- •Кафедра электрических станций и диагностики электрооборудования Курсовой проект
- •Аннотация
- •1. Характеристика подстанции и её потребителей
- •1.1. Определение типа подстанции (пс)
- •1.2. Характеристика нагрузки пс
- •Выбор силовых трансформаторов
- •2.1 Проверка трансформатора по перегрузочной способности.
- •3. Расчет токов короткого замыкания.
Выбор силовых трансформаторов
Поскольку с шин подстанции ПС2 питается 60% потребителей 1 и 2 категорий, то по условиям надёжности электроснабжения, необходима установка двух силовых трансформаторов.
Мощность каждого трансформатора выбирается так, чтобы при отключении одного трансформатора, оставшийся в работе обеспечивал с допустимой перегрузкой питание нагрузки подстанции. Расчётная мощность одного трансформатора выбирается из условия по формуле:
(МВА) (9)
Исходя из полученного результата, выбираем трансформатор типа ТДТН – 25000/220.
2.1 Проверка трансформатора по перегрузочной способности.
Проверку выбранного трансформатора по перегрузочной способности для случая отключения одного из работающих трансформаторов производить не будем,
т.к. Sном.т> Sрасч.
Рис.4
Начальная загрузка трансформатора в долях от номинальной мощности трансформатора:
,где i – номер ступени графика, входящей в участок начальной нагрузки;
m– номер последней ступени графика, входящей в участок начальной нагрузки;
Si - значение текущей нагрузки;
∆ti– продолжительность ступени графика, входящей в участок начальной нагрузки;
Предварительное значение коэффициент перегрузки:
Кмах= Sмах/Sном=33.3/25=1.33
Так как К`2 >0,9·Кmax,то принимаемК2 = К`2
Допустимая перегрузка (аварийная) при К1 = 0,706 , h = 12 чравнаК2доп = 1,4, а расчётное К`2 =1.22 ,т.е. и в перегрузочном режиме трансформатор будет работать не на полную загрузку.
Таким образом, получили, что выбранный трансформатор проходит по перегрузочной способности в аварийном режиме при отключении одного из работающих на ПС трансформаторов ,а ставим такой трансформатор с перспективой на расширение производства и увеличение нагрузки.
Паспортные данные трансформатора приведены в табл. 3.
таблица. 2.1
Трансформатор |
SНОМ.ТР, МВ·А |
UВН, кВ |
UCН, кВ |
UНН, кВ |
∆PХХ, кВт |
∆PКЗ, кВт |
UK, %
|
I IХХ, % | ||
ТДТН–25000/220 |
|
|
|
|
|
|
В ВН-СН |
ВН-НН |
СН-НН |
|
25 |
230 |
38,5 |
11 |
50 |
135 |
15 |
20 |
6,5 |
0,9 |
3. Расчет токов короткого замыкания.
На проектируемой ПС произведем расчет начального значения периодической составляющей тока короткого замыкания- Iпо: на шинах высшего напряжения ПС1 – трехфазного и однофазного КЗ, на шинах низшего напряжения ПС1 – трехфазного КЗ. Для ограничения токов КЗ на стороне 10 кВ следует принять следующие меры:
-обеспечить раздельную работу трансформаторов;
-у трансформаторов мощностью 25 МВА расщепленные обмотки включить раздельно;
-заземлить нейтраль только одного трансформатора.
В курсовом проекте принято, что двигательная нагрузка потребителей на напряжение
10 кВ достаточно удалена от шин ПС. В связи с чем можно не учитывать ток подпитки от нее места КЗ.
Для определения Iпо, составим схемы замещения для протекания токов прямой и нулевой последовательностей.
При определении параметров схем замещения будем пользоваться системой относительных единиц, отнесенных к базовым условиям. За величину базовой мощности примем Sб=1000 МВА и выберем базовые напряжения в соответствии со школой средних напряжений: 10.5 и 230 кВ.
На Рис.5. приведена расчетная схема для определения токов КЗ.
Рис.5. Расчетная схема для определения токов КЗ.
Ниже приведены численные значения исходных данных по генераторам, системам, линиям и трансформаторам:
Система Sкз, МВ*А x0/x1 |
Линии: длина, км, худ, Ом/км |
Генера- торы, МВт |
Трансформаторы МВ*А | ||||
Система 1 |
Система 2 |
ВЛ-1 |
ВЛ-2 |
ВЛ-3 |
ВЛ-4 |
Г-1,2,3 |
Т-1,2,3
|
4500;3 |
4000;3 |
40;0.39 |
43;0.4 |
45;0,39 |
19;0,4 |
63 |
80 |
На Рис.6. представлена схема замещения для токов прямой последовательности.
Рис.6. Схема замещения прямой последовательности.
Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности:
Принимаем Sб = 1000 (МВ·А);
По [2] определили: Х''d= 0,192;cos(φг.ном)= 0,8.
Uср л = 230 (кВ);
где Uk = 10.5%
Так как на ПС установлены трансформаторы ТДТН, то считаем сопротивления
Преобразуем схему к виду, показанному на рис. 7.
Приняв, что точки К1 и К2удаленные, получаем Е6 = 1.
Базовые токи при КЗ в точках К1 и К2:
Токи при 3ф. КЗ в точках К1 и К2:
Рис.8. Схема замещения нулевой последовательности.
Расчет параметров схемы замещения нулевой последовательности:
сопротивления систем -о.е.
-о.е.
сопротивления линий -о.е.
-о.е.
-о.е.
-о.е.
где о.е. – характеристика двухцепных линий с хорошо проводящими тросами (по [3] табл.3.1).
сопротивление трансформаторов - о.е.
- о.е.
Приведем схему к простейшему виду:
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
Находим ток однофазного КЗ (в именованных единицах):
- на стороне ВН
кА.
Для всех видов КЗ рассчитаем ударные токи КЗ по формуле:
,где Ку – ударный коэффициент (по [3] табл.3.2).
- шины ВН
,
;
- шины НН
.
Результаты расчета оформим в виде таблицы 3.1.
Таблица 3.1.
Место КЗ |
I (3)по, кА |
I (1)по, кА |
iу(3), кА |
iу(1), кА |
Шины ВН |
11,255 |
8,33 |
28,65 |
21,8 |
Шины НН |
9,788 |
- |
25,6 |
- |