Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
45
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
628.47 Кб
Скачать

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ВИЩІЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

Кафедра “Електричні станції”

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

Тема: “Проектування електричної частини підстанції” Пояснювальна записка до курсового проекту

здисципліни: "Електричні станціі"

КР 09.0603-08-724.42.00.00.ПЗ

Виконав Студент гр. ЕСіМ-04 __________________________________________Сагін О.А.

(підпис, дата)

Перевірив Доцент _________________________________________________ Лєбєдєв В.К.

(підпис, дата)

Нормо контролер ___________________________________________ Лєбєдєв В.К.

(підпис, дата)

Донецьк-2008

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка до курсового проекту 66 стор.,12 рис.,31табл., 10 джерел.

Об'єктом розрахунку є проектування вузлової підстанції 330/220/10 кВ. Мета роботи - за графіком навантаження підстанції вибрати

автотрансформатори зв'язку, схеми електричних з'єднань на різних напругах, устаткування, апаратів і струмоведучих частин.

У даній курсовій роботі були проведені розрахунки на вибір автотрансформаторів. По їхніх результатах обрані однофазні автотрансформатори типу АОДЦТН-83000/330/220 повною потужністю 250 МВА.

На напрузі 330 кВ обрана схема з'єднань трансформатора-шини з підключенням ВЛ через два вимикачі. На напрузі 220 кВ прийнята схема з однією секційованою системою шин з обхідною з окремими секційним і обхідним вимикачами. На напрузі 10 кВ обрана схема з однією секційованою системою шин.

Проведено розрахунок струмів короткого замикання в намічених точках. За результатами розрахунку проведений вибір комутаційної апаратури (вимикачів, роз'єднувачів) на всіх напругах. Проведено вибір токоограничивающих реакторів. Обрано вимірювальні прилади і схеми їхніх з'єднань для всіх приєднань і устаткування. Проведено вибір вимірювальних трансформаторів струму і напруги. Проведено вибір струмоведучих частин (збірних шин 330, 220 і 10 кВ, у ланцюзі автотрансформаторів і синхронних компенсаторів).

Обрано трансформатори і схема з'єднання власних нестатків підстанції.

РОЗРАХУНОК, ДОБОВИЙ ГРАФІК НАВАНТАЖЕНЬ, НАПРУГА, АВТОТРАНСФОРМАТОР, СИНХРОННИЙ КОМПЕНСАТОР, КОРОТКЕ ЗАМИКАННЯ, ЗДВОЄНИЙ РЕАКТОР, ПОВІТРЯНИЙ ВИМИКАЧ,

S´´ВН = 5000 МВА S´´СН = 2500 МВА..
Рмакс = 305 МВт

ЗАВДАННЯ ДО ПРОЕКТУВАННЯ:

Номер варіанта - 42.

Напруга на високій стороні: Uвн = 330 кВ.

Напруга на середній стороні: Uсн = 220 кВ. Потужність короткого замикання на стороні ВН: Потужність короткого замикання на стороні СН: Максимальна споживана активна потужність: Коефіцієнт потужності: cosφмакс = 0,91.

Потужність синхронного компенсатора: QСК = 37,5 МВАр Число синхронних компенсаторів: 2.

Кількість ЛЕП нв стороні ВН:

3.

Графік навантаження підстанції показаний на рис. 1:

%

Р

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

0

4

8

12

16

20

24

час

 

 

Рисунок 1- Графік навантажень підстанції

ЗМІСТ

 

 

Стр.

Перелік умовних позначень і скорочень ......................................................................

6

Вступ……. .......................................................................................................................7

1.Вибір потужності автотрансформаторів ……………...…….................................10

2.Розрахунок числа ліній і вибір схеми розподільних пристроїв ………………...18

3. Розрахунок струмів короткого замикання .............................................................

 

 

 

22

4. Вибір апаратури і струмоведучих частин ..............................................................

 

 

 

33

4.1. Вибір реакторів ............................................................................................

 

 

 

 

33

4.2. Вибір вимикачів ...........................................................................................

 

 

 

 

34

4.2.1. Вибір вимикачів на стороні 330 кВ ..............................................

 

 

34

4.2.2. Вибір вимикачів на стороні 220 кВ ..............................................

 

 

35

4.2.3. Вибір вимикачів у ланцюзі синхронного компенсатора …........36

4.2.4. Вибір вимикачів за реактором на стороні 10 кВ

.........................

37

4.3. Вибір роз'єднувачів .....................................................................................

 

 

 

38

4.3.1. Вибір роз'єднувачів у ВРП 330 кВ ................................................

 

 

38

4.3.2. Вибір роз'єднувачів у ВРП 220 кВ ................................................

 

 

39

4.4. Вибір трансформаторів струму ..................................................................

 

 

 

39

4.4.1.Вибір

трансформаторів

струму

на

стороні

ВН

автотрансформатора ……………………………………………..41

4.4.2.Вибір трансформаторів струму на стороні СН автотрансформатора…………………………………………….. 41

4.4.3.Вибір трансформаторів струму на стороні НН автотрансформатора……………………………………………. 43

4.4.4.Вибір трансформаторів струму в ланцюзі синхронного компенсатора ……………………………………………………..44

4.4.5. Вибір трансформаторів струму в ланцюзі ВЛ 330 кВ.................

45

4.4.6. Вибір трансформаторів струму в ланцюзі ВЛ 220 кВ ...............

46

4.5. Вибір трансформаторів напруги ................................................................

46

4.5.1. Вибір трансформаторів напруги, підключеного до збірних шин

220 кВ...............................................................................................

48

4.5.2. Вибір трансформаторів напруги в ланцюзі ВЛ 330 кВ................

48

4.5.3. Вибір трансформаторів напруги, підключених до збірних шин

330 кВ ..............................................................................................

48

4.5.4. Вибір трансформаторів напруги, підключених до збірних шин

10 кВ ................................................................................................

48

4.6. Вибір шин і струмоведучих частин ...........................................................

48

4.6.1. Вибір збірних шин 330 кВ………… .............................................

48

4.6.2. Вибір перетину проводів на стороні 330 кВ відгалужень до

автотрансформаторів .....................................................................

52

4.6.3. Вибір перетину проводів ВЛ 330 кВ.......................................

…..52

4.6.4. Вибір збірних шин 220 кВ..............................................................

53

4.6.5. Вибір перетину проводів на стороні 220 кВ відгалужень до

автотрансформаторів .....................................................................

54

4.6.6. Вибір перетину проводів ВЛ 220 кВ.............................................

55

4.6.7.Вибір струмоведучих частин у ланцюзі синхронного компенсатора ……………………………………………….... …..56

4.6.8.Вибір струмоведучих частин у ланцюзі від висновків

автотрансформатора до реактора ..................................................

59

4.6.9. Вибір струмоведучих частин від реактора до збірних

 

шин 10 кВ ........................................................................................

60

4.6.10. Вибір збірних шин 10 кВ .............................................................

61

5. Конструкція ВРП 220 кВ .........................................................................................

62

Висновки ........................................................................................................................

64

Перелік посилань ..........................................................................................................

