Основные данные о работе

• Название: Основные данные о работе
• Дата: 09.05.2023
• Размер: 0.85 Mb.
• Имя файла: 2.docx
• Тип: Реферат; #1117837
• страница: 3 из 10

​ГЛАВА 2. Выбор основного электрооборудования подстанции

​

1. 
   Выбор силовых трансформаторов подстанции
   

Данная распределительная подстанция рассчитана на обеспечение электроэнергией на уровне 10 кВ цехов, расположенных в непосредственной близости: чугунолитейного, водопроводного, доменного цеха №1, коксохимического и кислородного производств. Подстанция также питает паровоздуходувную станцию ТЭЦ НЛМК, газоочистку ККЦ-1, ТП городских электрических сетей, несколько мощных компрессоров кислородного производства, механосборочный цех металлургического оборудования.

Определим плотность электрической нагрузки по формуле:

, МВт/км², (2.1.1)

где ^Р_р – активная расчетная нагрузка, МВт;

^Fмк – площадь, км².

Плотность электрической нагрузки:

, МВт/км².

Будем рассматривать трансформаторы мощностью 630 или 1000кВ∙А.

Минимальное количество трансформаторов, которое необходимо для обеспечения электроснабжения определяется по формуле.

, шт, (2.1.2)

где ^S_р – расчетная нагрузка потребителей, кВ∙А;

^кз – коэффициент загрузки трансформатора (к_з=0,7);<sup>4

S</sup>_Т.ном – номинальная мощность трансформатора, кВ∙А.

Для электроснабжения потребителей с мощностью ^S_тц = 1141,31 кВ∙А запроектируем отдельную двухтрансформаторную подстанцию.

Для определения электрических нагрузок, приходящихся на каждую подстанцию, воспользуемся формулами определения максимумов нагрузки.

Расчетный максимум активной нагрузки определяется по формуле:

, кВт, (2.1.3)

где ^Р_зд.max – наибольшая активная нагрузка цеха из числа потребителей, питаемых от ТП, кВт;

^Рздi – расчетные активные нагрузки других потребителей, кВт;

^К_yi – коэффициент участия в максимуме электрических нагрузок общественных помещений [1].

Расчетный максимум реактивной нагрузки определяется по формуле:

, квар, (2.1.4)

где ^Q_зд.max – наибольшая активная нагрузка потребителей из числа потребителей, питаемых от ТП, кВт;

^Qздi – расчетные активные нагрузки других потребителей, кВт;

^k_yi – коэффициент участия в максимуме электрических нагрузок общественных зданий помещений⁵.

Пример расчета приведем для ТП2:

, (2.1.5)

, кВт,

, (2.1.6)

, квар,

, кВ∙А.

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме определяется по формуле:

, (2.1.7)
где ^Р_р – расчетная активная нагрузка потребителей, питаемых от ТП, кВт;

^Qр – расчетные реактивная нагрузка потребителей, питаемых от ТП, квар;

^N_T – число силовых трансформаторов, устанавливаемых в ТП, шт;

S_НТ – номинальная мощность силового трансформатора, кВ∙А.

< 0,7.

Загрузка силовых трансформаторов в послеаварийном режиме характеризуется коэффициентом k_з,АВ, который определяется по формуле:

, (2.1.8)

< 1,4.

Результаты расчета для остальных подстанций приведены в таблице 3.2.


Таблица 2

Выбор трансформаторов

№ТП	Sр, кВ∙А	SНТ, кВ∙А	Кол-во Трансформаторов	кз	кзАВ
ТП1	872,4	630	2	0,69	1,38
ТП2	758	630	2	0,7	1,2
ТП3	900,38	630	2	0,7	1,4
ТП4	815,19	630	2	0,65	1,29
ТП5	826,14	630	2	0,66	1,31
ТП6	865,57	630	2	0,68	1,37
ТП7	1141,31	1000	2	0,57	1,14

2. 
   Расчёт токов короткого замыкания
   

В энергосистеме, помимо нормальных режимов работы, могут возникать аварийные режимы, наиболее тяжелыми из которых считаются трехфазные короткие замыкания. Токи в таких режимах значительно превышают нормальные токи и измеряются в килоамперах. Расчет токов короткого замыкания проводится для того, чтобы впоследствии выбрать коммутационное и защитное оборудование, способное выдержать и защитить от таких режимов работы.

Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением 10 кВ

Для расчета токов короткого замыкания составляется расчетная схема, представляющая собой упрощенный вариант однолинейной схемы, и схема замещения, в которой все элементы заменяются сопротивлениями. Рассматриваются два режима работы схемы: максимальный и минимальный.

Схему замещения при работе в разомкнутом режиме (см. приложении Б на рис. Б.1).

Схему замещения при работе в режиме магистрали (послеаварийный режим) (см. приложении Б на рис. Б.2).

Определим параметры схем замещения, для этого зададимся необходимыми исходными данными.

Распределительный пункт (РП) примем в расчете, как систему с током трехфазного I_к.с⁽³⁾ = 9,3 (кА).

Реактивное сопротивление системы определяется по формуле:
, Ом, (2.2.1)

где U_ср – среднее напряжение, кВ;

I_к.с⁽³⁾ – ток трехфазного КЗ на стороне 10 (кВ), кА.

Активное сопротивление для кабельных линий определим по выражению:

, Ом, (2.2.2)

где R_o.w – удельное активное сопротивление, Ом/км;

l – длина линии, км.

Пример расчета:

Активным сопротивлением системы пренебрегаем, поскольку оно более, чем в три раза меньше, чем реактивное.

, Ом;
, Ом;
, Ом;
, Ом.

Параметры остальных линий рассчитываются аналогично. Результаты расчетов приведены в табл. 3.

Таблица 3

Параметры схемы замещения

Элемент	R0, Ом/км	Х0, Ом/км	L, км	R, Ом	Х, Ом	Z, Ом
Система					0,652	0,652
W1	0,169	0,078	0,55	0,093	0,043	0,102
W2	0,208	0,079	0,14	0,029	0,011	0,031
W3	0,261	0,08	0,38	0,099	0,030	0,104
W4	0,329	0,081	0,46	0,151	0,037	0,156
W5	0,261	0,08	0,19	0,050	0,015	0,052
W6	0,208	0,079	0,17	0,035	0,013	0,038
W7	0,169	0,078	0,68	0,115	0,053	0,127
W8	0,329	0,081	0,6	0,197	0,049	0,203
W9	0,329	0,081	0,6	0,197	0,049	0,203

В нормальном режиме работы сеть 10 кВ работает в разомкнутом режиме по точке потокораздела.

Рассчитаем токи КЗ для случаев, когда сеть работает в нормальном режиме, а также при работе в послеаварийном режиме- при отключении (в случае КЗ и при выводе в ремонт) линии W1 в режиме магистрали.

Ток трехфазного КЗ рассчитывается по формуле:

, кА, (2.2.3)

где Z_Σ– суммарное сопротивление до точки КЗ, Ом.

Ударный ток рассчитывается формуле:
, кА, (2.2.4)

где К_у – ударный коэффициент, который находится по формуле:

, (2.2.5)

где Т_а – постоянная времени переходного процесса.

, с, (2.2.6)

где Х – реактивное сопротивление контура, образованного КЗ, Ом;

ω – угловая частота (ω=314 при частоте питающей сети 50 Гц);

R – активное сопротивление контура, образованного КЗ, Ом.

Пример расчета для рисунка П7.1:

, кА;
, с;
;
, кА;
, кА.

Результаты расчетов для всех точек расчета (см. табл. 2.2).


Таблица 4

Результаты расчета токов КЗ в сети 10 кВ

Точка КЗ	К1	К2	К3	К4	К5	К6	К7
Рабочий режим электрической сети
Ik(3), кА	8,04	7,72	6,82	5,8	6,98	7,43	7,79
Ik(2), кА	6,96	6,68	5,9	5,02	6,05	6,43	6,74
Ку	1,48	1,23	1,1	1,04	1,10	1,23	1,48
Iy, кА	16,84	13,42	10,64	8,56	10,9	12,92	16,32
Послеаварийный режим электрической сети
Ik(3), кА	7,79	7,43	6,98	5,92	5,37	5,23	–
Ik(2), кА	6,74	6,48	6,05	5,13	4,65	4,53	–
Ку	1,48	1,23	1,1	1,04	1,03	1,02	–
Iy, кА	16,32	12,92	10,9	8,73	7,79	7,53	–
ТП7
Ik(3), кА	7,5	7,5	–	–	–	–	–
Ik(2), кА	6,5	6,5	–	–	–	–	–
Ку	1,24	1,24	–	–	–	–	–
Iy, кА	13,19	13,19	–	–	–	–	–