Нефтеперекачивающие станции НПС
.pdf
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Рис. 3.1 - Расчетная исходная схема замещения
Т.к. точка КЗ значительно удалена от источника питания и его мощность велика, по сравнению с суммарной мощностью электроприемников, то периодическая составляющая тока КЗ:
Ik XIб (3.1)
*б
Определим базисные токи (Iб) для каждой ступени трансформации:
I б |
|
|
Sб |
|
||
|
|
U б (3.2) |
||||
3 |
||||||
|
|
|
||||
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
I |
|
|
S |
б |
|
100 |
0,5кА |
||
|
|
|
|
||||||
б1 |
3 |
U |
1,7 115 |
||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
б1 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- базисный ток на высокой стороне
I |
|
|
S |
б |
|
100 |
5,5кА |
||
|
|
|
|
||||||
б 2 |
3 |
U |
1,7 10,5 |
||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
б 2 |
- базисный ток на низкой стороне |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
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''*б.с ( Х *
Х1 Х ''*б.с
) |
S |
б |
|
|
|
||
|
|
|
|
б1 |
'' |
|
(3.3) |
|
S |
к.с |
|
|
|
100 0,11
900
б) для ВЛ 1 (параметры кабеля АС 120/19):
Х |
|
|
( Х |
|
) х |
|
|
|
S |
б |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
*б.л |
|
л |
|
2 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
*б 2 |
|
|
|
|
|
|
|
(3.4) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U ср.ном |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где |
l |
30êì |
, |
х |
0.4Ом / км |
|||||||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
õ |
ë |
õ |
|
l 12Îì |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Õ *á 2 õë |
|
|
Sá |
|
|
|
12 |
100 |
0,09Îì |
|||||||||||
U 2 срном |
|
|
1152 |
|||||||||||||||||
R |
|
|
(R |
|
|
) |
r |
|
|
|
S |
б |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
*б.2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
*б.л |
|
|
|
|
л |
|
U |
ср.ном |
(3.5) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где rë r0 |
l 7.5Îì , |
r0 0,25Ом / км , l 30êì |
||||||||||||||||||
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
R |
R |
|
R |
|
r |
|
S |
á |
7.5 |
100 |
0,06Îì |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
*á.2 |
ë |
U |
2 |
|
|
115 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
срном |
|
|
|
|||
в) для двух обмоточных трансформаторов:
Х |
|
|
( Х |
) |
U % |
|
|
S |
|
|
||||
|
|
к |
|
|
|
б |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
*б.т |
|
|
*б.3 |
|
100 |
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ном.т |
(3.6) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
X |
|
|
|
Õ |
|
|
|
10,85 |
|
100 |
0.43 |
|||
3 |
* á.3 |
|
25 |
|||||||||||
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|||||||
г) для синхронных двигателей:
Х |
'' |
'' |
*d |
|
S |
б |
|
|
*б.д х |
S |
|
|
|
||
|
|
|
|
ном.д |
(3.7) |
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
где Sном.д - полная мощность СТД, МВ А,
S |
íîì |
|
|
||
х |
'' |
|
*d |
||
Õ |
4 |
|
|
|
|
|
|
Ð |
|
6.3 |
7MB A |
|
í |
|
|||
|
|
|
|
|
|
.ñä. |
|
cos |
|
0,9 |
|
|
|
|
|
- сверхпереходное сопротивление,
Õ |
|
Õ |
|
Õ |
õ |
|
|
S |
á |
0,2 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
6 |
*á.ñä |
*d |
|
S |
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
íîìä . |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
х
'' |
*d |
= 0,2 |
|
||
|
|
|
2.86 |
||
На рис. 3.2. приведена преобразованная схема замещения
Рис. 3.2 - Преобразованная схема замещения для минимального режима нагрузки
Параметры преобразованной схемы замещения, определены следующим образом:
X1 Õ*á.ñ 0,11
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
X 2 Õ |
á.ë. |
0,09 |
|
|
|
||
R1 Rá.ë. |
0.06 |
||
X 3 Õ |
á.ò . |
0.43 |
|
|
|
||
X 4 Õ |
á.ñä. |
2.86 |
|
|
|
||
Суммарное приведенное индуктивное сопротивление от источника питания до точки короткого замыкания К-1:
Х*б4= Х*б1+ Х*б2=0,11+0,09=0,2
Отношение результирующих активного и индуктивного сопротивлений до точки К-1 составляет:
R |
*á 2 |
|
0,06 |
0,35 0.33 |
|
|
|||
Õ |
|
0,2 |
||
*á 4 |
|
|
||
|
|
|
|
Поэтому активное сопротивление учитываем:
Z
Z
к 1
ê1
Х 2
б4
0.22
R |
2 |
|
|
|
|
|
(3.8) |
||||
б2 |
|||||
|
|
|
|||
0.06 |
2 |
0.2 |
|||
|
|||||
Определим периодическую составляющую тока К-1:
I |
(3) |
|
I |
ê 1 |
Z |
||
|
|
|
á1 ê 1
0,5 2.5êÀ
0.2
Для выбора и проверки электрооборудования по условию электродинамической стойкости необходимо знать ударный ток КЗ:
iуд к 1 
2 K уд I K 1 (3.9)
ióä ê 1 
2 1.8 2.5 6.36kA
Мощность КЗ в точке К-1:
|
|
|
|
S к 1 |
|
3 Uб1 I K 1 (3.10) |
|
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
S |
ê 1 |
|
3 115 2.5 424ÌÂÀ |
Суммарное эквивалентное сопротивление схемы замещения от
источника до точки КЗ К-2:
Х
Õ
R Õ
к 2
ê 2
*á 2 ê 2
Х б.с
0.11
0,06
0.63
Х |
б.л. |
|
0.09 0,09
Х |
б.т. |
(3.11) |
|
||
|
|
0.43 0.63
0.33
Видно что условие выполняется, значит активным сопротивлением можно пренебречь:
Z ê 2 ÕK 2 0.63
Определим периодическую составляющую тока К-2:
I |
к 2 |
I |
к 2.ип |
|
|
I |
к 2.сд |
|
(3.12)
Для того чтобы определить периодическую составляющую тока К-2,
следует учесть подпитку от электродвигателей:
Расчет тока КЗ в точке К-2 ведем с учетом подпитки от СД. Т.к.
|
R |
|
|
1 |
X k 2 |
|
|
выполняется условие: |
k |
3 |
, то активным сопротивлением ( R1 ) |
||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
можно пренебречь.