65

Додаток А. Зауваження нормоконтролера.....................................................……….66

СПИСОК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ І СКОРОЧЕНЬ

ВН

вища напруга

СН

середня напруга

ННнижча напруга

АТ

автотрансформатор

РПН

регулювання під напругою

СК

синхронний компенсатор

ВРП

відкритий розподільний пристрій

ЗРУ

закритий розподільний пристрій

КРУ

комплектний розподільний пристрій

КЗ

коротке замикання

ПВ

повітряний вимикач

МВ

масляний вимикач

ХХхолостий хід

ПЛ

повітряна лінія

ЛЕП

лінія електропередачі

КЛ

кабельна лінія

ТС

трансформатор струму

ТН

трансформатор напруги

ВСТУП

Найважливіші задачі, розв'язувані енергетиками, складаються в безперервному збільшенні обсягів виробництва, у скороченні термінів будівництва нових енергетичних об'єктів і реконструкції старих, зменшенні питомих капіталовкладень, у скороченні питомих витрат палива, підвищенні продуктивності праці, у поліпшенні структури виробництва електроенергії, скороченні втрат при виробленні і передачі енергії, в енергозбереженні.

Енергетика, на сьогоднішній день - одна з найважливіших областей народного господарства. Найголовніша задача для нас - це розвиток, дослідження й удосконалення енергетики. На даний час електричні мережі енергетичної системи України охоплюють територію в 0,603 млн.км2. Установлена потужність складає 54,2 млн. кВт.

Потреба в електроенергії в регіоні Донбасу визначається, в основному, енергоємними областями важкої промисловості, такими як металургійна, вугільна і хімічна. Система Донбасенерго є могутньою енергосистемою, що являє собою об'єднання електростанцій, підстанцій, мереж ЛЕП і споживачів. Для безпечної роботи такої системи необхідні пристрої захисту, діагностики і керування, якими обладнана система Донбасенерго.

В даний час енергетика переживає період великих структурних перетворень, корінної зміни умов її розвитку.

Важливу роль виконують електричні підстанції, призначені для перетворення і розподілу електроенергії. В Україні, як і в багатьох інших країнах, для виробництва і розподілу електричної енергії прийнятий трифазний перемінний струм частотою 50 Гц (у США і ряді інших країн прийнята частота 60 Гц). Застосування трифазного струму порозумівається більшою економічністю мереж і установок трифазного струму в порівнянні з установками однофазного перемінного струму, а також можливістю широкого використання як електропривод найбільш надійних, простих і дешевих асинхронних електродвигунів.

Електричне навантаження окремих споживачів, а, отже, і сумарне їхнє навантаження, що визначає режим роботи електростанцій в енергосистемі, безупинно міняється. Прийнято відбивати цей факт графіком навантаження, тобто діаграмою зміни потужності електроустановки в часі.

По виду фіксуємого параметра розрізняють графіки активної Р, реактивної Q, повної (удаваної) S потужностей електроустановки. Як правило, графіки відбивають зміна навантаження за визначений період часу. За цією ознакою їх підрозділяють на добові (24 години), сезонні, річні і т.п.

Графіки навантаження використовуються для аналізу роботи електроустановок, для проектування системи електропостачання, для складання прогнозів електроспоживання, планування ремонтів устаткування, а також у процесі експлуатації для ведення нормального режиму роботи.

Силові трансформатори, установлені на електростанціях і підстанціях, призначені для перетворення електроенергії з однієї напруги на інше. Найбільше поширення одержали трифазні трансформатори, тому що втрати в них на 12-15% нижче, а витрата активних матеріалів і вартість на 20-25% менше, ніж у групі однофазних трансформаторів такої ж сумарної потужності. Однофазні трансформатори застосовуються, якщо неможливо виготовлення трифазних трансформаторів необхідної потужності або утруднене їхнє транспортування.

Синхронним компенсатором (СК) називають синхронну машину, що працює в руховому режимі без навантаження на валові при струмі порушення, що змінюється. Синхронний компенсатор у залежності від струму порушення може видавати реактивну потужність у мережу або споживати неї з мережі. Сучасні електричні навантаження характеризуються значним споживанням реактивної потужності. Якщо в центрі навантаження включити СК, він, генеруючи реактивну потужність, необхідну споживачам, дозволить розвантажити лінії, що з'єднують електростанції з навантаженням, від реактивного струму, що поліпшить умови роботи мережі в цілому. СК установлюються на підстанціях електропередач, де з їхньою допомогою забезпечується кращий розподіл напруги уздовж лінії і підвищення стійкості рівнобіжної роботи.

Головна схема електричних з'єднань підстанції вибирається з урахуванням схеми розвитку електричних мереж енергосистеми або схеми електропостачання району. Вузлова підстанція - це підстанція, до якої приєднуються більш двох ліній питомої мережі, що приходять від двох або більш електроустановок.

Схема підстанцій тісно погоджується з призначенням і способом приєднання підстанції до живильної мережі і повинна:

-забезпечувати надійність електропостачання споживачів підстанції і рівчаків потужності по міжсистемним і магістральних зв'язках у нормальному й у післяаварійному режимі;

-враховувати перспективу розвитку;

-допускати можливість поступового розширення РУ всіх напруг;

-враховувати вимоги противоаварійної автоматики;

-забезпечувати можливість проведення ремонтних і експлуатаційних робіт на окремих елементах схеми без відключення сусідніх приєднань.

Згідно з цими вимогами розроблені типові схеми розподільних пристроїв підстанцій 6-750 кВ, що повинні застосовуватися при проектуванні підстанцій. Нетипова головна схема повинна бути обґрунтована техніко-економічним розрахунком.

На шинах 330-750 кВ вузлових підстанцій здійснюється зв'язок окремих частин енергосистеми або зв'язок двох систем, тому до схем на стороні ВН прядъявляют підвищені вимоги у відношенні надійності. Як правило, у цьому випадку застосовують схеми з багаторазовим приєднанням ліній.

На стороні середньої напруги 110-220 кВ могутніх підстанцій застосовується схема з однієї робочої й однієї обхідний системами шин або з двома робітниками й однієї обхідний системами шин.

При виборі схеми на стороні НН у першу чергу вирішується питання про обмеження струму КЗ.

1 ВИБІР ПОТУЖНОСТІ АВТОТРАНСФОРМАТОРІВ

Результати розрахунків на вибір потужності автотрансформаторів зводимо в табл. 1.1. При цьому тривалість ступеней приймаємо згідно заданого графіка навантаження.

Активну потужність по ступінях графіка визначаємо по формулі:

РСТ,(МВт) = PМАКС PСТ(%), так для ступені 0-2:

100

Р0-2 = 305 50 = 152,5 МВт.

100

Для кожної ступені розраховуємо значення cosφ за виразом:

cosϕ = (cosϕМАКС 0,7)

P PМИН

+ 0,7

 

 

PМАКС PМИН

де Р - поточне значення навантаження за графіком Р(t);

Рмакс, Рмин - максимальне і мінімальне значення навантаження відповідно за графіком Р(t);

Наприклад, для ступені 0-2:

cosϕ02 = (0,91 0,7) 152,5 61 + 0,7 = 0,779. 305 61

Для кожної ступені розраховуємо значення реактивної потужності Q(t) за виразом:

Q(t) = Р(t)·tgφ(t),

Наприклад, для ділянки 0-2:

Q0-2 = Р0-2·tgφ0-2 = 152,5·0,806 = 122,85 МВАр.

Для кожної ступені графіка розраховуємо результуюче значення реактивної потужності за виразом:

Q(t)РЕЗ = Q(t) – ΣQСК,

Q(t)РЕЗ0-2 = 122,85 - 2·37,5 = 47,85 МВАр.

Обчислюємо навантаження S(t):

S(t) = P(t)2 +Q(t)2РЕЗ ,

Наприклад, для ступені 0-2:

S(t)0-2 = 152,52 + 47,852 = 159,83 МВА.

