4 Выбор главной схемы соединений пс
Главная схема электрических соединений определяет основные качества электрической части подстанций: надежность, экономичность, ремонтопригодность, безопасность обслуживания, удобство эксплуатации, удобство размещения электрооборудования, а также возможность дальнейшего расширения.
В большинстве случаев выбор схемы базируется на технико-экономических расчетах. А для подстанций с двумя напряжениями схема определяется однозначно, и ее проектирование сводится к выбору уже существующих типовых схем – это упрощенные, с сокращенным числом выключателей или без них (блочные схемы), схемы мостиков, схемы с короткозамыкателями и отделителями.
В соответствии с нормами технологического проектирования главная схема электрических соединений подстанции выбирается с использованием схем РУ 35...750 кВ, утвержденных Минэнерго и согласованных с Госстроем.
Для дальнейшего проектирования выбрана блочная схема с двумя перемычками на разъединителях, на подстанции установлены 2 силовых трансформатора типа ТД-16000/35.
Со стороны высшего напряжения для обеспечения надежности и безопасности установлены высоковольтные выключатели и разъединители. Также предусмотрена установка трансформаторов тока с амперметрами.
Со стороны низшего напряжения также установлены высоковольтные выключатели, разъединители. Помимо них установлены предохранители. Схема предполагает выбор трансформаторов тока и напряжения с измерительными приборами и счетчиками энергии. На станции устанавливаются 2 трансформатора собственных нужд.
На каждом фидере предусмотрен высоковольтный выключатель, трансформатор тока с амперметром и счетчиками энергии.
Схема изображена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 – Главная схема соединений ПС 35/10 кВ
5 Расчет токов короткого замыкания
Расчет токов КЗ производится для выбора (проверки) электрических аппаратов, шин, кабелей и изоляторов в аварийном режиме, выбора средств ограничения токов КЗ (ректоров), а также проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики. Расчетное время КЗ t расч, согласно ПУЭ, оценивают в зависимости от цели расчета. При проверке электрооборудования на термическую стойкость t расч принимается равным сумме времени действия основной защиты ближайшего выключателя и полного времени отключения этого выключателя:
(5.1)
где
С учетом действительных характеристик современных выключателей, получим расчетное время КЗ 0,1 с. Для заданной схемы сетевого района составляется однолинейная схема замещения, в которую вводятся все источники питания, участвующие в питании места КЗ, и все элементы электроснабжения (трансформаторы, воздушные и кабельные линии, реакторы), расположенные между ними и местом КЗ. При этом элементы связей заменяют соответствующими сопротивлениями в относительных единицах с указанием порядковых номеров индуктивных сопротивлений и их величин, приведенных к базисной мощности.
5.1 Расчёт короткого замыкания на шинах высшего напряжения
Составим схему замещения для расчёта трёхфазного КЗ на шинах ВН ПС (рисунок 5.1 ).
Sб=100 МВА, Uб1=115 кВ, Uб2=37 кВ.
С1:
(5.1)
(5.2)
(5.3)
(5.4)
(5.5)
(5.6)
(5.7)
(5.8)
(5.9)
(5.10)
(5.11)
(5.12)
(5.13)
(5.14)
(5.15)
(5.16)
(5.17)
(5.18)
Рисунок 5.1 – схема замещения
Эквивалентируем схему замещения (рисунок 5.1), тогда для рисунка 5.2 получим:
(5.19)
(5.20)
(5.21)
(5.22)
(5.23)
(5.24)
Рисунок 5.2 – схема замещения
Замещения (рисунок 5.2), тогда для рисунка 5.3 получим:
(5.25)
(5.26)
(5.27)
(5.28)
(+0,07=0,81
т.к. демпферные обмотки)
(5.29)
Для
С-1:
(5.30)
Для
Gэкв: (по расчётным
кривым из [10])
;
.
Рисунок 5.3 – схема замещения
Переведём в номинальные единицы:
(5.31)
(5.32)
Ударный ток
(5.33)
Куд=1,8; Та=0,042 с. Данные из [2].
Апериодическая составляющая тока КЗ.
(5.34)
Результаты расчёта сведены в таблицу 5.1
5.2 Расчёт короткого замыкания на шинах низшего напряжения
Рисунок 5.4 – схема замещения
В силу особенности схемы РУ НН, схема замещения, учитывая предыдущее эквивалентирование, примет вид как на рисунке 5.4. Эквивалентируем схему замещения (рисунок 5.4), тогда для рисунка 5.5 получим:
Рисунок 5.5 – Схема замещения
(5.34)
(5.35)
Для
С-1:
;
Для
Gэкв: (по расчётным
кривым из [10] )
;
.
Ударный ток
Апериодическая составляющая тока КЗ.
Результаты расчёта сведены в таблицу 5.1
Таблица 5.1 - Результаты расчёта токов короткого замыкания
|
Расположение точки КЗ |
Iп, кА |
iа,Т=0,1с,кА |
i(3)у,кА | |||
|
t=0 с. |
t=0,1 с. | |||||
|
На шинах ВН |
1,885 |
1,783 |
0,63 |
4,8 | ||
|
На шинах НН |
3,02 |
2,87 |
1,01 |
7,69 | ||
Значения токов короткого замыкания, полученные в результате расчёта, являются относительно небольшими, по сравнению с токами на которые рассчитаны вакуумные и элегазовые выключатели, поэтому при подборе соответствующего оборудования не возникнет препятствий. Применение секционирования шин РУ НН, а также силовых трансформаторов с расщеплённой обмоткой достаточно.
6 Выбор шин, аппаратов и изоляторов