Согласно проверки, правильности выбора аппаратов и проводников напряжением 6 - 35 кВ производится по току трехфазного КЗ, а напряжением 110 кВ и выше по току трехфазного или однофазного КЗ Расчет токов КЗ производят в основных коммутационных узлах подстанции. Для определения возможного наибольшего тока КЗ в каждом узле следует считать включенными все генераторы в системе, все трансформаторы и линии электропередачи (ЛЭП) подстанции.
Расчет токов короткого замыкания производится для двух точек, на шинах ВН, НН трансформатора ТДТН (рисунок 4.1)
Расчёт параметров схемы замещения системы электроснабжения
Рисунок 4.1 Схема замещения для расчёта токов КЗ.
Расчёт ведём в именованных единицах точечным методом.
Расчёт эквивалентных сопротивлений.
Сопротивление системы:
(4.1)
где напряжение на шинах систем;
мощность короткого замыкания.
Сопротивление трансформатора с РПН, отнесённое к регулируемой стороне высокого напряжения:
(4.2)
где среднее напряжение, приведённое к стороне высокого напряжения согласно
(4.3)
(4.4)
Согласно методического указания принимаем равным 115 кВ.
(4.5)
(4.6)
(4.7)
т. К1-точка короткого замыкания на линии перед трансформатором (рисунок 4.1)
(4.8)
где междуфазное напряжение на шинах системы;
т. К1-точка короткого замыкания на линии после трансформатора
(рисунок 4.1)
Максимально возможный ток короткого замыкания:
(4.9)
Приведение к нерегулируемой стороне низкого напряжения осуществляется по минимальному напряжению:
(4.10)
Минимально возможный ток короткого замыкания:
Результаты расчетов токов коротких замыканий сведены в таблицу 4.1
Таблица 4.1 Токи трехфазного короткого замыкания.
Точка КЗ.
К1
К2
Значение тока
Iвн
Iнн
Max
23,13
-
1,63
14,13
Min
0,36
4,09
Расчёт токов двухфазного короткого замыкания в точке К1
Ток двухфазного короткого замыкания, упрощённо вычисляется по формуле:
(4.11)
(4.12)
(4.13)
Результаты расчётов для двухфазных коротких замыканий занесены в таблицу 4.2
Таблица 4.2 Токи двухфазного короткого замыкания.
Точка КЗ
IВН
IНН
20,03
1,41
12,2
0,31
3,5
Выключатели являются основным коммутационным аппаратом и служат для отключения и включения цепей в различных режимах работы. Наиболее ответственной операцией является отключения токов КЗ и включение на существующее КЗ. При выборе выключателей необходимо учитывать основные требования, предъявляемые к ним:
выключатели должны надежно отключать любые токи: нормального режима и КЗ, а также малые индуктивные и емкостные токи без появления при этом опасных коммутационных перенапряжений;
для сохранения устойчивой работы системы, отключения КЗ должно производится как можно быстрее, выключатель должен быть приспособлен для быстродействующего АПВ;
конструкция выключателя должна быть простой, удобной для эксплуатации и транспортировки, выключатель должен обладать высокой ремонтопригодностью, взрыво- и пожаробезопасностью.
Выбор выключателей производится по следующим параметрам:
по напряжению установки
(5.1)
где - напряжение установки;
- номинальное напряжение выключателя.
по номинальному току
(5.2)
где - номинальный ток выключателя;
- форсированный ток в режиме наибольших нагрузок.
по электродинамической стойкости
(5.3)
где - наибольший пик сквозного тока короткого замыкания;
- ударный ток трехфазного КЗ в точке К1.
Проверка на отключающую способность производится по условию:
(5.4)
где - номинальный ток отключения выключателя;
- действительное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К1.
Проверяется возможность отключения апериодической составляющей тока короткого замыкания:
(5.5)
где - номинальное значения апериодической составляющей в
отключаемом токе;
- апериодическая составляющая тока КЗ в точке К1.
На термическую стойкость выключатель проверяется по расчетному импульсу квадратичного тока КЗ по условию:
(5.6)
где - ток и время термической стойкости аппарата к токам КЗ;
- тепловой импульс.
Тепловой импульс вычисляется по формуле:
(5.7)
где - время отключения КЗ определяется:
(5.8)
Максимально возможный ток выключателей и разъединителей:
(5.9)
Выбираем выключатель ВГТ-110II-40/2500 У1 с паспортными данными
собственное время отключения выключателя:
;
полное время отключения: ;
номинальное напряжение: ;
номинальный отключающий ток: Iном откл=40кА;
ток динамической стойкости: ;
номинальный ток: ;
номинальное значение апериодической составляющей в отключаемом токе: ;
ток термической стойкости, время его действия 40/3 кА/с;
собственное время включения 0,1с.
Апериодическая составляющая:
ОРУ 110 кВ Та принимается равным 0,02 сек.
Ударный коэффициент тока КЗ:
(5.10)
Ударный ток КЗ:
(5.11)
Тепловой импульс тока КЗ:
Условия выбора и проверки выключателей приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1. Условия выбора и проверки выключателей.
Паспортные данные
Условие выбора
Расчетные параметры
Размерность
110
кВ
40
кА
2500
75,21
А
3,8
102
45,5
4800
70,2
к А2 ·сек
Выбирается разъединитель РДЗ-110/1000-УХЛ1 с паспортными данными:
Iтер=31,5кА;
tвкл=3с;
.
