МУ КР. Разработка проекта электрической подстанции

• Название: Разработка проекта электрической подстанции
• Анкор: МУ КР
• Дата: 26.08.2022
• Размер: 0.97 Mb.
• Имя файла: Kursovoy proekt_Dyikin_Razrabotka proekta e`lektricheskoy podsta.docx
• Тип: Курсовая; #653916
• страница: 3 из 5

где Е_*^’’– сверхпереходная ЭДС, для источников бесконечной мощности Е_*^’’= 1;

Х_рез – сопротивление генерирующей ветви до точки КЗ;

I_б – базисный ток, кА;

Базисный ток определяется по формуле:





б) Ударный ток короткого замыкания:

(7.2)

где К_уд – ударный коэффициент, определяется по [6] , табл.3.8;


в) Апериодическая составляющая тока короткого замыкания:



где Т_а – постоянная времени затухания, определяется по [6], табл.3.8;

г) Периодическую составляющую тока короткого замыкания:
- для источника бесконечной мощности (системы);

.
Результаты расчета токов короткого замыкания сводим в таблицу 3.3.

Таблица 3.3

Сводная таблица токов короткого замыкания

Точка КЗ	Iп.0, кА	iу, кА	iаτ, кА	Iп.τ, А
К1	5,15	12,51	0,25	5,15
К2	8,62	19,6	0,082	8,62
К3 (QВ отключен)	19,37	37,5	0,0012	19,37
К3 (QВ включен)	23,7	45,89	0,0015		23,7

3.3 Выбор выключателей и разъединителей

3.3.1 Выбор выключателей и разъединителей 110кВ
Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения в цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов короткого замыкания и включение на существующее короткое замыкание.

К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

- надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);

- быстрота действия, т. е. наименьшее время отключения;

- пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т. е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

- возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110 кВ и выше;

- легкость ревизии и осмотра контактов;

- взрыво- и пожаробезопасность;

- удобство транспортировки и эксплуатации.

Выключатели высокого напряжения должны длительно выдерживать номинальный ток I_ном и номинальное напряжение U_ном.

В пределах одного распределительного устройства выключатели и разъединители выбираются однотипными по цепи самого мощного присоединения, в данном случае по цепи трансформатора связи.

Выбираем на ЗРУ 110 кВ вакуумные выключатели с электромагнитным приводом ВБЭ-110-31,5/1250.

ВБЭ-110-31,5/1250 вакуумный выключатель внутренней установки имеет электромагнитный привод и предназначен для работы на присоединениях частыми коммутациями (например, дуговые сталеплавильные печи). Выключатель ВБЭ-110 обладает повышенной взрыво- и пожаробезопасностью, удобством и простотой в эксплуатации.

Условия выбора :







где - номинальное напряжение выключателя;

- номинальный ток выключателя;

- номинальный и максимальный токи цепи.

1. 
   110кВ≥110кВ
   
2. 
   1250А≥230А
   
3. 
   1250А≥460А
   

Выбранный выключатель проверяем по следующим условиям:

- на номинальный ток отключения:

I_н,откл =31,5кА≥I_п,τ=5,15кА

- на возможность отключения апериодической составляющей :



где β_н- нормативное содержание апериодической составляющей в полном токе короткого замыкания.

- на динамическую устойчивость:

i_дин =80кА≥ i_уд=12,51кА

- на термическую устойчивость:


где I_t – ток термической стойкости, кА;

t_t– время протекания тока термической стойкости, определяем

из паспортных данных, с.

Выбранный выключатель ВБЭ – 110-31,5/1250 удовлетворяет всем требованиям.

Разъединители выбираются в тех же цепях, что и выключатели и по тем же условиям, а проверяются на термическую и динамическую устойчивость.

Выбираем на ЗРУ 110 кВ разъединители РГД-110-II/1000УХЛ1 (горизонтально-поворотного типа, с исполнением изоляции II по ГОСТ 9920).

РГД-110-II/1000УХЛ1 – горизонтальный двухконтактный разъединитель производства Уфимского завода “Электроаппарат” с номинальным 110 кВ и номинальным током 1000 А. Разъединитель предназначен для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей переменного тока частотой 50 Гц и 60 Гц с номинальным напряжением 110 кВ, с созданием видимого разрыва, а также заземления отключенных участков при помощи стационарных заземлителей. Разъединитель допускает включения и отключения токов холостого хода трансформаторов, зарядных токов воздушных линий.

Достоинства:

- При расстоянии между полюсами 2000 мм разъединитель способен включать

и отключать ток холостого хода трансформаторов до 4,0 А и зарядные токи до 1,5 А.

- Управление главными ножами и заземлителями разъединителя осуществляется приводом.

- Ресурс по механической износостойкости не менее 10000 циклов "В-tП-О".

