Выбор схемы электрических соединений проектируемой подстанции

Понизительная подстанция машиностроительного завода получает питание от двух независимых источников электроэнергии, которыми являются расположенная на незначительном расстоянии ТЭЦ и крупная районная подстанция, входящая в состав энергосистемы. Так как в состав потребителей завода входит большой процент ответственных потребителей (I и II категории), то электроснабжение осуществляется с помощью двухцепных ЛЭП высокого напряжения. На стороне высшего напряжения проектируемой подстанции предусматривается двойная система шин, на стороне 10 КВ – одиночная секционированная выключателем система шин (рис. 2).

Рисунок 2.

Расчет токов К.З. для понизительной подстанции.

Расчет токов К.З. ведется в системе относительных единиц, приведенных к базисным условиям.

На основании заданной схемы электрических соединений подстанции намечаются расчетные точки К.З., ими являются точки К-1 и К-2 (рис. 2), составляется схема замещения (рис. 3) и определяются сопротивления всех элементов схемы в относительных единицах, приведенных к базисным условиям по формулам табл. 3. S_баз принимается равной 100 МВА, базисное напряжение для точки К-1 – 115 КВ или 230 КВ (согласно заданию), для точки К-2 – 10,5 КВ.

Рисунок 3.

Порядок расчета токов К.З.

Основные формулы для приведения

сопротивлений к базисным условиям.

S_баз = 100 МВА

№ п/п	Элементы схемы	Исходный параметр	Сопротивление Х* в относительных единицах
1	Генератор	Sном. ген.
2	Система	Sк.з. на шинах системы
3	Трансформатор	Sном. тр. Ик.з. %	без расщепленной обмотки Н.Н. с расщепленной обмоткой Н.Н.
4	ЛЭП	Uср.; Х0; ом/км; l км	где n – число цепей

Расчет токов К.З. рекомендуется произвести для параллельной и раздельной работы трансформаторов на подстанции.

Точка К-1. Ток К.З. в этой точке складывается из токов, поступающих от системы и ТЭЦ. Ток К.З. от системы не будет затухать, т.к. подстанция присоединяется к системе неограниченной мощности, и его значение определяется по формуле:

,

По отношению к генераторам ТЭЦ точка К-1 не является удаленной, поэтому периодическая составляющая тока К.З. определяется с учетом затухания по формуле:

,

где - сверхпереходная ЭДС генератора мощностью до 100 МВт равна 1,08

Точка К-2. Ток К.З. в точке К-2 также будет складываться из тока, поступающего от системы и ТЭЦ с учетом сопротивления трансформаторов

- параллельная работа

Раздельная работа:

Результаты расчетов следует свести в таблицу:

Источник питания	I'', КА			iу, КА
	К-1	К-2		К-1	К-2
		Параллельная работа	Раздельная работа		Параллельная работа	Раздельная работа
Система	3,3	-	-	8,4	-	-
ТЭЦ	1,8	-	-	4,6	-	-
Результирующий ток К.З.	5,1	20,7	12,79	13	52,785	32,64

Выбор и проверка электрических аппаратов.

Проверка отключающей способности выключателя.

А) выбор выключателей в цепи силового трансформатора

- выбираем выключатель марки ВМПЭ-10 на 2500А

Б) в цепи отходящей линии 10 кВ

- выбираем выключатель ВМП-10 на 600А

Номинальный ток отключения относится к моменту размыкания контактов выключателя:

=1с+0,12с=1,12с , так как t_откл>0,1=> β_ном=0

По полученному ранее расчетному значению периодической составляющей тока К.З. I_nt находим апериодическую составляющую i_at по выражению:

,

Способность выключателя отключить полный ток К.З. с учетом апериодической составляющей проверяется соотношением:

=> верно

Электродинамическая устойчивость аппаратов определяется неравенством:

кА

В) Термическую устойчивость аппарата завод характеризует номинальным током термической устойчивости , значения которого указаны в паспорте аппарата.

Термическая устойчивость проверяется по тепловому импульсу тока К.З. Вк.

Аппарат считается термически устойчивым, если соблюдается условие:

Минимальное сечение кабелей по условию термической устойчивости определяется по выражению:

где для кабеля с алюминиевыми жилами.