Условия выбора и проверки разъединителей приведены в таблице 5.2.
Таблица 5.2. Условия выбора и проверки разъединителей.
1000
80
2977
Выбор выключателей и разъединителей на стороне 10 кВ происходит аналогично выбору аппаратов на стороне 110 кВ.
Максимальный рабочим ток секционного выключателя:
Максимальный рабочий ток на отходящих кабельных линиях:
Выбираем выключатель ВВ/TEL - 10 с паспортными данными:
для системы связанной со сборными шинами 10 кВ применяется равным 0,01 сек.
Условия выбора и проверка выключателей приведены в таблице 5.3
Таблица 5.3. Условия выбора и проверка выключателей.
Расчётные данные
10
20
827,4
52
23,6
1200
37,95
кА2∙сек
Выбираются шкафы серии К-63 с выключателями типа BB/TEL-10.
Защитное действие ограничителей обусловлено тем, что при возникновении перенапряжения в сети, вследствие высокой нелинейности резисторов, через ограничители протекает значительный импульсный ток, в результате чего величина перенапряжения снижается до уровня, безопасного для изоляции защищаемого электрооборудования.
На стороне 110 кВ устанавливаются ОПН типа ОПН-110 У1.
Для защиты нейтралей трансформаторов от напряжений, устанавливаем вентильные ОПН.
Для выбора проводников реконструируемой подстанции необходимо знать значение тока в форсированном режиме .
Форсированный ток в проводах можно рассчитать по формуле:
(6.1)
(6.2)
где максимальная нагрузка на высшем напряжении;
номинальное напряжение на высшей стороне 110 кВ.
По таблице 2.5 6 [2] "Минимальный диаметр проводов ВЛ по условиям короны" принимается провод АС-70/11,. Расстояние между фазами В = 300 см, фазы расположены горизонтально.
(6.3)
Выбор кабелей отходящих от шин РУ 10кВ к потребителям подстанции. Потребители 6-10 кВ получают питание по кабельным линия. В зависимости от места прокладки, свойств среды, механических усилий, воздействующих на кабель, рекомендуются различные марки кабелей. Для модернизируемой подстанции по справочнику выбираем кабели с алюминиевыми жилами, прокладываемые в земле.
Для выбора проводников реконструируемой подстанции необходимо знать значение рабочего тока в форсированном режиме .
Для линий отходящих от трансформатора ТДТН:
Применяется провод АС-150/19 с допустимым током
Расчётные рабочие токи:
Принимаем кабель марки ААШВ - кабель с бумажной пропитанной изоляцией, сечением 3 x 50 с допустимым длительным током
Минимальное сечение по термической стойкости:
(6.4)
где - для кабеля марки ААШВ.
Принятое сечение проходит по условию проверки по термической стойкости.
Максимальный ток (см. п.5.4)
Выбираются алюминиевые жёсткие шины прямоугольного сечения 100х8 с допустимым током .
Проверка шин на электродинамическую стойкость.
Так как наибольшие электродинамические усилия возникают при трёхфазном повреждении, поэтому проверка шин на электродинамическую стойкость производится по значению ударного тока трёхфазного КЗ, который согласно пункту 5.4.
Усилия между фазами при протекании тока трёхфазного К. З.,
(6.5)
где - расстояние между осями соседних фаз,
Напряжение в материале шин при взаимодействии фаз:
(6.6)
где - расстояние между опорными изоляторами шинной конструкции,
- момент сопротивления шин, относительно оси, перпендикулярной
действию усилия, для трёхполосных шин:
(6.7)
где - размеры сечения прямоугольных шин.
Выбранные шины удовлетворяют электродинамической стойкости, т.к
Выбор трансформаторов тока производится по напряжению установки, рабочему току первичной цепи, нагрузке вторичной цепи при выбранном классе точности.
Выбор ТА по вторичной нагрузке выполняется по условию:
(7.1)
где - расчётная нагрузка вторичной цепи, Ом;
- номинальная допустимая нагрузка ТА в выбранном классе точности, Ом.
Так как индуктивное сопротивление вторичной цепи невелико, можно принять, . Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:
(7.2)
Сопротивление приборов:
(7.3)
где - мощность, потребляемая приборами, В∙А;
- вторичный номинальный ток приборов трансформатора тока, А.
Переходное сопротивление контактов принимается:
- при количестве подключаемых приборов не более трёх;
- при количестве подключаемых приборов более трёх.
Сопротивление соединительных проводов:
(7.4)
По рассчитанному сопротивлению определяется сечение соединительных проводов:
(7.5)
где - удельное сопротивление материалов провода:
для алюминиевых проводов;
для медных проводов;
- расчётная длина провода от ТА до приборов, м.
По условиям механической прочности сечение соединительных алюминиевых проводов должно быть не менее 4мм2, медных проводов - не менее 2,5мм2.
, :
амперметр ЭА-0702
Выбирается трансформатор ТГФ-110 У1, используется вторая вторичная обмотка в классе точности 0,2:
где ;
По формуле (7.1) определим:
,
По формуле (7.2) определим:
Сопротивление соединительных алюминиевых проводов
lрасч=, (7.6)
где l - длина соединительных проводов от трансформатора тока до приборов, принимаем для 100 кВ l = 50м, поэтому lрасч= 86,6 м.
Выбирается трансформатор тока ТВТ-110 I-600/5 в классе точности 3:
; ;
lрасч=,
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