По заданому типовому графіку навантаження будуємо в іменованих одиницях графік активної потужності Р(t) на рис. 1.1.

S

МВт

 

 

 

 

 

 

400

 

 

 

 

 

 

 

350

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

250

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

0

4

8

12

16

20

24

час

Рисунок 1.1- Графік активного навантаження в іменованих одиницях За результатами розрахунку в табл. 1.1 будуємо в іменованих одиницях

графік повного навантаження S(t) на рис. 1.2.

P

МВ

 

 

 

 

 

 

350

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

250

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

0

4

8

12

16

20

24

час

Рисунок 1.2- Графік повного навантаження в іменованих одиницях

Тому що на підстанції маються споживачі І і ІІ категорії, то приймаємо до установки два автотрансформатори.

Розрахункову потужність кожного з них визначаємо за виразом:

SРАСЧ =

SМАКС

=

311,64

= 222,6 МВА,

(n 1) kпав

(2

1) 1,4

 

 

 

де n - число встановлюваних автотрансформаторів;

kпав = 1,4 - коефіцієнт перевантаження в аварійному режимі; SНОМ - каталожна потужність трансформатора.

SНОМ SРАСЧ.

З табл. 3-9, стор. 116 [3] вибираємо однофазні автотрансформатори типу АОДЦТН-83000/330/220 повною потужністю 250 МВА. Каталожні дані обраних автотрансформаторів приведені в табл. 1.2.

Таблиця 1.2- Каталожні дані автотрансформатора АОДЦТН-83000/330/220

Тип

S,

Напруга обмотки,

Втрати, кВт

 

uК, %

 

IХХ,%

МВА

 

кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВН

СН

НН

хх

кз

В-С

В-Н

С-Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АОТДЦТН-

83

330/

220/

10,5

155

560

10,5

38

25

0,45

83000/330/220

√3

√3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Це рішення є попереднім і вимагає додаткової перевірки, тому що перевантаження трансформатора в аварійному режимі допускаються тільки при дотриманні визначених умов.

При аварійному відключенні одного з автотрансформаторів, що залишився в роботі допускає перевантаження на 40% за час не більш 6 годин, якщо попереднє 10-годинне навантаження не перевищує 0,93.

Для перевірки допустимості перевантаження фактичний графік навантаження S(t) перетворимо в двоступінчастий еквівалентний, для чого на ньому наносимо пряму S(t) = Sном (рис. 1.3).

S

МВт

 

 

 

 

 

 

350

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

250

 

 

 

 

 

 

SНОМ

200

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

0

4

8

12

16

20

24

час

Рисунок 1.3- Еквівалентний двоступінчастий графік повного навантаження S(t)

Верхня частина графіка, що відтинається зазначеній прямій, є зоною перевантаження автотрансформаторів, вона має два піки. Для розрахунку беремо більший з них в інтервалі часу від 6 до 10 годин із тривалістю

t1 = 2 + 1 + 1 = 4 години.

Еквівалентне навантаження автотрансформаторів на розглянутому інтервалі часу підраховуємо як середньоквадратичне значення за формулою :

SЭ1

=

Si2

ti

=

(311,64

2 2 + 283,372 1 + 254,232 1)

= 291,192 МВА,

t1

 

 

2 +1 +

1

 

 

 

 

 

 

 

 

де Sі - навантаження трансформатора на різних ступенях графіка за час t1. Визначаємо коефіцієнт К1:

К1 =

SЭ1

=

291,192

= 1,168.

SНОМ

250

 

 

 

Тому що вихідний графік має два максимуми, причому менший випливає за великим, то час t2 відраховуємо після закінчення більшого максимуму, тобто з 10 до 20 годин. Менший максимум враховуємо в еквівалентному навантаженні.

SЭ2 =

(192,542 2 + 2242 1 +192.542 1 + 254,232 2 + 283,372 2 +126,072 2)

=219,782 МВА.

2 +1 +1 + 2 + 2 + 2

 

 

 

 

 

 

 

К2 =

SЭ2

=

219,782

= 0,879.

 

 

 

SНОМ

250

 

 

 

 

 

 

 

 

Результати розрахунку зводимо в табл.. 1.3.

Таблиця 1.3- Результати розрахунку перевантаження автотрансформаторів

Розрахункові коефіцієнти та

Розрахункові значення

Допустимі значення

розрахунковий час перевантаження

 

 

 

 

 

К1

1,168

1,4

t1

4

6

 

 

 

К2

0,879

0,93

t2

10

10

 

 

 

Автотрансформатор працює в комбінованому режимі ВН → СН і НН →СН, тому його потужність визначається завантаженням загальної обмотки:

SО = (kВЫГPB + PH )2 + (kВЫГQB +QH )2 ,

де Рв, Qв - активна і реактивна потужності, передані з ВН у СН.

Рн, Qн - активна і реактивна потужності, передані з обмотки НН в обмотку СН; Рн = 0, тому що синхронний компенсатор видає тільки реактивну потужність.

kВЫГ = 330 220 = 0,333.

330

SО = (0,333 305)2 + (0,333 138,96 + 37,5)2 = 131,657 МВА.

Розглянутий режим для двох автотрансформаторів допустимо, тому що:

SО < SТИП = kВЫГ·SНОМ = 0,333·2·250 = 166,5 МВА.

Тому що всі умови виконуються, те обрані однофазні автотрансформатори АОДТЦН-83000/330/220 будуть працювати при заданих навантаженнях.

2 РОЗРАХУНОК ЧИСЛА ЛІНІЙ І ВИБІР СХЕМИ РОЗПОДІЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ

Кількість ліній для РУ з напругою 220 кВ визначаємо переданої по них потужністю.

 

n =

PМАКС

,

 

 

 

 

P

 

 

ЭК

де

Рмакспередана потужність із шин РУ 220 кВ у максимальному режимі;

 

Рэк - економічна потужність однієї лінії.

Проводимо розрахунок Тмакс, необхідного для визначення значення економічної потужності

ТМАКС = Pi ti n ,

PМАКС

де n - число днів у році для заданого типового графіка навантаження.

ТМАКС =

2 152,5 +1 91,5 + 4 122 + 6 183 + 2 305 +3 274,5 +3 244 +1 213,5 + 2 61

365 =

305

 

 

 

 

= 5365 год.

За умовами коронування мінімально припустимий перетин проводів для ЛЕП 220 кВ - АС-240/39 (табл. 1.18, стор. 20 [2]). З табл. 1.21, стор. 22 [2]

приймаємо РЭК = 80 Мвт. При ТМАКС = 5365 годин застосовуємо поправочний коефіцієнт 0,91, тоді:

РЭК = 0,91·80 = 72,8 МВт.

Визначаємо число ліній, що відходять, 220 кВ:

n = 72305,8 = 4,19.

Приймаємо число ЛЕП 220 кВ 5.

Тому що внаслідок планових і аварійних ремонтів частина ліній може бути відключена, а передана потужність і в цьому випадку не повинна зменшуватися, отримане число ліній повинне бути перевірене за умовою граничної переданої потужності для РП з напругою 220 кВ:

n – 2 PМАКС ,

PПРЕД

де РПРЕД = 0,91·205 = 186,55 МВт (за табл. 1.21, стор. 22 [2]). 5 –2 = 3 > 186305,55 = 1,63, умова виконується

Виходячи з кількості приєднань до РП 220 кВ:

nЛЭП + nАТ = 5 + 2 = 7 приєднань,

приймаємо схему з одиночною секційваною системою шин з обхідною з установкою окремих обхідного і секційного вимикачів.

