4.1 Вариант с напряжением внешнего электроснабжения 35 кВ

Схема внешнего электроснабжения представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Схема внешнего электроснабжения предприятия на

напряжение 35 кВ

4.2 Потери электроэнергии в силовых трансформаторах ГПП

Потери мощности в трансформаторах:

, (4.1)

где N=2 – число трансформаторов;

К_ЗН– коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме.

кВт.

, (4.2)

квар.

Потери электрической энергии в трансформаторах:

, (4.3)

где Т_Г = 8760 ч – годовое число часов работы предприятия.

 – годовое число часов максимальных потерь:

ч/год, (4.4)

где Т_М – годовое число часов использования получасового максимума активной нагрузки: Т_М=4000 ч/год (см. табл. 2-3 /1/).

Тогда:

.

4.3 Расчет линии электропередачи от районной подстанции энергосистемы до гпп предприятия

Нагрузка в начале линии:

(4.5)

кВА.

Расчетный ток одной цепи линии напряжением 35 кВ:

(4.6)

А.

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

(4.7)

А.

Сечение проводов линии находим по экономической плотности тока. Согласно /4/ j_Э=1 А/мм², тогда

(4.8)

мм².

Выбираем провод марки АС-95/16, длительно допустимый ток согласно /4/ Iдоп=330 А, удельные сопротивления r₀=0,306 Ом/км, х₀=0,421 Ом/км (табл. 7-38 /5/).

Проверяем провод по нагреву в послеаварийном режиме:

I_ДОП=330 А > I_П=193 А.

Потери активной энергии в проводах линии за год:

(4.9)

.

4.4 Расчет токов короткого замыкания

Необходимо рассчитать токи короткого замыкания в начале отходящих линий от питающей подстанции энергосистемы и на вводах ГПП.

Исходная схема питания предприятия и схема замещения для расчета токов короткого замыкания приведены на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 – Схемы расчета токов короткого замыкания

Определим параметры схемы замещения. Примем базисную мощность S_Б=1000 МВА, базисное напряжениеU_Б=37 кВ.

Сопротивление системы в относительных единицах:

, (4.10)

где S_КЗС– мощность короткого замыкания на шинах подстанции энергосистемы, МВА.

.

Сопротивление воздушной линии 35 кВ:

; (4.11)

.

Определим ток короткого замыкания в точке К₁(периодическая составляющаяI_Пtпринимается неизменной в течение всего процесса замыкания):

; (4.12)

кА.

Ударный ток короткого замыкания:

, (4.13)

где К_У=1,72 – ударный коэффициент /1,табл. 2-45/.

кА.

Найдем ток короткого замыкания в точке К₂.

Суммарное сопротивление

. (4.14)

.

. (4.15)

кА.

Ударный ток короткого замыкания:

, (4.16)

где К_У=1,8 /1,табл. 2-45/.

кА.

Мощность короткого замыкания:

. (4.17)

МВА.

4.5 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих линий от подстанции энергосистемы и на вводе гпп

Выключатели выбирают:

1) по номинальному напряжению

; (4.18)

2) по номинальному току

; (4.19)

где I_{РАБ.УТЯЖ.} – рабочий ток выключателя в наиболее тяжелом режиме.

I_{РАБ.УТЯЖ.}=I_П=193 А.

3) по номинальному току отключения

, (4.20)

где I_{НОМ.ОТКЛ.} – номинальный ток отключения выключателя, кА,

–действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания в момент расхождения контактов выключателя , кА.

Согласно этим требованиям намечаем к установке выключатель типа ВГБЭ-35-12,5/630 У1. Собственное время отключения выключателя t_СВ=0,04 с, полное время отключения выключателя t_ОВ=0,07 с.

При выборе выключателя необходимо также осуществить следующие проверки:

4) проверяется возможность отключения апериодической составляющей тока короткого замыкания

, (4.21)

где – амплитудное значение апериодической составляющей тока короткого замыкания в момент расхождения контактов выключателя, определяется по формуле:

, (4.22)

где Т_А – постоянная времени затухания апериодической составляющей, согласно /1/ Т_А=0,03 с;

 – время от начала короткого замыкания до прекращения соприкосновения дугогасительных контактов, с.

