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,
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:
cosϕ0−2 = (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 e−τ / 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,Σ = 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 |
|
|
= 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 |
|
|
|
|
iУ ≤ 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 |
|||
iУ ≤ 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 |