На напрузі 330 кВ до шин РП приєднані три ЛЕП і 2 автотрансформатори. При даній кількості приєднань застосовуємо схему шини - автотрансформатор. У ланцюзі кожної лінії - два вимикачі, автотрансформатори приєднуються до шин без вимикачів (установлюються роз'єднувачі з дистанційним приводом).

На напрузі 10 кВ приймається схема з двома секційованими системами збірних шин, що приєднуються до автотрансформатора через реактор.

На двухтрансформаторных підстанціях 35-750 кВ установлюються два трансформатори власних потреб. Потужність трансформаторів с.н. вибирається виходячи з навантаження власних потреб.

Підрахунок приблизного навантаження власних потреб проводимо в табл. 2.1, використовуючи дані з табл. П6.1, стор. 639 [1] і П6.2, стор. 640 [1]. Приймаємо для рухового навантаження cosφ = 0,85.

Таблиця 2.1- Навантаження власних потреб підстанції

Вид споживача

Встановлена

 

 

Навантаження

потужність

cosφ

sinφ

 

 

 

Единицы,

Всего,

РУСТ,

QУСТ,

 

кВт×колич.

кВт

 

 

кВт

кВАр

Охолодження АОДЦТН-83

-

51,8

0,85

0,62

51,8

32,116

Підігрів ВВБ-330

4,6×6

27,6

1

0

27,6

-

Підігрів ВВБ-220

3,6×9

32,4

1

0

32,4

-

Підігрів КРУ

1×25

25

1

0

25

-

Опалення і висвітлення

-

90

1

0

90

-

ОПУ

 

 

 

 

 

 

Висвітлення, вентиляція

-

7

1

0

7

-

ЗРП

 

 

 

 

 

 

Допоміжне устаткування

140×2

280

1

0

280

-

СК КСВ-37500

 

 

 

 

 

 

Висвітлення ВРП 330 кВ

-

8

1

0

8

-

Висвітлення ВРП 220 кВ

-

7

1

0

7

-

Компресорна:

 

 

 

 

 

 

- електродвигуни

30×2

60

0,85

0,62

60

38,2

- опалення, висвітлення

20×2

40

1

0

40

 

Разом:

 

 

 

 

628,8

70,316

Розрахункове навантаження при kс = 0,8 - коефіцієнт попиту, що враховує коефіцієнти одночасності і завантаження.

SРАСЧ = kС PУСТ2 +QУСТ2 =0,8 628,82 + 70,3162 = 506,175 кВА.

При двох трансформаторах, з обліком припустимого аварійного перевантаження:

SТ

SРАСЧ

=

506,75

= 361,96 кВА.

K П

1,4

 

 

 

З табл. 2-90, стор. 199 4 вибираємо два трансформатори типу ТМ-400/10 потужністю 400 кВа. Каталожні дані обраних трансформаторів зводимо в табл. 2.2.

Таблиця 2.2- Каталожні дані трансформатора ТМ-400/10

 

 

 

 

 

 

 

Втрати, кВт

 

 

 

 

Номінальна

 

 

Тип

SН,

напруга

 

 

 

uК,%

IХХ,%

кВА

обмотки, кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВН

 

НН

х.х.

к.з.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТМ-400/10

400

10

 

0,4

1,2

5,5

4,5

2,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРТКОГО ЗАМИКАННЯ

Розрахункова схема для визначення струмів короткого замикання показана на рис. 3.1.

 

С1

С2

К1

ОРУ 330 кВ

ОРУ 220 кВ

 

 

К2

 

АТ1

АТ2

 

 

К3

СК2

10 кВ

СК1 ТСН К4

Рисунок 3.1- Розрахункові крапки короткого замикання

Розрахунок струмів короткого замикання проводимо в табл. 3.1. Розрахунок проводимо у відносних одиницях. Вибираємо SБ = 1000 МВА,

приймаємо UБ = UСТУПЕНИ, на якій розраховується струм КЗ. Складаємо схему заміщення (рис. 3.2) і визначаємо її параметри. Опір системи 1:

х1 =

S Б

=

1000

= 0,2.

S1′′

 

5000

 

 

 

Опір системи 2:

х2 =

SБ

=

1000

= 0,4.

S2′′

 

2500

 

 

 

Опір автотрансформаторів АТ1 і АТ2: - на стороні ВН:

х3 = х4 =

0,5(uкВ-Н +uкВ-С uкС-Н )

 

SБ

=

0,5(9 +60 48)

 

1000

= 0,263.

100

SНОМ

100

 

 

400

 

 

 

 

 

 

- на стороні СН:

х5 = х6 =

0,5(uкВ-С +uкС-Н uкВ-Н )

 

SБ

=

0,5(9 +48 60)

 

1000

0.

SНОМ

100

400

 

100

 

 

 

 

- на стороні НН:

х7 = х8 =

0,5(uкВ-Н + uкС-Н uкВ-С )

 

 

S Б

=

0,5(60 + 48 9)

 

1000

= 1,238

100

 

S НОМ

100

 

 

400

 

 

 

 

 

 

 

Опір синхронних компенсаторів СК1 і СК2:

х9 = х10 =

x d′′

S Б

= 0,23

1000

= 6,133.

S НОМ

 

37,5

Е.р.с. від системи приймаємо ЕС = 1,0. Знаходимо е.р.с. від синхронних компенсаторів:

EСК = U0 + I0·x´СК = 1 + 0,5·0,36 = 1,118.

ЕС1=1,0

 

1

К1

0,2

 

3

5

 

0,263

0

 

4

7

6

1,238

0,263

 

0

 

 

ЕС1=1,0

2

0,4

К2

 

К3

8

 

1,238

 

 

ХР

9

10

 

6,133

6,133

К4

ЕСК1=1,118 ЕСК2=1,118

Рисунок 3.2- Схема заміщення для розрахунків струмів короткого замикання

Далі робимо перетворення схеми до багатопроменевої зірки і розраховуємо значення струмів від усіх джерел по вираженнях:

IП,0 =

E

IБ ,

 

 

xРЕЗ

де IБ =

SБ

 

.

3 UБ

iУ = 2 kУ IП,0 ;

kУ = 1 + е-0,01/Та;

iаτ = 2 IП,0 eτ / Ta ;

Значення струму IП,τ від системи визначається за виразом:

IП,τ = IП,0.

Значення струмів КЗ від синхронного компенсатора визначаємо по методу розрахункових кривих.

Розрахунок струмів короткого замикання в точці К-1 (шини 330 кВ) Спрощуємо схему заміщення й одержуємо схему на рис 3.3.

 

 

 

2

 

 

 

0,4

 

 

11

E =1,0

 

1

C2

E =1,0

 

 

 

12

C1

0,2

0,1315

 

 

 

 

7,371

 

 

 

E =1,118

 

 

 

CK1

13

7,371

E =1,118

CK1

Рисунок 3.3- Перетворення схеми заміщення для розрахунку струмів короткого замикання в точці К-1

Знаходимо опору перетвореної схеми заміщення:

х11 = х3||х4 =

0,263

= 0,1315.

2

 

 

х12 = х13 = х7 + х9 = 1,238 + 6,133 = 7,371

Проводимо подальше перетворення схеми заміщення. Розрахункова схема заміщення має вигляд на рис 3.4.

Розносимо реактанс х11 між гілками системи 2 і синхронних компенсаторів СК1 і СК2.