- Срок службы РГД до первого среднего ремонта, при условии не выработки механического ресурса, не менее, 15 лет.

Условия выбора :





1) 110кВ≥110кВ

2)1000А≥230А

3)1000А≥460А

Выбранный разъединитель проверяем по следующим условиям:

- на динамическую устойчивость:



- на термическую устойчивость:



Выбранный разъединитель типа РГД –110-II/1000 УХЛ 1 удовлетворяет всем требованиям.
3.3.2 Выбор выключателей и разъединителей 35кВ
Выбираем на ЗРУ 35 кВ вакуумные выключатели с электромагнитным приводом ВВЭЛ-35-25/1000.

ВВЭЛ-35-25/1000 - вакуумный выключатель предназначенный для работы в электроустановках с частыми коммутациями.

Возможна выкатная установка этого высоковольтного выключателя на определенные типы ячеек зарубежного производства. Выкатное исполнение выключателей ВВЭЛ-35 может быть установлено в некоторых типах ячеек зарубежных изготовителей. При этом блок цепей сигнализации и управления выносится за пределы ячейки.

Новые выключатели ВВЭЛ-35 имеют меньшие массу и габариты за счет применения импортных эпоксидных изоляторов, вакуумной камеры и нового электромагнитного привода.

Условия выбора :







где - номинальное напряжение выключателя;

- номинальный ток выключателя;

- номинальный и максимальный токи цепи.





1)35кВ≥35кВ

2)1000А≥206А

3)1000А≥412А

Выбранный выключатель проверяем по следующим условиям:

- на номинальный ток отключения:

I_н,откл =25кА≥I_п,τ=8,62кА

- на возможность отключения апериодической составляющей :



где β_н- нормативное содержание апериодической составляющей в полном токе короткого замыкания.

- на динамическую устойчивость:

i_дин =52кА≥ i_уд=19,6кА

- на термическую устойчивость:

где I_t – ток термической стойкости, кА;

t_t– время протекания тока термической стойкости, определяем

из паспортных данных, с.

Выбранный выключатель ВВЭЛ-35-25/1000 удовлетворяет всем требованиям.

Разъединители выбираются в тех же цепях, что и выключатели и по тем же условиям, а проверяются на термическую и динамическую устойчивость.

Выбираем на ЗРУ 35 кВ разъединители РГТ-35-I/630 УХЛ1.

РГТ-35-I/630УХЛ1 – горизонтальный трехконтактный разъединитель производства Уфимского завода “Электроаппарат” с номинальным 35 кВ и номинальным током 630 А. Разъединитель предназначен для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей переменного тока частотой 50 Гц и 60 Гц с номинальным напряжением 35 кВ, с созданием видимого разрыва, а также заземления отключенных участков при помощи стационарных заземлителей. Разъединитель допускает включения и отключения токов холостого хода трансформаторов, зарядных токов воздушных линий.

Достоинства:

- Разъединитель способен включать и отключать ток холостого хода трансфор-

маторов до 4,0 А и зарядные токи до 1,5 А.

- Управление главными ножами и заземлителями разъединителя осуществляется приводом.

- Ресурс по механической износостойкости не менее 5000 циклов "В-tП-О".

- Срок службы РГТ до первого среднего ремонта, при условии не выработки механического ресурса, не менее, 15 лет

Условия выбора :





1) 110кВ≥110кВ

2)1000А≥230А

3)1000А≥460А

Выбранный разъединитель проверяем по следующим условиям:

- на динамическую устойчивость:



- на термическую устойчивость:



Выбранный разъединитель типа РГТ-35-I/630 УХЛ1 удовлетворяет всем требованиям.
3.3.3 Выбор выключателей на 10 кВ
В цепи ЛЭП выберем ВБЭ-10-31,5/630 вакуумный выключатель с электромагнитным приводом и предназначенный для работы на присоединениях с частыми коммутациями (например, дуговые сталеплавильные печи) и встроенный в КРУ типа К-63. Выключатель ВБЭ-10 обладает повышенной взрыво- и пожаробезопасностью, удобством и простотой в эксплуатации.

Условия выбора :







где - номинальное напряжение выключателя;

- номинальный ток выключателя;

- номинальный и максимальный токи цепи.



1)10кВ≥10кВ

2)630А≥130А

3)630А≥260А

Выбранный выключатель проверяем по следующим условиям:

- на номинальный ток отключения:

I_н,откл =31,5кА≥I_п,τ=23,7кА

- на возможность отключения апериодической составляющей :



где β_н- нормативное содержание апериодической составляющей в полном токе короткого замыкания.

- на динамическую устойчивость:

i_дин =80кА≥ i_уд=45,89кА

- на термическую устойчивость:

где I_t – ток термической стойкости, кА;

t_t– время протекания тока термической стойкости, определяем

из паспортных данных, с.

