Елена вкр. Реконструкция подстанции 1106 кв ацз ао алмалыкский гмк
 Скачать 1.59 Mb.
|
|
2.2 Расчет токов короткого замыкания Короткое замыкание (КЗ) сопровождается переходным процессом, при котором значение токов и напряжений, а также характер их изменения во времени зависят от соотношения мощностей и сопротивлений источника питания (генератор, система) и цепи, в которой произошло повреждение. С учетом этого все возможные случаи КЗ можно условно разделить на две группы, а именно: КЗ в цепях, питающихся от шин неизменного напряжения (энергосистемы); КЗ вблизи генератора ограниченной мощности. Допущения, принятые при расчете токов короткого замыкания: считают, что трехфазная система является симметричной; влияние нагрузки на ток КЗ учитывается приближенно; расчетное место короткого замыкания выбирают так, чтобы ток короткого замыкания, протекающий через выбираемый аппарат, был максимально возможным; принимается, что фазы ЭДС всех генераторов не изменяются в течение всего процесса КЗ; активным сопротивлением пренебрегают, если отношение х/rболее трех; сопротивление короткого замыкания считают равным нулю, т.е. рассматривается металлическое короткое замыкание; пренебрегают намагничивающими токами силовых трансформаторов; не учитывается насыщение магнитных систем. Для обеспечения надежной работы энергосистем и предотвращение повреждений оборудования при КЗ необходимо быстро отключать поврежденный участок. К мерам, уменьшающим опасность развития аварий, относится также правильный выбор аппаратов по условиям КЗ, применение токоограничивающих устройств, выбор рациональной схемы сети и т.п. На подстанции предусмотрена раздельная работа трансформаторов, т.е. МСВ-6кВ отключен. Кратковременное включение трансформаторов на параллельную работу, в процессе переключений, на подстанции в расчете токов КЗ не учитывается. Результаты расчетов используются для выбора устройств релейной защиты и автоматики, определения сквозного и ударного токов при выборе аппаратов и проводников. Для выбора аппаратов необходимо определить токи КЗ в следующих точках (рис. 2.2): точка К1 – шины 110 кВ подстанции: для выбора аппаратов в цепях 110 кВ и К2 – шины 6кВ станции: для выбора аппаратов в цепях 6 кВ.  Рисунок 2.2 – Схема расчетная Таблица 2.3 – Данные по линиям (n=1 км)
Расчет сопротивлений всех элементов в относительных единицах производим в соответствии с [11,с.131] при базовой мощности Sб = 100 МВА. Каждому сопротивлению в схеме присваивается свой порядковый номер, который сохраняется за данным сопротивлением в течении всего расчета. В схеме сопротивление имеет дробное обозначение, где числитель – номер сопротивления, знаменатель – численное значение сопротивления. Для упрощения индекс * опускаем, подразумевая, что все полученные значения сопротивлений даются и приведены к базисным условиям. Сопротивление энергосистемы  Сопротивление линий электропередачи   где  – удельное сопротивление линий 110 кВ принято равным 0,4 Ом/км.Сопротивление двухобмоточных трансформаторов  Т.к. в каталоге заданы напряжения короткого замыкания в % для пар обмоток ВН–НН, определим сопротивления обмоток:  .По расчетной схеме составляем схему замещения, в которой указываем сопротивление всех элементов и намечаем точки для расчета токов коротких замыканий.  Рисунок 2.3 – Схема замещения 2 Приведем схему к наиболее простому виду (рис.2.4).  Рисунок 2.4 – Схема замещения для точки К1 Определяем начальное значение периодической составляющей тока КЗ при трехфазном КЗ. Базовое значение тока при среднем напряжении в точке КЗ:  .Начальное значение периодической составляющей тока КЗ:  ,где Хрез – результирующее сопротивление системы. Суммарный ток энергосистемы в точке К1:  ;Значение ударного тока определяем из выражения  ,где kу – ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ Та. Для определения значения Та и kу воспользуемся табл. 3.8 [3]: Значение ударных токов по ветвям энергосистемы:  , Та = 0,02 с, kу = 1,608. Суммарный ударный ток в точке К1:  Действующее значение ударного тока к.з.  К1:  2.2.2 КЗ в точке К2 (6кВ) Осуществляем преобразование схемы замещения.  Схема замещения после преобразований приведена на рис. 2.5.  Рисунок 2.5– Схема замещения для точки К2 Определяем начальное значение периодической составляющей тока КЗ при трехфазном КЗ. Базовое значение тока при среднем напряжении в точке кз:  .Начальное значение периодической составляющей тока КЗ:  ,где Хрез – результирующее сопротивление системы. Значение токов по ветвям энергосистемы  .Значение ударного тока определяем из выражения  ,где kу – ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ Та. Для определения значения Та и kу воспользуемся табл. 3.8 [3] (Та = 0,02 с, kу = 1,6). Значение ударных токов по ветвям энергосистемы  ,Действующее значение ударного тока КЗ  К2:  Таким образом, ударный ток в точке К2: iyКЗ = 60,23 кА. Таблица 2.4– Результаты расчетов токов короткого замыкания