Визначаємо результуючий опір схеми:

 

 

хрез = хэк + х11,

 

 

14

 

 

0,546

 

1

ЕС2 = 1,0

ЕС1 = 1,0

15

 

0,2

10,051

 

 

ЕСК1 = 1,118

 

 

16

 

К1

10,051

 

 

ЕСК2 = 1,118

Рисунок 3.4- Розрахункова схема для визначення струмів КЗ у точці К1 де хэк - еквівалентний опір усіх джерел харчування щодо точки 1 схеми:

хэк = х2 || х12 || х13 =

 

 

 

1

 

 

 

=

 

 

 

1

 

 

 

= 0,361.

 

1

+

1

+

1

 

 

1

+

1

+

1

 

 

 

x2

x12

x13

0,4

7,371

7,371

 

 

 

 

 

 

 

 

Результуючий опір:

хрез = 0,1315 + 0,361 = 0,4925.

Визначаємо коефіцієнти розподілу по гілках:

С1 =

xЭК

=

0,361

= 0,902;

С2 = С3 =

xЭК

=

0,361

= 0,049.

x2

0,4

x2

7,371

 

 

 

 

 

 

Визначаємо значення опорів по гілках:

х14 =

xРЕЗ

=

0,4925

= 0,546;

х15 = х16 =

xРЕЗ

=

0,4925

= 10,051.

C1

0,902

C1

0,049

 

 

 

 

 

 

Визначаємо базисний струм:

IБ =

S Б

=

1000

= 1,698 кА.

3 U Б

3 340

 

 

 

Розраховуємо значення струмів КЗ від усіх джерел: - гілка системи 1:

IП,0С1 =

E

I Б =

1,0

1,698 = 8,49 кА.

x РЕЗ

0,2

 

 

 

- гілка системи 1:

IП,0С2 = 0,1546,0 1,698 = 3,11 кА.

- гілка СК1 і СК2:

IП,0СК1 = IП,0СК2 = 10,0511,118 1,698 = 0,169 кА.

Сумарне початкове значення періодичної складової струму КЗ у точці К1:

IП,0ΣК1 = 8,49 + 3,11 + 0,169 + 0,169 = 11,938 кА.

Розрахунковий час τ = tс.в + 0,01 = 0,06 + 0,01 = 0,07 с.

Періодичні складових струмів від систем З1 і З2 приймаємо незмінними в часі і рівними початковому значенню періодичної складовї струмів КЗ:

Iп,τ,С1 = Iп,0С1 = 8,49 кА; Iп,τ,С2 = Iп,0С2 = 3,11 кА.

Періодичну складового струму від синхронного компенсатора визначаємо по типових кривих (рис. 3.26, стор. 152 [2]). Для цього попередньо визначаємо номінальний струм синхронного компенсатора:

´

ном =

SНОМ

 

37,5

= 0,064 кА.

I

 

 

=

 

 

3

UСР К,

3

340

 

 

 

 

Відношення початкового значення періодичної складової струму КЗ від синхронного компенсатора в точці К1 до номінального струму:

Iп,0,СК/I´ном = 0,169/0,064 = 3,063

По даному відношенню і часові t = τ = 0,07 з визначимо за допомогою кривих відношення:

Iп,t,СК/Iп,0,СК 0,91.

У такий спосіб періодична складового струму від СК до моменту τ буде:

Iп,t,СК1 = Iп,t,СК2 = 0,91·Iп,0,СК = 0,91·0,169 = 0,150 кА.

Сумарне значення:

Iп,t= 8,49 + 3,11 + 0,150 + 0,150 = 11,9 кА.

Аперіодична складового струму КЗ від системи 1:

τ

0,07

iа,τС1 = 2 Iп,0 e Ta =

2 8,49 e 0,05 = 2,961 кА.

Аперіодична складового струму КЗ від системи 2:

τ

0,07

iа,τС2 = 2 Iп,0 e Ta =

2 3,11 e 0,05 = 1,085 кА.

Аперіодична складова струму КЗ від синхронних компенсаторів СК1 і СК2:

0,07

iа,τСК1 = iа,τСК2 = 2 0,169 e 0,14 = 0,145 кА.

Сумарне значення аперіодичної складової струму КЗ у точці К1:

iа,τΣК1 = 2,961 + 1,085 + 0,145 + 0,145 = 4,336 кА.

Визначаємо значення ударного струму КЗ по гілках: Гілка системи 1:

 

 

 

0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,01

 

 

iУС1 =

 

+e

 

 

Ta

 

 

 

= 2 8,49

 

+e

0,05

 

 

= 22,693 кА.

2 Iп kУ = ,0 2 Iп,0 1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гілка системи 2:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iУС2 = 2 3,11

 

+e

 

0,05

 

 

= 8,313 кА.

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гілки синхронних компенсаторів СК1 і СК2:

 

 

 

 

0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

iУСК1 = iУСК2 =

2 0,169

 

+e

 

0,14

= 0,462 кА.

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сумарне значення ударного струму КЗ у точці К1:

iУΣК1 = 22,693 + 8,313 + 0,462 + 0,462 = 31,93 кА.

Далі проводимо розрахунок в інших точках схеми. Розраховані значення у всіх намічених точках зводимо в табл. 3.1.

Таблиця 3.1- Розрахункові струми короткого замикання

.

 

 

 

 

 

Струми короткого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к.з

 

 

 

 

 

 

 

 

замикання,кА

 

 

 

Та,

 

 

 

 

Тип

Точки

 

Джерела к.з.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τа, с

 

 

 

 

´´

 

 

IП,τ

 

iа,τ

 

iУ

 

с

 

 

вимикача

 

 

 

 

 

I П,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

3

 

4

 

5

 

 

6

 

7

 

8

 

9

 

330

 

 

Система 1

 

 

8,49

 

8,49

 

2,961

 

 

22,693

 

0,05

 

 

 

 

 

ВВБ-330-

 

 

Система 2

 

 

3,11

 

3,11

 

1,085

 

 

8,313

 

0,07

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РП(

кВ)

 

СК1

 

 

0,169

 

0,150

 

0,145

 

 

0,462

 

0,14

 

 

35/2000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СК2

 

 

0,169

 

0,150

 

0,145

 

 

0,462

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разом

 

 

 

11,938

 

 

11,9

 

 

4,336

 

 

31,93

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220

 

 

Система 1

 

 

7,56

 

7,56

 

2,636

 

 

19,448

 

0,05

 

 

 

 

 

ВВБ-220-

 

 

Система 2

 

 

6,275

 

6,275

 

2,188

 

 

16,142

 

 

 

 

0,07

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РП(

кВ)

 

СК1

 

 

0,381

 

0,311

 

0,327

 

 

0,849

 

0,14

 

 

31,5-2000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СК2

 

 

0,381

 

0,311

 

0,327

 

 

0,849

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разом

 

 

 

14,597

 

 

14,457

 

 

5,478

 

 

37,288

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

3

 

4

 

5

 

 

6

 

7

 

8

 

9

 

виводи

кВ10)

 

Система 1

 

 

20,594

 

20,594

 

2,163

 

 

52,977

 

0,05

 

 

 

 

 

 

 

 

Система 2

 

 

17,098

 

17,098

 

1,796

 

 

43,984

 

 

 

 

0,13

 

 

МГГ-3150-

 

 

 

СК1

 

 

10,024

 

7,987

 

6,599

 

 

27,544

 

0,17

 

 

 

 

 

45У3

К3 (

СК

 

СК2

 

 

1,303

 

1,016

 

0,728

 

 

3,558

 

0,14

 

 

 

 

 

 

 

 

Разом

 

 

 

49,019

 

 

46,695

 

 

11,286

 

 

128,06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шини

)кВ

 

Система 1 и

2,

 

 

18,71

 

 

18,71

 

 

17,762

 

 

51,756

 

 

0,23

 

 

0,105

 

 

ВМПЭ-12-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К4 (

10

 

СК1 и СК2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1250-20Т3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розрахунок струмів короткого замикання в точці К-4 (шини 10 кВ підстанції)

Тому що величина навантаження споживачів на стороні 10 кВ невідома, то розрахунок ведемо по потужності обмотки НН автотрансформатора, що дорівнює 27 МВА. Тоді

IНОМ =

 

SНН

=

27000

= 1559 А.

