понизительный трансформатор. Районная понизительная подстанция
 Скачать 264.15 Kb.
|
3.Схема 3. Расчет токов короткого замыканияРасчёт токов короткого замыкания производится для выбора аппаратов, проводов, шин и кабелей. Поэтому расчётным является наиболее тяжёлый эксплуатационный режим. Нагрузки в расчёте токов короткого замыкания не учитываются, так как они значительно электрически удалены от расчётных точек короткого замыкания. Для выбора аппаратов и проводников в качестве расчётных точек короткого замыкания принимаются: сборные шины ВН или выводы трансформаторов со стороны ВН, сборные шины СН и сборные шины НН. Расчёт производится в относительных единицах приближенного приведения на основании базисных условий. Далее приведена методика расчёта для трансформаторной подстанции 110/110/10 кВ. Базисная мощность Sб= 1000 МВА. Базисные напряжения Uб1 = 115 кВ, Uб2 = 10,5 кВ. Базисные токи определяются по выражению:  (3.1)Согласно формуле (3.1) базисные токи равны:   Расчет параметров элементов схемы замещения определяется в следующей последовательности. Проводиться расчет параметров объединенной энергосистемы (ОЭС). ЭДС ОЭС принимается Ec = 1. Проводиться расчет реактивного сопротивления ОЭС по формуле:  , (3.2)где  – ток отключения выключателя кАСогласно формуле (3.2) реактивное сопротивление равно:   Проводится расчёт реактивного сопротивления воздушной линии по выражению:  , (3.3)где  = 0.4 – удельное реактивное сопротивление ВЛ, Ом/км.Согласно формуле (3.3) реактивное сопротивление ВЛ равно: 1. Для питающих линий:  Напряжения коротких замыканий Uкв, Uкн , (%)обмоток трехфазного двухобмоточного трансформатора при заданных в справочнике значениях напряжений коротких замыканий между обмотками u кВН-СН, u кВН-СН, u кСН-НН определяются из выражения     Uкр%=7,32% Проводится расчет действующего значения периодической составляющей начального (сверхпереходного) тока трехфазного короткого замыкания на сборных шинах ВН по формуле:  (3.6)где  – результирующее реактивное сопротивление, определяемое по выражению: (3.7)Согласно формулам (3.6) и (3.7), действующие значение периодической составляющей начального тока трёхфазного короткого замыкания на сборных шинах ВН равно: 1. Для К1 (шины ВН):   2. Для К3 (шины НН):   Расчёт ударного тока производится в следующей последовательности. Провидится расчёт активного сопротивления ОЭС по выражению:  (3.10)Согласно формуле (3.10) активное сопротивление ОЭС равно:   Проводится расчёт активного сопротивления ВЛ по выражению:  (3.11)где  – удельное активное сопротивление ВЛ, Ом/км.Согласно выражению (3.11) активное сопротивление ВЛ равно: Питающая линия  Проводится расчёт активных сопротивлений обмоток трансформатора по выражениям:  Проводится расчёт постоянной времени затухания апериодической составляющей по выражению:  (3.16)где 𝑓 – номинальная частота напряжения электрической сети 𝑓=50 Гц. Согласно выражению (3.16) для 110 кВ:    Для 10 кВ:    Проводится расчёт ударного коэффициента по выражению:  (3.17)Согласно выражению (3.17):    (3.18)Согласно выражению (3.18):   Проводится расчёт теплового импульса:  (3.19)где  – постоянная времени затухания апериодической составляющей;tотк – время отключения тока короткого замыкания, определяемое по формуле:  (3.20)где  – время действия основной релейной защиты;tотк.в – полное время отключения выключателя (на основании технических данных выбранного аппарата). Согласно формуле (3.20):   Согласно выражению (3.19):  
3.Выбор оборудования Оборудование распределительных устройств всех напряжений подстанций выбираются по условиям продолжительного режима работы и проверяются по режиму короткого замыкания. Расчетными токами продолжительного режима являются: IНОРМ – наибольший ток нормального режима и Imax – наибольший ток ремонтного или послеаварийного режима. Для конкретных цепей (присоединений) они рассчитываются следующим образом. Цепь двухобмоточного трансформатора На стороне ВН:  (4.1) (4.2)На стороне НН  (4.3) (4.4)На стороне ВН:   На стороне НН:   Цепь линии к потребителю Для потребителей, подключенных к РУ ВН или СН по схеме с двумя рабочими системами сборных шин и имеющих n параллельных линий, то:  (4.5) (4.6)Для потребителей, подключенных симметрично к двум секциям сборных шин ВН, СН или НН подстанции, то:  (4.7) (4.8)Потребители ВН: а) Соседний район (n = 2)   Потребители НН: а) Деревообраб. завод (n = 2)   б) Тепличный комбинат (n = 2)   в) Коттеджный поселок (n = 2)   г) Жилой сектор многоквартирных домов (n = 2)   д) Птицефабрика (n = 2)   Цепь питающей линии Расчетные токи определяем по формулам (4.5 – 4.6) с заменой в них мощности единичного потребителя на суммарную расчетную мощность подстанции с учетом передаваемого транзита мощности.   