, (4.23)

где t_РЗ,MIN – минимально возможное время срабатывания релейной защиты, t_РЗ,MIN=0,01 с;

t_С.В. – собственное время отключения выключателя, с.

с.

Значение апериодической составляющей по формуле (4.22):

кА.

В каталоге на выключатель /6/ задается допустимое относительное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения _НОМ

%. (4.24)

Из формулы (4.24) можно найти номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени , используемое в выражении (4.21)

. (4.25)

кА.

5) Выполняется проверка на электродинамическую стойкость:

, (4.26)

, (4.27)

6) Проверка на термическую стойкость

, (4.28)

где I_ТЕР – ток термической стойкости выключателя, определяется по каталогу, кА;

t_ТЕР – длительность протекания тока термической стойкости, определяется по каталогу, с;

В_К – тепловой импульс тока короткого замыкания, пропорциональный количеству тепловой энергии, выделенной за время короткого замыкания.

, (4.29)

где t_ОТК – время от начала короткого замыкания до его отключения, с.

, (4.30)

где t_РЗ – время действия релейной защиты, t_РЗ=2 с.

t_ОВ – полное время отключения выключателя, с.

с.

Тепловой импульс по формуле (4.29)

.

Выключатели в начале отходящих линий от подстанции энергосистемы и на вводе ГПП принимаются одного типа.

Результаты выбора и проверки выключателей сведены в таблицу 4.1 и 4.2.

Разъединители выбираются по следующим условиям:

1) по номинальному напряжению

; (4.31)

2) по номинальному току

; (4.32)

3) осуществляется проверка на электродинамическую стойкость

; (4.33)

4) проверка на термическую стойкость

, (4.34)

Разъединители в начале отходящих линий от подстанции энергосистемы и на вводе ГПП принимаются одного типа.

Выбираем разъединители по каталогу /3/, каталожные данные представлены в таблице 4.1 и 4.2.

Таблица 4.1 – Выбор выключателей и разъединителей в начале отходящих линий

Условия выбора	Расчетные параметры сети	Каталожные данные аппарата
		Выключатель ВГБЭ-35-12,5-630 У1	Разъединитель РДЗ-2-35-1000 У1
	uУСТ=35 кВ	uНОМ=35 кВ	uНОМ=35 кВ
	IУТЯЖ=193 А	IНОМ=630 А	IНОМ=1000 А
	IП,=10,92 кА	IНОМ.ОТКЛ.=12,5 кА	-
	iА,=2,92 кА	iА,НОМ=5,66 кА	-
	IП,0=10,92 кА iУД=26,57 кА	IДИН=12,5 кА iДИН=80кА	iДИН=63 кА
	ВК=250,6
Тип привода		ПЭМ-1	ПР3.2-УХЛ1

Таблица 4.2 – Выбор выключателей и разъединителей на вводе ГПП

Условия выбора	Расчетные параметры сети	Каталожные данные аппарата
		Выключатель ВГТ-35-12,5-630 У1	Разъединитель РДЗ-2-35-1000 У1
	uУСТ=35 кВ	uНОМ=35 кВ	uНОМ=35 кВ
	IУТЯЖ=193А	IНОМ=630 А	IНОМ=1000 А
	IП,=4,01 кА	IНОМ.ОТКЛ.=12,5 кА	-
	iА,=2,09кА	iА,НОМ=5,66 кА	-
	IП,0=4,01 кА iУД=10,21кА	IДИН=12,5 кА iДИН=32 кА	iДИН=63 кА
	ВК=33,8
Тип привода		ПЭМ-1	ПР3.2-УХЛ1

Условия выбора, расчетные параметры сети и каталожные данные трансформаторов тока представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Выбор трансформаторов тока на вводе в ГПП

Условия выбора	Расчетные параметры сети	Каталожные данные ТФЗМ-35Б-I-600-5 У1 0,5/10Р/10Р
	uУСТ=35 кВ	uНОМ=35 кВ
	IУТЯЖ=193А	IНОМ=600 А
	iУД=10,21кА	iДИН=127 кА
	ВК=33,8

Для защиты оборудования ГПП от перенапряжений выбираем по каталогу /3/ ОПН-У-35/38,5.