 

UНОМ

3 10

3

 

 

IФОРС = 1,5·IНОМ = 1,5·1559 = 2338,5 А.

Намічаємо до установки здвоєний реактор серії РБСД (з горизонтальним розташуванням фаз) на номінальну напругу 10 кВ із номінальним струмом гілки

IНОМ = 1600 А.

Визначимо результуючий опір ланцюга короткого замикання при відсутності реактора:

хРЕЗ =

UСР

=

10,5

= 0,124 Ом.

 

3 49,019

 

3 IП,0

 

Необхідний опір ланцюга короткого замикання з умови забезпечення номінальної здатності вимикача, що відключає, ВМП:

xРЕЗТРЕБ =

 

UСР

=

10,5

= 0,303 Ом.

 

IП ТРЕБ,0,

3 20

3

 

 

Необхідний опір реактора для обмеження струму КЗ:

xРТРЕБ = 0,303 – 0,124 = 0,179 Ом..

Вибираємо остаточно реактор РБСД-10-2×1600-0,20У3 з параметрами:

UНОМ = 10 кВ; IНОМ = 2×1420 А; хР = 0,20 Ом; imax = 52 кА.

Результуючий опір ланцюга КЗ з урахуванням реактора:

х´РЕЗ = 0,124 + 0,2 = 0,324 Ом.

Фактичне значення періодичної складового струму КЗ за реактором:

IП,0

=

10,5

= 18,71 кА.

3

0,324

 

 

 

Ударний струм короткого замикання:

iУ = 2 18,71 1,956 = 51,756 кА.

4 ВИБІР АПАРАТУРИ І СТРУМОВЕДУЧИХ ЧАСТИН

4.1 Вибір реакторів

Прийняті в розділі 3 реактори перевіряємо на стійкість дії струмів короткого замикання.

Дані на вибір реактора зводимо в табл.. 4.1.

Таблиця 4.1- Умови вибору реактора

Параметри

 

Умови вибору

 

Розрахункові

 

Каталожні

 

 

 

 

 

 

 

 

параметри

 

дані

Номінальна напруга, кВ

 

UРАБ UНОМ

 

 

 

10

 

10

Тривалий струм, кА

 

IФОРС IНОМ

 

 

1169,25

 

1600

Індуктивний опір, Ом

 

хРАСЧ хНОМ

 

 

 

0,179

 

0,2

Струм динамічної

 

асимметричный

 

 

51,756

 

52

стійкості, кА

 

iУ iДИН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

ВК,РАСЧ ВК,НОМ

 

18,712(1,2 +

 

25,62·8 =

Термічна стійкість,кА ·с

 

 

0,23) = 500,59

 

5242,88

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Утрата напруги, %

 

UРАСЧ

UНОМ

 

 

1,009

 

2,5

Залишкова напруга на шинах РП 10 кВ при КЗ за реактором:

 

UОСТ% = xP

3 I П,0 100

 

=0,2

 

3

18,71 100

= 74,8%.

 

 

U НОМ

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Утрата напруги при протіканні максимального струму в нормальному режимі роботи визначаємо з урахуванням зменшення опору в нормальному режимі:

UРАСЧ% = xP (1 kСВ )

3 I max 100

sinϕ =0,2(1 0,53)

3 1,1693 100

0,53

= 1,009%,

 

10

 

U НОМ

 

 

де kСВ

= 0,53(з каталогу для даного реактора); коефіцієнт потужності навантаження cosφ прийнятий рівним 0,85, тоді sіnφ = 0,53.

Обраний реактор задовольняє обраним вимогам.

4.2 Вибір вимикачів

Виборові підлягають вимикачі в розподільних пристроях (РП) усіх напруг. Оскільки при установці вимикачів прагнуть до їхньої ідентичності, то в кожній схемі варто визначити вимикач, що має найбільш важкої розрахункової умови.

4.2.1 Вибір вимикачів на стороні 330 кВ

Вибираємо вимикачі в РП 330 кВ по струму найбільш могутнього приєднання, яким є автотрансформатор.

IНОРМ.РАБ =

 

SAT

=

250 103

= 437,39 А.

 

UНОМ

3 330

3

 

 

З обліком припустимої 1,5-кратного перевантаження:

Imax = 1,5·437,39 = 656,085 А.

З табл. П4.4, стор. 630 [1] вибираємо повітряний вимикач типу ВВБК-330Б- 40-3200. Порівняння розрахункових і каталожних даних ведемо в таблиці 4.2.

Таблиця 4.2- Умови вибору вимикача ВВБК-330Б-40-3200

Параметри

Умови вибору

Розрахункові

Каталожні дані

 

 

параметри

 

Номінальна напруга, кВ

UРАБ UНОМ

330

330

Тривалий струм, А

IРАБ IНОМ

437,39

3200

 

Imax IНОМ

656,085

3200

Тік динамічної стійкості,

симметричный

11,938

50

кА

IП,0 IДИН

31,93 кА

 

Термічна стійкість

 

128 кА

 

iУ iДИН

11,9382(0,1 +

502 2 = 5000

 

ВК,РАСЧ ВНОМ

0,04 +0,05) =

кА2с

 

 

27,078 кА2с

 

Номінальний струм

симметричный

11,9

40

відключення, кА

IП,τ IОТК

 

 

 

 

асимметричный

2 11,9 + 4,336 =

2 40(1 + 0,45) =

 

2 IП,τ + iа,τ

21,165

82,024

 

2 IОТК(1 + βНОМ)

 

 

 

 

4.2.2 Вибір вимикачів на стороні 220 кВ

Вибираємо вимикачі в ВРП 220 кВ по струму найбільш могутнього приєднання, яким є автотрансформатор

IНОРМ.РАБ =

 

SAT

=

250 103

= 656,08 А.

 

UНОМ

3 220

3

 

 

З обліком припустимої 1,5-кратного перевантаження:

Imax = 1,5·656,08 = 984,12 А.

З табл. 5.2, стор. 238 [2] вибираємо повітряний вимикач типу ВВБ-220Б- 31,5-2000. Порівняння розрахункових і каталожних даних ведемо в табл.. 4.3.

Таблиця 4.3- Умови вибору вимикача ВВБ-220Б-31,5-2000

Параметри

Умови вибору

Розрахункові

Каталожні дані

 

 

 

 

 

параметри

 

 

Номінальна напруга, кВ

UРАБ UНОМ

220

 

220

Тривалий струм, А

IРАБ IНОМ

656,08

 

2000

 

Imax IНОМ

984,12

 

2000

Тік динамічної стійкості,

симметричный

14,597

 

31,5

кА

IП,0 IДИН

 

 

 

 

Термічна стійкість

 

 

 

 

32,288 кА

 

80 кА

 

i

У

i

ДИН

14,5972(0,1 + 0,07

40

2

 

 

 

 

2 = 3200

 

ВК,РАСЧ ВНОМ

+0,05) = 46,875

 

кА2с

 

 

 

 

 

кА2с

 

 

Номінальний струм

симметричный

14,457

 

31,5

відключення, кА

IП,τ IОТК

 

 

 

 

2 31,5(1 +

 

асимметричный

2 14,457 + 5,478

 

2 IП,τ + iа,τ

0,23) = 54,794

 

= 25,923

 

2 IОТК(1 + βНОМ)

 

 

4.2.3 Вибір вимикачів у ланцюзі синхронного компенсатора

Визначаємо розрахункові струми тривалого режиму:

IНОРМ =

 

SНОМ

 

=

37,5

103

= 2062 А.