Выбранный выключатель ВБЭ – 10-31,5/630 удовлетворяет всем требованиям.

В качестве вводных и секционных выключателей выберем ВБЭ – 10-31,5/2500 встроенный в КРУ типа К-61М.

Условия выбора :







где - номинальное напряжение выключателя;

- номинальный ток выключателя;

- номинальный и максимальный токи цепи.





1)10кВ≥10кВ

2)2500А≥1050А

3)2500А≥2100А

Выбранный выключатель проверяем по следующим условиям:

- на номинальный ток отключения:

I_н,откл =31,5кА≥I_п,τ=23,7кА

- на возможность отключения апериодической составляющей :



где β_н- нормативное содержание апериодической составляющей в полном токе короткого замыкания.

- на динамическую устойчивость:

i_дин =80кА≥ i_уд=45,89кА

- на термическую устойчивость:

где I_t – ток термической стойкости, кА;

t_t– время протекания тока термической стойкости, определяем

из паспортных данных, с.

Выбранный выключатель ВБЭ –10-31,5/2500 удовлетворяет всем требованиям.


3.4 Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

3.4.1 Выбор измерительных трансформаторов на стороне 110 кВ
При установке выключателей и остального оборудования в ЗРУ, трансформаторы тока во всех присоединениях, кроме секционного выключателя, выносятся в стену здания и выбираются такими же, как встроенные во ввод силового трансформатора (типа ТВТ).

Исходя из вышеизложенного, выбираем трансформаторы тока типа ТВТ – 110-I I I- 600/5, встроенные во ввод силового трансформатора и имеющие номинальную предельную кратность вторичной обмотки, равную 20.

Для уменьшения погрешностей первичный ток трансформатора должен быть как можно ближе к действительному току цепи.

Условия выбора:

1)U_н,ТА=110кВ≥U_уст=110кВ

2) I_н,1ТА =600А≥I_н,цепи=230А

3) I_н,1ТА =600А≥I_max,цепи=460А

Выбранные трансформаторы тока проверяются по условиям:

- на электродинамическую устойчивость:



- на термическую устойчивость:


675кА² с ≥2,65 кА² с

- на вторичную нагрузку:

(3.6)

Т. к. индуктивное сопротивление вторичной цепи трансформатора тока мало, то принимаем:



;

Для определения r_приб. , составляется таблица с приборами, подключаемыми к трансформатору тока :
Таблица 3.4

Нагрузка трансформаторов тока 110 кВ

Наименование прибора	Тип прибора	Потребляемая мощность, ВА
Амперметр	Э 390	0,5

Определяем r_приб. по формуле:



r_конт. = 0,05 Ом при числе приборов до трех, включительно.

Определяем r_пров. из формулы (10.7):

r_пров. = z_2ном – r_приб.– r_конт. = 0,8 – 0,02 – 0,05 = 0,73Ом,

Зная r_пров, рассчитывается сечение провода по формуле:

(3.7)

где r – удельное сопротивление проводов (для алюминия r = 0,0283 Ом/мм²);

l_расч. =100-100∙0,2=80

Согласно НТП , на подстанции с высшим напряжением 110 кВ применяются провода с алюминиевыми жилами (минимальное значение сечения- 4 мм²)

Находим действительное сопротивление проводов:



Производим конечную проверку:

z_2ном = 0,8 Ом > z_2расч = r_приб. + r_пров. + r_конт =0,02+ 0,57 + 0,05 = 0,64 Ом

Трансформатор тока ТВТ-110-III– 600/5 проходит по всем условиям.
Трансформаторы напряжения выбираем по условиям :

1)U_номTV ≥ U_уст;

2) ;

3)S_{н TV} ≥ S_расч
Предполагаем установить на ЗРУ 110 кВ измерительный трансформатор напряжения типа CPB/CPA-123.

Условия выбора ТН

1)110 кВ ≥ 110 кВ;

2) ;

3)S_{н TV} ≥ S_расч.

Для определения вторичной нагрузки составляем таблицу 3.5.

Таблица 3.5

Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения 110 кВ

Наиме-нование цепи	Наименование прибора	Тип прибора	Потреб. мощн-ть, В∙А	Кол-во катушек	Кол-во прибо-ров
Линия 110 кВ	Ваттметр	Д-365	2	2	2	8
	Варметр	Д-365	2	2	2	8
	Фиксир. прибор для опр. места КЗ	ФИП	3	1	2	6
Сборные шины 110 кВ	Вольтметр	Э-377	2	1	1	2
	Регистрир. вольтметр	Н-393	10	1	1	10
Итого						34

100ВА≥34ВА

Намеченный трансформатор напряжения проходит по вторичной нагрузке.