Построение диаграммы отклонений напряжения

Согласно ГОСТ 13109-97 для сетей 6-10 кВ и выше максимальные отклонения напряжения не должны превышать ±10 %, а в сетях до 1 кВ - ±5 %.

Определение потерь электроэнергии

В линии, выполненной проводами одинакового сечения по всей длине, потери электроэнергии:

, кВтч,

где r₀ – активное сопротивление провода, Ом/км;

U_н – номинальное напряжение линии, кВ;

S_p – расчетная мощность, кВА;

l – длина ЛЭП, км;

 -- время максимальных потерь, ч.

Время потерь  можно определить лишь приближенно. Для определения  используем формулу:

ч

кВтч

Потери электроэнергии в трансформаторах ГПП:

, кВтч,

где Р_м.н – потери активной мощности в обмотках трансформатора при номинальной нагрузке (потери короткого замыкания), кВт;

Р_ст – потери активной мощности в стали трансформатора (потери холостого хода), кВт;

S_н – номинальная мощность трансформатора, кВА;

S_р – максимальная расчетная мощность, преобразуемая трансформаторами подстанции, кВА;

m – число трансформаторов на подстанции;

t – время, в течение которого трансформатор находится под напряжением (принять в расчетах t=8760ч), ч.

кВтч

Полные потери электрической энергии составят:

, кВтч.

кВтч

Расчет токов короткого замыкания

Сопротивление воздушной ЛЭП:

, Ом

где х₀ – удельное сопротивление одного километра воздушной ЛЭП-110 (принимаем х₀=0,4Ом/км);

l – длина линии, км.

Ом

Результирующее сопротивление:

, Ом

Ом

Периодическая составляющая тока короткого замыкания для т. К₁:

, кА

кА

Амплитуда ударного тока: , кА.

кА

Для т. К₂ (напряжение 10кВ) приведем сопротивление ЛЭП-110кВ коэффициент напряжению 10кВ по формуле:

, Ом

где U₁₀ и U₁₁₀ – среднее номинальное напряжение ступени.

Ом

Результирующее сопротивление равно:

, Ом

где сопротивление трансформатора определяется по формуле:

, Ом

Ом

Ом

Периодическая составляющая тока короткого замыкания в т. К₂ определится по формуле:

, кА

кА

Амплитуда ударного тока: кА.

кА

Выбор и проверка аппаратуры на термическую и электродинамическую устойчивость

Выбор и проверка по условиям ТКЗ выключателей, а также разъединителей и короткозамыкателей производят на основании сравнения каталожных данных аппарата с расчетными.

Выключатели выбирают по номинальном значениям напряжения и тока, роду установки и условиям работы, конструктивному выполнению и коммутационной способности. Выбранные выключатели проверяют на стойкость при сквозных токах КЗ и по параметрам восстановления напряжения.

Отключающую способность выключателей проверяют с учетом периодической (I_к.з) составляющей ТКЗ в момент размыкания дугогасящих контактов, соответствующей времени t отключения выключателя:

; (8.1)

, (8.2)

где I_н.откл – номинальный ток отключения выключателя, кА;

_норм – нормированное относительное значение апериодической составляющей тока отключения, определяемое по кривым зависимости _норм=f(t) [2]. Если условие (8.2) не выполняется, то можно применить условие, учитывающее обе составляющие ТКЗ:

. (8.3)

Для выключателей ускоренного действия (типа ВМПЭ-10) и небыстродействующих (типа ВМГ-10), для которых собственное время отключения более 0,08 с, значение _норм0,2 и в расчетах принимается _норм =0. Поэтому апериодическую составляющую можно не учитывать при проверке отключающей способности таких выключателей. Тогда:

. (8.4)

Для выключателей сверхбыстродействующих (типа МКП-110М) и быстродействующих (типа ВЭМ-10) собственное время отключения составляет 0,04  0,05 с и соответственно _норм = 0,4 и _норм = 0,3. При проверке отключающей способности таких выключателей необходимо учитывать апериодическую составляющую.

Высоковольтные выключатели проверяются также на термическую и динамическую стойкость ТКЗ, для чего должны быть выполнены условия:

; (8.5)

; (8.6)

, (8.7)

где I_T, t_T – нормированные ток и время термической стойкости аппарата;

i_у, i_дин – ударный ток и амплитудный ток динамической стойкости аппарата;

I_п.ном – нормированное начальное значение периодической составляющей.

В – тепловой импульс ТКЗ с учетом периодической и апериодической составляющих ТКЗ, определяемых моментом времени t_пр (приведенное время) действия ТКЗ и постоянной времени затухания Т_а. Для высоковольтных распределительных сетей промышленных предприятий Т_а  0,66 t_пр. В этом случае:

. (8.8)

Если для указанных сетей Т_а не превышает 0,03  0,035, то её значением, учитывающим влияние апериодической составляющей на тепловой импульс ТКЗ, можно пренебречь. Тогда

. (8.9)

Приведенное время определяется составляющими времени периодической и апериодической составляющих ТКЗ:

. (8.10)

Величину t_пр.п при действительном времени (суммарное время действия защиты и выключающей аппаратуры) t  5 с находят по кривым зависимости t_пр.п= f('') [1,2], где '' – отношение начального сверхпереходного ТКЗ к установившемуся ТКЗ.

При t  5 с t_пр.п= t_пр.5+ (t - 5), где t_пр.5 – приведенное время для t = 5 c. Приведенное время апериодической составляющей t_пр.а = (0,005'')².

При t < 1 с величину t_пр.а не учитывают.

При проверке выключателей на термическую стойкость по среднеквадратичному току I_ск при t_пр< t_Т на основании (8.9):

(8.11)

при t_пр > t_Т: . (8.12)

Результаты выбора и проверки рекомендуется привести в табл. 2.

Таблица 2

Выбрали выключатель трехполюсный внутренней и наружной установки:

ВВЭ-110Б-16/16000У1

№	Расчетные данные	Каталожные данные	Условия проверки
1			UрабUн
2			IpIн
3
4
5
6			Sк.з Sоткл

Результаты выбора и проверки рекомендуется привести в табл. 2.

Таблица 2

Выбрали выключатель внутренней установки:

ВВЭ-10-20/630У3

№	Расчетные данные	Каталожные данные	Условия проверки
1			UрабUн
2			IpIн
3
4
5
6			Sк.з Sоткл