 

3 UНОМ

 

3

10,5

 

 

 

 

 

 

 

 

Imax =

 

SНОМ

 

 

 

37,5 103

 

 

=

 

 

= 2170 А.

3 0,95 UНОМ

 

3 0,95 10,5

З табл. 5.1, стор. 228 [2] вибираємо маломасляні вимикачі типу МГГ-10- 3150-45Т3. Порівняння розрахункових і каталожних даних ведемо в табл.. 4.4.

Таблиця 4.4 - Умови вибору вимикача МГГ-10-3150-45Т3Т3

Параметри

 

 

Умови вибору

 

Розрахункові

 

Каталожні дані

 

 

 

 

 

 

 

 

 

параметри

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

4

 

Номінальна напруга, кВ

 

 

UРАБ UНОМ

 

10,5

 

11

 

Тривалий струм, А

 

 

IРАБ IНОМ

 

 

2062

 

3150

 

 

 

 

Imax IНОМ

 

 

2170

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тік динамічної стійкості,

 

симметричный

 

38,995

 

45

 

кА

 

 

IП,0 IДИН

 

 

 

 

 

 

 

 

100,539 кА

 

 

 

Термічна стійкість

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120 кА

 

 

 

iДИН

 

 

49,0192(4

+

 

 

 

ВК,РАСЧ ВНОМ

 

 

0,17) = 10020

452 4 = 11200

 

 

 

 

кА2с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кА2с

 

 

 

Номінальний струм

 

симметричный

 

 

38,708

 

45

 

відключення, кА

 

IП,τ ≤ IОТК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 38,708 +

2 45(1

+

 

 

асимметричный

 

 

 

 

2 IП,τ + iа,τ ≤

 

 

10,558

=

0,13) = 71,913

 

 

2 IОТК(1 + βНОМ)

 

65,299

 

 

 

4.2.4 Вибір вимикачів за реактором на стороні 10 кВ

 

 

 

Розрахунок ведемо по потужності обмотки НН автотрансформатора, що

 

дорівнює 27 МВА. Тоді

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IНОМ =

 

SНН

=

 

27000

= 1559 А.

 

 

 

 

 

 

 

3 10

 

 

 

 

3

UНОМ

 

 

 

 

 

На одну гілку реактора:

IНОМ = 1559/2 = 779,5 А.

IФОРС = 1,5·IНОМ = 1,5·1559 = 2338,5 А.

На одну гілку реактора:

IФОРС = 2338,5/2 = 1169,25 А.

З табл. 5.1, стор. 228 [2] вибираємо маломасляные вимикачі типу ВМПЭ-11- 1250-20Т3. Порівняння розрахункових і каталожних даних ведемо в табл. 4.5.

Таблиця 4.5- Умови вибору вимикача ВМПЭ-11-1250-20Т3

Параметри

Умови вибору

Розрахункові

 

 

 

параметри

 

1

2

3

 

Номінальна напруга, кВ

UРАБ UНОМ

10,5

 

Тривалий струм, А

IРАБ IНОМ

779,5

 

 

Imax IНОМ

1169,25

 

Тік динамічної стійкості, кА

симметричный

18,71

 

 

IП,0 IДИН

 

 

51,756 кА

 

Термічна стійкість

 

 

 

iУ iДИН

18,712(1,2 +

 

 

ВК,РАСЧ ВНОМ

0,105 +0,23) =

 

 

537,348 кА2с

Номінальний струм

симметричный

18,71

 

відключення, кА

IП,τ ≤ IОТК

 

 

 

2 18,71

+

 

асимметричный

 

2 IП,τ + iа,τ ≤

17,762

=

 

2 IОТК(1 + βНОМ)

44,22

 

4.3 Вибір роз'єднувачів

4.3.1 Вибір роз'єднувачів у ВРП 330 кВ

Каталожні дані

4

11

1250

1250

20

52 кА

202 8 = 3200

кА2с

20

2 20(1 + 0,4) = 49,598

З табл. 5.5, стор. 274 [2] вибираємо роз'єднувачі типу РНДЗ-330/3200У1. Порівняння розрахункових і каталожних даних ведемо в табл. 4.6.

Таблиця 4.6- Умови вибору роз'єднувача РНДЗ-330/3200У1

Параметри

Умови вибору

Розрахункові

Каталожні дані

 

 

 

 

 

параметри

 

 

Номінальна напруга, В

UРАБ UНОМ

330

 

330

Тривалий струм, А

IРАБ IНОМ

437,39

 

3200

 

Imax IНОМ

656,085

 

3200

Термічна стійкість

 

 

 

 

31,93 кА

 

160 кА

 

i

У

i

ДИН

11,9382(0,1 +

63

2

 

 

 

 

1 = 3969

 

ВК,РАСЧ ВНОМ

0,04 +0,05) =

 

кА2с

 

 

 

 

 

27,078 кА2с

 

 

4.3.2 Вибір роз'єднувачів у ВРП 220 кВ

З табл. 5.5, стор. 274 [2] вибираємо роз'єднувачі типу РНДЗ-220/1000Т1. Порівняння розрахункових і каталожних даних ведемо в табл.. 4.7.

Таблиця 4.7- Умови вибору роз'єднувача РНДЗ-220/1000Т1

Параметри

Умови вибору

Розрахункові

Каталожні дані

 

 

 

 

 

параметри

 

 

Номінальна напруга, кВ

UРАБ UНОМ

220

 

220

Тривалий струм, А

IРАБ IНОМ

656,08

 

1000

 

Imax IНОМ

984,12

 

1000

Термічна стійкість

 

 

 

 

32,288 кА

 

100 кА

 

i

У

i

ДИН

14,5972(0,1 +

40

2

 

 

 

 

1 = 1600

 

ВК,РАСЧ ВНОМ

0,07 +0,05) =

 

кА2с

 

 

 

 

 

46,875 кА2с

 

 

4.4. Вибір трансформаторів струму

Перед вибором трансформаторів струму визначаємо перелік приладів, що підключаються до обираних трансформаторів струму. Список контрольновимірювальних приладів приймаємо згідно табл. 4.11, стор. 362 [1], тип приладів вибираємо з табл. П4.7, стор. 635 [1] і табл. 6.26, стор. 387 [2]. Обрані прилади зводимо в табл. 4.8.

