- •1. Описание технологического процесса
- •1.1 Нефтеперекачивающие станции
- •Технологические режимы работы нефтеперекачивающих станций
- •2.2 Расчет электрических нагрузок
- •2.3 Выбор числа и мощности трансформаторов
- •2.4 Выбор сечений проводов
- •2.5 Расчёт токов короткого замыкания
- •2.7 Выбор сечений кабелей
- •Выбор высоковольтных электрических аппаратов
- •Выбор высоковольтных выключателей
- •2.8.2 Выбор шин и изоляторов
- •2.8.3 Выбор разъединителей
- •2.8.4 Выбор ограничителей перенапряжений
- •2.8.5 Выбор трансформаторов тока
- •Выбор трансформаторов напряжения
- •2.8.7 Выбор предохранителей
- •3.1.1 Блок БМРЗ-ТД
- •3.1.2 Дифференциальная защита
- •3.1.3 Газовая защита трансформатора
- •3.1.4 Защита от перегрузки
- •3.2 Выбор источников оперативного тока
- •Заключение
- •Список использованных источников
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
I |
|
|
S |
расч |
||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
расч |
|
3 |
U |
|
|
|
|
|
ном |
|||
|
|
|
|
|
|
(2.19)
где Sрасч - расчётная мощность, равная 45,4 МВА.
I |
|
|
45400 |
2621 |
||
расч |
3 |
10 |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
А
Выбираем сечения воздушной линии 110 кВ по экономической плотности тока по формуле (2.16):
Fэк 210 161,5
1,3 мм2
Сечение провода, полученное в результате расчета, округляем до ближайшего каталожного значения.
Тогда выбираем провод марки АС- (3×185).
2.5 РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения,
должно быть устойчивым к токам КЗ и выбираться с учетом этих токов.
Составим расчётную схему и схему замещения цепи короткого замыкания. На рис.2.2 приведена расчетная схема замещения, а на рис.2.3
схема замещения, построенные в соответствии со схемой на рис.2.1.
В нормальном режиме все секционные выключатели находятся в отключенном состоянии, силовые трансформаторы работают раздельно на отдельные секции шин. Наиболее тяжелый режим работы может наступить при КЗ в момент перевода нагрузки с одного силового трансформатора на другой, т.е. когда секционные выключатели включены. Этот режим принят за расчетный.
Расчет производим в относительных единицах. В качестве базисных величин принимают базисную мощность Sб и базисное напряжение Uб. За базисную мощность принимают суммарную мощность генераторов,
мощность трансформатора, а чаще число, кратное 10, например 100 МВ А.
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Тогда за базисную мощность принимаем значение 100 МВ А.
В качестве базисного напряжения принимаем напряжение высокой
ступени 115кВ - Uб1=115кВ и Uб2=10,5кВ - базисное напряжение на низкой стороне 10,5кВ.
|
|
Х 10 |
|
|
|
|
|
|
115 кB |
|
Х 11 |
|
Х 12 |
|
|
|
|
|
К-1 |
|
R 1 |
|
R 2 |
|
|
Х 13 |
|
Х 16 |
|
Х 14 |
Х 15 |
Х 17 |
Х 18 |
К-2 |
|
||||
|
|
|
|
10.5 кB
Х 19 |
Х 20 |
Х 21 |
Х 22 |
Х 23 |
Х 24 |
Рис. 2.2 Расчетная схема замещения.