Периодическая составляющая тока КЗ от источника питания:
I
I
к 2.ип
ê 2.èï
|
I |
б 2 |
|
||
|
|
|
|
Х1 Х 2 Х 3 |
|
0.635.5 8.73êÀ
(3.13)
Периодическая составляющая тока КЗ от СД:
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
I |
|
|
|
I |
б 2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
к 2.сд |
|
Z |
|
|
|
|
|
б.экв.сд |
||
|
|
|
|
||
I |
|
|
5.5 |
|
ê 2.ñä. min |
2.86 |
|||
|
|
|||
|
|
|
(3.14)
1.92êÀ
На основании полученных результатов, результирующий ток КЗ в
точке К-2: |
I |
ê 2. min |
8.73 |
|
|
||
|
|
|
|
Для |
|
выбора |
|
электродинамической Ударный ток КЗ
1.92 10.65êÀ
ипроверки электрооборудования по условию стойкости необходимо знать ударный ток КЗ.
вточке К-2:
iуд.к 2 iуд.к-2ии . iуд.к-2.с. (3.15)
Ударный ток КЗ от электродвигателей:
i |
уд.к 2.сд |
|
2 k |
уд |
|
|
|
I |
к 2.сд |
|
(3.16)
где куд=1,8 - принимают в сетях, где активные сопротивления не учитывают из-за их несущественного влияния на полное сопротивление цепи КЗ.
i |
óä.ê 2.ñä. min |
|
2 1,8 1.92 4.89 êÀ |
|
|
|
Ударный ток КЗ от энергосистемы
|
|
|
|
|
i |
уд.к 2.ип |
|
2 k уд I к 2.ип (3.17) |
|
|
|
|
|
|
i |
óä.ê 2.èï |
|
2 1,8 8.73 22.2êÀ |
|
Ударный ток КЗ в точке К-2:
ióä.ê 2. min 22.2 4.89 27 êÀ
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Мощность КЗ в К-2:
S |
к 2 |
|
|
|
S |
к 2.ип |
|
S
к 2.ип |
S |
|
3 U |
б 2 |
|
к 2.сд
Iк
,(3.18)
2.ип |
(3.19) |
|
S |
ê 2.èï |
|
3 10.5 8.73 158 ÌÂ |
À |
|
|
|
|
S |
к 2.сд |
|
3 U |
б 2 |
|
|
|
I |
к 2.сд |
|
(3.20)
S |
ê 2.ñä.min |
|
3 10.5 1,92 34.9 ÌÂ |
À |
|
|
|
|
S |
ê 2. min |
158 34.9 192.9ÌÂ |
À |
|
|
|
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:
Ik(2) =
3 |
|
|
2 |
||
|
Ik(3)(3.21)
где Ik(3) = Ik(2)=
3 2
I |
к 1 |
|
3 2.5 2.16êÀ
(3.22)(2)= 2
Ik2(2)=
I k(22). min
3 2
3
2
I |
к 2 |
(3.23) |
|
||
|
|
10.65 9.2 êÀ
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Таблица 3.1 - Результаты расчета токов КЗ
Точка КЗ |
Ik(3), кА |
iуд, кА |
Ik(2), кА |
S ,кВ А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
К-1 |
2,5 |
6,36 |
2,16 |
424 |
К-2min |
10,65 |
27 |
9,2 |
192,9 |
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
4. Выбор оборудования
Выбор ячеек КРУ-10 кВ
В качестве распределительного устройства 10 кВ применим закрытое распределительное устройство (ЗРУ). ЗРУ состоит из отдельных ячеек различного назначения.
Для комплектования ЗРУ-10 кВ выберем малогабаритные ячейки КРУ серии КВ-02-10 (КРУ2-10) производства ОАО «Электрон» <http://www.e- tron.ru/kso-kru/kv-02-10-kru2-10.html>, г. Чебоксары. Данные ячейки отвечают современным требованиям эксплуатации, имеют двухсторонний коридор обслуживания, выкатные тележки с вакуумными выключателями,
безопасный доступ к любому элементу КРУ. Релейный и кабельный отсеки отделены от отсека коммутационных аппаратов металлическими перегородками, все коммутации производятся только при закрытой наружной двери, имеются функциональные блокировки.
В состав КРУ серии КВ-02-10 входят вакуумные выключатели с электромагнитным приводом, трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, предохранители, разъединитель с заземляющими ножами,
релейный шкаф с аппаратурой.
КРУ серии КВ-02-10 предназначены для установки в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственного регулирования климатических условий. Обслуживающая среда должна быть невзрывоопасной, не содержать агрессивных газов и испарений, химических отложений, не насыщенной токопроводящей пылью и водяными парами.
Выбор шин
В качестве сборных шин выбираем алюминиевые шины прямоугольного сечения размером 80х6 мм. Длительно допустимый ток при
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
одной полосе на фазу составляет Iдоп = 1150А. Условие выбора