Таблиця 4.8- Контрольно-вимірювальні прилади на підстанції

Ланцюг

Місце установки

Перелік і тип приладів

 

приладів

3

1

2

 

ВН

Амперметр Э-335

 

 

Амперметр Э-335

 

 

Ваттметр Д-335

 

СН

Варметр Д-335

 

 

Счетчик активной энергии И-674

Автотрансформатора

 

Счетчик реактивной энергии И-673

 

Амперметр Э-335

 

 

 

 

Ваттметр Д-335

 

НН

Варметр Д-335

 

Счетчик активной энергии И-674

 

 

 

 

Счетчик реактивной энергии И-673

 

 

 

1

2

Статор

Синхронного

компенсатора

Ротор

Сбірні шини 220 кВ

На каждой

секции

 

Сбірні шини 330 кВ

На каждой

системе шин

 

Сбірні шини 10 кВ

На каждой

секции

 

 

 

Секційований вимикач

 

220 кВ

 

Обхідний вимикач 220

 

кВ

 

ПЛ 330 кВ

ПЛ 220 кВ

3

Амперметр Э-335 Вольтметр Э-335 Варметр Д-335

Счетчик реактивной энергии И-680 Амперметр Э-335 Вольтметр Э-335

Вольтметр с переключением для измерения междуфазных напряжений Э-335 Регистрирующий вольтметр Н-344 Фиксирующий прибор ФИП Вольтметр с переключением для измерения междуфазных напряжений Э-335 Регистрирующий вольтметр Н-344 Фиксирующий прибор ФИП РегистрирующийчастотомерН-397 Вольтметр для измерения междуфазного напряжения Э-335 Вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений Э-335

Амперметр Э-335

Амперметр Э-335 Ваттметр Д-335 Варметр Д-335

Счетчик активной энергии И-680 Счетчик реактивной энергии И-676 Амперметр в каждой фазе Э-335 Ваттметр Д-335 Варметр Д-335 Осциллограф

Фиксирующий прибор для определения места КЗ Датчик активной энергии Е-829

Датчик реактивной энергии Е-830 Амперметр Э-335 Ваттметр Д-335 Варметр Д-335

Фиксирующий прибор для определения места КЗ ФИП Счетчик активной энергии И-680 Счетчик реактивной энергии И-676

1

2

КЛ 10 кВ

 

 

 

Трансформатор

ВН

 

собственных потреб

НН

 

 

Шунтирующий реактор

 

3

Амперметр Э-335 Счетчик активной энергии И-680

Счетчик реактивной энергии И-676

-

Амперметр Э-335 Счетчик активной энергии И-680

Регистрирующий амперметр Н-344

4.4.1 Вибір трансформаторів струму на стороні ВН автотрансформатора

Уланцюзі ВН автотрансформатора включений амперметр (згідно табл. 4.8).

Зтабл. 5.11, стор. 322 [2] вибираємо трансформатори струму типу ТВТ330-І- 1000/5, убудовані в трансформатор. Порівняння розрахункових і каталожних даних ведемо в табл. 4.9.

Таблиця 4.9- Умови вибору трансформатора струму ТВТ330-І-1000/5

Умови вибору

Розрахункові параметри

Каталожні дані

1

2

3

UРАБ UНОМ

330 кВ

330 кВ

IРАБ IНОМ

437,39 А

750 А

Imax IНОМ

656,085 А

Не проверяются

iДИН

31,93 кА

ВК,РАСЧ ВНОМ

27,078 кА2с

(25·0,75)2·3 = 1055 кА2с

4.4.2 Вибір трансформаторів струму на стороні СН автотрансформатора Схема з'єднання приладів показана на рис. 4.1.

Рисунок 4.1- Схема з'єднання приладів на стороні СН автотрансформатора

З табл. 5.11, стор. 322 [2] вибираємо трансформатори струму типу ТВТ220-І- 1000/5, убудовані в автотрансформатор. Порівняння розрахункових і каталожних даних ведемо в табл. 4.10.

Таблиця 4.10Умови вибору трансформаторів струму ТВТ220-І- 1000/5

Умови вибору

Розрахункові параметри

Каталожні дані

UРАБ UНОМ

220 кВ

220 кВ

IРАБ IНОМ

656,08 А

1000 А

Imax IНОМ

984,12 А

Не проверяются

iУ iДИН

32,288 кА

ВК,РАСЧ ВНОМ

46,875 кА2с

(25·1)2·3 = 1875 кА2с

r2 r2ном

0,4 Ом

2,0 Ом

Для перевірки трансформатора струму по вторинному навантаженню, користуючись схемою включення (рис. 4.1) і каталожними даними приладів, визначаємо навантаження по фазах для найбільш завантаженого трансформатора. Розрахунок ведемо в табл. 4.11.

Таблиця 4.11Вторинне навантаження трансформатора струму

Прилад

Тип

Навантаження, В·А, фази

 

 

А

В

С

Амперметр

Э-335

-

0,5

-

Ваттметр

Д-335

0,5

-

0,5

Варметр

Д-335

0,5

-

0,5

Лічильник активної енергії

И-674

2,5

-

2,5

Лічильник реактивної енергії

И-673

2,5

-

2,5

 

Разом

10

0,5

10

Зтабл. 4.11 видно, що найбільш завантажено трансформатори струму фаз А

иС. Загальний опір приладів:

rприб =

Sприб

=

10

= 0,4 Ом.

I22

25

 

 

 

Припустимий опір проводів:

rпр = Z2ном rприб rк = 2,0 – 0,4 – 0,1 = 1,5 Ом.

Приймаємо кабель з мідними жилами (підстанція з ВН 330 кв), орієнтована довжина 120 м, трансформатори струму з'єднані в повну зірку, тому lрасч = l, тоді перетин:

q =

ρ lрасч

 

0,0175 120

2

 

=

 

= 1,4 мм .

r

1,5

 

пр

 

 

 

Приймаємо контрольний кабель КРВГ із жилами перетином 2,5 мм2.

4.4.3 Вибір трансформаторів струму в ланцюзі НН автотрансформатора

Визначаємо струми на стороні НН автотрансформатора:

IНОРМ =

SНОМ

=

250

103

= 1443 А.

3 UНОМ

3

10

 

 

 

Imax = 1,5·IНОРМ = 1,5·1443 = 2164,5 А.

З табл. 5-11, стор. 275 [3] вибираємо трансформатори струму типу ТВТ- 10/30-4000/5, убудовані в автотрансформатор з номінальним струмом 3000/5. Порівняння розрахункових і каталожних даних ведемо в табл. 4.12. Схема включення приладів та ж, що і на рис. 4.1.

Таблиця 4.12Умови вибору трансформаторів струму ТВТ-10/30-4000/5

Умови вибору

Розрахункові параметри

Каталожні дані

UРАБ UНОМ

10 кВ

 

10 кВ

IРАБ IНОМ

1443 А

 

3000 А

Imax IНОМ

2164,5 А

 

Не проверяются

iУ iДИН

128,06 кА

 

37,6922(0,1+0,08+0,05) =

2

2

ВК,РАСЧ ВНОМ

326,758 кА2с

(30·3)

·4 = 32400 кА с

4.4.4 Вибір трансформаторів струму в ланцюзі синхронного компенсатора

Схема підключення приладів показана на рис. 4.2.

Рисунок 4.2- Схема включення вимірювальних приладів синхронного компенсатора

З табл. 5.9, стор. 298 [2] вибираємо трансформатори струму типу ТШЛ-10- 3000/5-0,5/10Р-У3. Порівняння розрахункових і каталожних даних ведемо в табл. 4.13.

Таблиця 4.13Умови вибору трансформаторів струму ТШЛ-10-3000/5-0,5/10Р-У3

Умови вибору

Розрахункові параметри

Каталожні дані

UРАБ UНОМ

10

10

IРАБ IНОМ

2062

3000

Imax IНОМ

2170

Не проверяются

iУ iДИН

100,539 кА

ВК,РАСЧ ВНОМ

593,04 кА2с

(35·3)2·3 = 33075 кА2с

Соседние файлы в папке ЭС_Лебедев