побудувавши струмову характеристику реле, яка проходить через точку tСЗ (або близько), визначають уставку спрацювання максимального струмового захисту, струмові характеристики реле.
Селективна дія максимального струмового захисту із залежною струмовою характеристикою і запобіжниками ТП - 10/0,4 кВ забезпечується при умові
tСЗ > tЗП + t,
де tСЗ - час спрацювання максимального струмового захисту лінії 10 кВ, с;
tЗП - час вимикання струму короткого замикання запобіжником, який складається із часу перегорання плавкої вставки і часу горіння дуги,с;
t - ступінь селективності (0,5...0,7 с).
Тоді умови для селективної дії МЗС забезпечуються:
1 с>0,002с+0,7с.
Для прискорення вимикання коротких замикань, які виникають на початку лінії та супроводжуються значними струмами короткого замикання, застосовують струмову відсічку.
Струм спрацювання відсічки визначають з умови:
а) залежно від стрибка струму намагнічування:
=0,24кА
де, 
- сума номінальних потужностей ТП-10/0,4кВ, приєднаних до лінії 10кВ, кВА.
б) залежно від струму к.з. на шинах 10кВ:
кА
де 
- максимальний струм трифазного короткого замикання на шинах 10 кВ, найвіддаленішої підстанції ТП-10/0,4кВ, кА;
- коефіцієнт надійності відсічки для мікропроцесорних пристроїв захисту(1,15...1,2)