Цепи секционных выключателей В нормальном режиме секционные выключатели отключены. Максимальный расчетный ток определяем для самого неблагоприятного режима, когда питание переведено на одну секцию, а все отходящие линии на другую, расчеты для сборных шин производим аналогично.  (4.9)а) Для секционного выключателя ВН:  б) Для секционного выключателя НН:  Выбор высоковольтных выключателей. Предварительно выбираем элегазовый выключатель ВГТ-110III40/2000У1 1.По номинальному напряжению:  (4.10) где Uном – номинальное напряжение выключателя; Uc.ном – номинальное напряжение сети, в которой устанавливается выключатель. 2. По номинальному длительному току:  (4.11) где Iном – длительный номинальный ток выключателя; Iраб.max – расчётный ток продолжительного режима цепи, в котором устанавливается выключатель. 3. По отключающей способности выключателя (проверка на симметричный ток отключения):  (4.12) где  - номинальный ток отключения выключателя; – переодическая составляющая тока КЗ, соответствующая расчётному времени τотключения короткого замыкания (см. 5 раздел).4. Электродинамической стойкости:  (4.13) где  – ударный ток к.з. в цепи выключателя (см. 5 раздел); – ток динамической стойкости выключателя.5. Термической стойкости.  (4.14) где  – тепловой импульс тока к.з. по расчёту (см. 5 раздел);Iтер – предельный ток термической стойкости, который данный аппарат может выдержать без повреждения, в течении предельного времени термической стойкости  .6. Включающей способности:  (4.15) где iвкл.ном – номинальное амплитудное (мгновенное) значение полного тока включения. Выбор разъединителей проводится: Предварительно выбираем разъединитель РНД(З) 110/1000 1. По номинальному напряжению установки по выражению: 2. По номинальному длительному току по выражению:  3. По электродинамической стойкости по выражению:  4. По термической стойкости по выражению:  Выбор трансформатора тока проводится: Предварительно выбираем трансформатор тока ТФМ-110-II У1. 1. По номинальному напряжению установки по выражению: 2. По номинальному току (номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей):  3. По электродинамической стойкости по формуле:   4. По термической стойкости:   5. По вторичной нагрузке:  (4.16)Таблица 12.2 – Вторичная нагрузка трансформатора тока ТФМ-110-II У1 (питающие линии)  где: Z2 – вторичная нагрузка трансформатора; Z2нн – номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока при заданном классе точности, Ом. Выбор трансформатора напряжения. Предварительно выбираем трансформатор напряжения ЗНОГ-110-УХЛ1 1. По номинальному напряжению:   2. По вторичной нагрузке   . Таблица 4.3 – Выбор аппаратов 110 кВ
Таблица 4.4 – Выбор аппаратов 10 кВ
Выбор воздушных линий электропередач. 1. По экономической плотности тока:  (4.17)где  – нормированное значение экономической плотности тока, для заданных условий работы, А/мм2. мм2Выбираем провод АС 120/19 для ВЛ-110 кВ 2. Проверка сечения на нагрев (по допустимому току):  (4.18) Проверка на термическое действие тока КЗ не проводится для неизолированных проводов, поскольку они имеют большую поверхность охлаждения. Проверка на электродинамическое действие тока КЗ для ВЛ не проводится если   50 кА.Проверка по условиям коронирования не проводится, если сечение для воздушных линий не менее 70 мм2. Выбор ошиновки распределительного устройства высокого напряжения. Ошиновку сборных шин РУ 110 кВ выполняют проводом того же сечения, что и питающие линии. Фазы расположены горизонтально, расстояние между фазами 3 м. Если трехфазный ток КЗ на высокой стороне меньше 2 кА проверка шин на схлёстывание не производиться. Если шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе, то на термическое действие тока КЗ данный провод не проверяется. Для ошиновки выбираем комплектный токопровод ТЗК-10-2000-81 УХЛ1 (токопровод закрытый в общей для трех фаз, круглой оболочке нанапряжение 10 кВ), производства группы компаний «МОСЭЛЕКТРОЩИТ». Токопровод обеспечивает надежное соединение обмоток низковольтной части силовых трансформаторов с закрытыми распределительными устройствами подстанций, также может применяться для электрического соединения в цепях собственных нужд со шкафами комплектных распределительных устройств. Таблица 4.5 – Технические характеристики
Проверка ошиновки и гибкого спуска по допустимому току:  Проверка по термической и электродинамической стойкости:   Также, для ввода токопровода в здание ЗРУ, выбираем полимерные проходные изоляторы ИППУ-10/4000-30-А4 УХЛ1, Uном = 10 кВ, Fразр = 30 кH. Таблица 5.1 – Результаты расчета тока короткого замыкания | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
кВ