4.1 Вариант 35 кВ

Определим потери мощности в силовых трансформаторах ГПП. Параметры трансформаторов ТДНС-10000/35: Р_хх = 12 кВт, Р_кз = 60 кВт, I_хх = 0,75%, U_к=8%.

Потери мощности в трансформаторах находим по формулам:

Р_Т=Р_ХХ + К_З.НОМ2Р_КЗ

Q_Т= (32)

∆Р_т = 2∙(12+0,668²∙60) = 77,55 кВт

∆Q_т =

Потери электрической энергии в трансформаторах:

∆А_т = N∙(∆Р_хх ∙ Т_г + ∙∆Р_кз∙τ) (33)

где Т_г = 8760 часов – годовое число часов работы предприятия;

τ – годовое число часов максимальных потерь, определяется из соотношения:

τ = (0,124 + = (0,124 +

где Т_м – годовое число использования 30 минутного максимума активной нагрузки Т_м = 3560 часов (Л1. Таблица 2.3).

∆А_т = 2∙(12 ∙8760 + 0,668 ²∙60∙2018,3) = 372,03∙10³ кВт∙ч

Рассчитаем линию электропередачи от районной подстанции энергосистемы до главной понизительной подстанции. Нагрузка в начале линии:

S_р.л = (34)

S_р.л = МВА

Расчетный ток одной цепи линии: I_р.л = (35)

I_р.л =

Ток в послеаварийном режиме (в случае питания всей нагрузки по одной цепи):

I_п.а = 2∙I_р.л (36)

I_п.а = 2∙116,65 = 233,3 А

Сечение проводов линии находим по экономической плотности тока

j_э=1,1 А/мм²:

F_э = (37)

F_э =

Выбираем провод АС-185/128, I_доп=515А, r₀=0,169 Ом/км, х₀=0,0596 Ом/км.

Проверяем провод по нагреву в послеаварийном режиме: 515 > 246,63 А

Потери активной энергии в проводах линии за 1 год:

(38)

Рассчитаем токи короткого замыкания в начале отходящих линии от подстанции энергосистемы и на вводах ГПП.

Исходная схема и схема замещения для расчетов короткого замыкания приведены на рисунке 4.1.1. Определяем параметры схемы замещения. Нам задана мощность короткого замыкания на шинах подстанции энергосистемы

S_к = 1089,46 MBA.

Принимаем базисную мощность S_б = 1000 MBА, и базисное напряжение U_б = 37 кВ.

Суммарное сопротивление системы в относительных единицах:

Х_СΣ = (39)

Х_СΣ =

Сопротивление воздушной линии 35 кВ в относительных единицах:

Х_л = (40)

Х_л = о.е.

I_{раб.утяж} = (41)

I_{раб.утяж} =

а) б)

Рисунок 4.1.1- Исходная схема и схема замещения для расчета токов короткого замыкания.

Определим ток короткого замыкания в точке К-1 (X₁ = X_СΣ = 0,918 о.е.).

Ток короткого замыкания в точке К-1 (периодическая составляющая принимается постоянной в течение всего процесса замыкания):

I_к1 = I_nt = I_n0 = (42)

I_к1 =

Ударный ток короткого замыкания:

I_у = (43)

где К_у =1,72- ударный коэффициент (Л2 таблица 2.45)

I_у =

Выбираем коммутационную аппаратуру в начале отходящих линий от подстанции энергосистемы и на вводе в главную понизительную подстанцию.

τ = (44)

где t_c.з = 0,01 - время срабатывания защиты;

t_c.в -собственное время отключения (с приводом) выключателя.

τ = 0,01 + 0,04 = 0,0516

Апериодическая составляющая:

I_a.t = (45)

где Т_а - постоянная времени затухания апериодической составляющей, для установок напряжением выше 1000 В Т_а = 0,05 с.

I_a.t =

К установке на стороне 35 кВ принимаем выключатель элегазовый

ВГБЭ-35Б-12,5/630УХЛ1 и разъединитель РДЗ.1-35/630У1, РДЗ.2-35/630У1.

В_к = I_по² ( t₀ + T_a ) (46)

В_к = 17² (0,05 + 0,05) = 28,9 кА² ∙ с

Определим ток короткого замыкания в точке К-2:

Х₂ = (47)

Х₂ = I_к2 =

I_у =

I_at =

В_к = I_по² ( t₀ + T_a )

В_к = 13,7² ∙ (0,05 + 0,05) = 18,769 кА² ∙ с

Согласно завода изготовителя апериодическая составляющая в отключаемом токе для времени τ равна

i_аном = √2∙(1+β_н/100)∙I_{откл.ном.} = √2∙(1+32/100)∙12,5 = 23,3 кА

где β_н – содержание апериодической составляющей = 32%

Выбранные типы аппаратов и их паспортные данные сведены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1- Оборудование 35 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные
	Выключатель	Разъединитель
	ВГБЭ-35-12,5/630УХЛ1	РДЗ.1-35/630У1 РД3.2-35/630У1
Uс= 35 кВ	Uн =35 кВ	35 кВ
Iраб.утяж =231,21 А	Iн =630 А	630А
Iп,о=Iп,τ=17 кА	Iоткл.ном =12,5 кА	-
Iа,τ = 8,84 кА	iа ном =23,3 кА	-
iуд =41,35 кА	iдин =89 кА	iдин = 64 кА
Bк = 28,9 кс	тер∙tтер=470,3 кА2с	тер∙tтер=1600 кс

Для защиты трансформаторов от перенапряжений в питающей сети устанавливаем ОПН-35У1.