2.3 Выбор выключателей высокого напряжения Для более качественного снабжения потребителей необходима замена морально устаревших масляных выключателей на установку элегазовых выключателей 110 кВ, которые будут обеспечивать работоспособность во всем требуемом диапазоне температур и вакуумных 6кВ.Высоковольтные выключатели имеют дугогасительные устройства и поэтому способны отключать не только токи нагрузки, но и токи КЗ. К выключателям высокого напряжения должны предъявляться высокие требования: надежное отключение любых токов; быстрота действия; пригодность для быстродействующего автоматического включения; легкость ревизии и осмотра контактов; взрыва и пожаробезопасность; удобство транспортирования и эксплуатации. Выбираемый выключатель должен, прежде всего, безотказно работать в наиболее тяжелом по условиям эксплуатации режиме работы сети в течение всего срока службы, на который он рассчитан. Кроме того, выбирая высоковольтный выключатель, следует учитывать и другие факторы, определяемые условиями его работы в конкретной электрической сети. Поэтому выбор высоковольтного выключателя рекомендуется проводить в два этапа. На первом это последует выбрать конкретный тип выключателя исходя из условий наиболее тяжелого режима работы сети и эксплуатации выключателя (его отключающей способности, требуемой частоты включений и отключений, коммутационных перенапряжений, необходимости иметь (или не иметь) его полную взрыво- и пожаробезопасность и т.п.). На этом этапе при выборе типа выключателя в первую очередь учитывается следующее: При U=6... 10 кВ и сравнительно редких коммутациях для малоответственных потребителей целесообразно применять маломасляные выключатели, а при частых коммутациях - более надежные вакуумные и элегазовые, обладающие большим сроком службы. При больших номинальных токах отключения (так же, как и при больших номинальных напряжениях) рекомендуется применять воздушные и элегазовые выключатели, которые хотя и стоят дороже, но ввиду малых расходов на их техническое обслуживание и намного большего срока службы дугогасящих устройств по сравнению с масляными выключателями их применение более оправдано. На втором это последует провести детальное сравнение номинальных параметров выбранного на первом этапе типа выключателя с параметрами электрической сети в месте его установки. При этом высоковольтные выключатели выбираются в соответствии с их назначением по четырем условиям. Выбор по номинальному напряжению сводится к сравнению номинального напряжения установки и номинального напряжения установки выключателя. Выбор по номинальному току сводится к выбору выключателя, у которого номинальный ток является ближайшим большим к расчётному току установки, т.е. должно быть соблюдено условие. По отключающей способности выключатели выбираются по предельно отключающему току (  ), т.е. току, который выключатель надёжно разрывает при коротком замыкании без повреждений, препятствующих дальнейшей работе: – расчетная величина трехфазного тока КЗ в момент отключения.На термическую стойкость. Для проверки на термическую стойкость при сквозных токах короткого замыкания определяют номинальный и расчётный тепловой импульс. Проверка на электродинамическую стойкость при сквозном коротком замыкании. Аппараты и проводники РУ всех напряжений подстанций выбираются по условиям продолжительного режима работы и проверяются по режиму короткого замыкания. Расчётными токами продолжительного режима являются:  – наибольший ток нормального режима и  – наибольший ток ремонтного или после аварийного (форсированного) режима.При выборе аппаратов и проводников для первичных цепей электроустановок должны учитываться: прочность изоляции, необходимая для надежной работы в длительном режиме и при кратковременных перенапряжениях: допустимый нагрев токами в длительных режимах; стойкость в режиме короткого замыкания; технико-экономическая целесообразность; достаточная механическая прочность; допустимые потери напряжения в нормальном и аварийном режимах. |