Т.к. точка КЗ значительно удалена от источника питания и его мощность велика по сравнению с суммарной мощностью электроприемников, тогда периодическая составляющая тока КЗ:
I |
|
|
I |
б |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
X |
|
|
|
|
|
*б |
||
|
|
|
|
(2.20)
Определим базисные токи (Iб) для каждой ступени трансформации:
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
I |
|
|
S |
б |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
3 |
U |
|
|
|
|
|
б |
|||
|
|
|
|
|
|
(2.21)
Базисный ток на высокой стороне:
I |
|
|
100 |
0,51кА |
||
б1 |
1,7 |
115 |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
Базисный ток на низкой стороне:
I |
|
|
100 |
5,5кА |
||
б 2 |
1,7 |
10,5 |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
Найдем сопротивления отдельных элементов сети в относительных единицах и подсчитаем суммарное эквивалентное сопротивление схемы замещения от источника до точки короткого замыкания:
а) для системы при заданной мощности КЗ:
Х |
'' |
( Х |
|
) |
|
*б.с |
*б1 |
||||
|
|
|
б) для ВЛ
|
S |
б1 |
Х |
|
Х |
'' |
|
|
100 |
0,12 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
'' |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
S |
|
1 |
|
*б.с |
900 |
|||||
|
|
|
к.с |
(2.22), |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 (параметры кабеля АС-3х185):
X |
|
X |
|
Х |
|
( Х |
|
) х |
|
|
|
S |
б |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
12 |
|
*б.л |
|
*б 2 |
|
л |
|
U |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср.ном |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.23)
где
х |
л |
|
х |
l |
0 |
|
14,4Ом
,
х0
0,45Ом /
км
,
l 32
км
Х *б 2 14.4 1151002 0,11
R |
(R |
|
) r |
|
|
S |
б |
|
|
|
|||||
*б.2 |
|
2 |
|
||||
*б.л |
|
л |
|
U |
|
||
|
|
|
|
|
ср.ном |
||
|
|
|
|
|
|
(2.24)
где
rл
r |
l |
0 |
|
9.8Ом
,
r0
0,306Ом /
км
, l 32км
R1 R 2 R *б.2 9.8 2301002 0,0741
в) для двухобмоточных трансформаторов с расщеплённой обмоткой:
Х*б.т.вн ( Х |
*б.3 ) |
0.125 U |
к % |
|
Sб |
|
100 |
|
Sном.т (2.25) |
||||
|
|
|
|
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
X |
X |
Х |
|
0.125 11,5 |
|
100 |
|
|
|||||
13 |
16 |
*б.3 |
|
100 |
|
40 |
Х |
|
( Х |
|
) |
1.75 U % |
|
|
S |
|
|
|
|
|
к |
|
|
б |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
*б.т.вн |
|
*б.3 |
|
100 |
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ном.т |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.036
(2.25)
X |
X |
X |
X |
Х |
|
1.75 11,5 |
|
100 |
0.503 |
|
|
||||||||
14 |
15 |
17 |
18 |
*б.3 |
|
100 |
|
40 |
|
г) для синхронных двигателей:
Х |
'' |
х |
'' |
|
|
|
S |
б |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
*б.д |
|
|
*d |
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
ном.д |
||
|
|
|
|
|
|
|
(2.26)
где Sном. д - полная мощность СТД, МВ А,
S |
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ном.д. |
|
cos |
(2.27) |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
S |
|
|
|
|
8 |
|
8,42MB A |
|
|
|
ном.д. |
0,95 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
'' |
|
|
|
|
|
|
|
х |
'' |
|
*d |
- сверхпереходное сопротивление, |
*d |
|||||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Х |
|
|
0,2 |
|
100 |
2,38 |
|
|
||
*б.сд |
8,42 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,2
Суммарное приведенное индуктивное сопротивление от источника питания до точки короткого замыкания К-1:
Х
Х
*б 4
*б 4
Х*б1 Х*б 2
0,12 0,11
(2.28)
0,23
Отношение результирующих активного и индуктивного сопротивлений до точки К-1 составляет:
R Х
*б 2 *б 4
|
0,0741 |
0,3 |
0.33 |
|
0,23 |
||||
|
|
|
Поэтому активное сопротивление не учитываем, поэтому Х к 1 Х*б.4 Определим периодическую составляющую тока К-1:
Iк 1 |
Iб1 |
|
I |
|
|
0,51 |
2,217кА |
||
Х*б.4 (2.29), |
к 1 |
||||||||
0.23 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Определим периодическую составляющую тока К-2:
Iк 2 Iк 2.ип Iк 2.сд. (2.30)
На рис. 2.3 приведена преобразованная схема замещения, параметры которой определены следующим образом:
X10 X 11
Х Х
*б.с *б.л
(2.31)
Х |
*б.тнн |
|
|
|
2 |
X10 0,12 |
|
Х |
*б.твн |
|
(2.32)
X 11 |
0,11 0,503 0.036 |
0,3245 |
|
2 |
|||
|
|
R11 |
R |
|
*б.л |
||
2 |
||
|
||
R11 0,037 |
(2.33)
X 12 |
Х |
*б.сд |
|
||
|
3 |
|
|
|
(2.34)
X12 X |
дв |
0,793 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K-2 |
X10 |
X11 |
R11 |
X12 |
|
|
|
|
Рис. 2.3 Преобразованная схема замещения
Расчет тока КЗ в точке К-2 ведем с учетом подпитки от СД. Т.к.
|
|
|
|
|
|
Rk |
|
1 |
X k |
|
|
выполняется условие: |
3 |
, то активным сопротивлением ( R11) |
|||||||||
|
|
|
|||||||||
можно пренебречь. |
|
|
|
|
|
||||||
Периодическая составляющая тока КЗ от источника питания: |
|||||||||||
Iк 2.ип |
|
Iб 2 |
|
|
|
|
|
|
|||
Х 10 |
Х 11 (2.35) |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
I |
|
|
|
5,5 |
|
12,37кА |
|
||||
к 2.ип |
|
|
|
|
|||||||
|
|
0,12 |
0,3245 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Периодическая составляющая тока КЗ от СД:
I |
|
|
I |
б 2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
к 2.сд |
|
X |
|
(2.36), |
||
|
|
|
дв |
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
5,5 |
6,94кА |
|||
к 2.сд |
|
||||||
|
|
0,793 |
|||||
|
|
|
На основании полученных результатов, результирующий ток КЗ в
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
точке К-2:
Iк 2 12,37 6,94 19,3кА
Для выбора и проверки электрооборудования по условию электродинамической стойкости необходимо знать ударный ток КЗ.
Ударный ток КЗ в точке К-1:
i |
уд.к 1 |
|
2 k |
уд |
|
|
|
где куд=1,8 -
I |
к 1 |
(2.37) |
|
||
|
|
выбираем по графику зависимости
k |
уд |
f(T ) |
|
а |
i |
уд.к 1 |
|
2 1,8 2,217 5,64 |
|
|
|
кА
Мощность КЗ в точке К-1:
S |
к 1 |
|
3 U |
б1 |
I |
к 1 |
|
|
|
|
(2.38)
S |
к 1 |
|
3 115 2,217 441,6МВ А |
|
|
|
Ударный ток КЗ в точке К-2:
i |
уд.к 2 |
i |
уд.к 2.ип |
i |
уд.к 2.сд |
|
|
|
Ударный ток КЗ от
(2.39)
энергосистемы в точке К-2:
iуд.к 2.ип 2 kуд Iк 2.ип (2.40),
Ударный ток КЗ от СД:
i |
уд.к 2.ип |
|
2 1,8 12,37 31,5 |
|
|
|
кА
iуд.к 2.сд 2 kуд Iк 2.сд (2.41), iуд.к 2.сд
Результирующий ударный ток КЗ
2 1,8 6,94 17,7 кА
в точке К-2:
iуд.к 2 31,5 17,7 49,2 кА
Мощность КЗ в К-2:
S |
к 2 |
S |
|
|
|
|
|
S |
к 2.ип |
|
|
|
|
Sк 2.ип
Sк 2.сд
к 2.ип |
S |
к 2.сд |
(2.42) |
|||
|
|
|||||
|
|
|
|
|||
3 U |
б 2 |
I |
к 2.ип |
(2.43) |
||
|
|
|
||||
|
|
|
|
3 10,5 12,37 225кВ А
3 Uб 2 Iк 2.сд (2.44)
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Sк2.сд 3 10,5 6,94 126,2кВ А
Sк 2 225 126,2 351,2МВ А
В качестве минимального тока КЗ, который необходим для проверки чувствительности релейных защит, используют ток двухфазного КЗ в наиболее удаленной точке. Минимальное значение тока КЗ можно определить по формуле:
I |
(2) |
|
к |
||
|
||
где |
||
I |
(2) |
|
к |
||
|
||
I |
(2) |
|
к |
||
|
||
I |
(2) |
|
к |
||
|
||
I |
(2) |
|
к |
||
|
|
|
3 |
I |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
(3) |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
к |
(2.45) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
Ik (3) = Ik |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
3 |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
(3) |
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
к 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
3 |
2,217 |
1,92кА |
||
1 |
|
2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
3 |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
(3) |
|
||
2 |
|
|
2 |
|
|
к 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
3 |
17,465 16,7кА |
|||
2 |
|
2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Результаты расчета токов КЗ сведены в таблицу табл.2.2.
Таблица 2.2 Результаты расчета токов КЗ
Точка КЗ |
Ik (3), кА |
iуд, кА |
Ik (2), кА |
S |
k |
, МВ А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
К-1 |
2,217 |
5,64 |
1,92 |
441 |
||
К-2 |
19,3 |
49,2 |
16,7 |
351,2 |
2.6ВЫБОР ЯЧЕЕК КРУ-10 КВ
Вкачестве распределительного устройства 10 кВ применим комплектные распределительные устройства серии КВ-02-10 внутренней установки двухстороннего обслуживания, предназначенных для приема и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 и 60 Гц на номинальное напряжение 6 и 10 кВ в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью.
КРУ используются в распределительных устройствах собственных
нужд электростанций, электрических подстанций энергосистем и