Материал: Электроснабжение станкостроительного завода

Расчет сопротивлений элементов схемы замещения подстанции в относительных единицах:

сопротивление системы

Х*с = Хс×(Sб/Sс) = 1,1×(3000/3000) = 1,1,

где Хс - заданное эквивалентное сопротивление системы, отнесенное к мощности системы Sc; Sб- принятое значение базисной мощности, МВ×А;

Sб = Sс = 3000 МВ×А.

сопротивление воздушной линии

Х*Л = Х0×l×(Sб/U2) = 0.4×75×(3000/1102) = 7,43,

где Х0 - сопротивление 1км линии, Ом/км;

- длина линии, км;

U - напряжение ступени, где находится воздушная линия, кВ. сопротивления трехобмоточного трансформатора

Х*В = 0,005×(uкВН-СН+ uк ВН-НН -uк СН-НН )×(Sб/SНТ);

Х*С = 0,005×(uк ВН-СН + uк СН-НН -uк ВН-НН)×(Sб/SНТ); (12.5)

Х*Н = 0,005×(uк ВН-НН +uк СН-НН - uк ВН-СН)×(Sб/SНТ),

где uкВН-СН,, uк ВН-НН ,-uк СН-НН - соответственно напряжения к.з, между обмотками высшего и среднего, высшего и низшего, среднего и низшего напряжений для выбранного трансформатора, %;

Х*В = 0,005×(16,2+ 28,8 - 12,6)×(3000/63) = 7,71;

Х*С = 0,005×(16,2 + 12,6 - 28,8)×(3000/63) = 0;

Х*Н = 0,005×(28,8 + 12,6 - 16,2)×(3000/63) = 6.

На схеме замещения все сопротивления обозначены порядковыми номерами, под чертой указана величина сопротивления.

Определение периодической составляющей тока к.з.

В общем случае значение периодической составляющей равно, кА:

IП = , (12.6)

где Е*э - эквивалентная ЭДС источников питания, о.е.; Х*э - эквивалентное сопротивление схемы до точки к.з., о.е.;

базисное значение тока, кА

 (12.7)

Рисунок 3. Схема замещения для расчета токов к.з.

В дипломном проекте можно принять Е*э = 1, тогда

IП =  (12.8)

1)  для точки К-1

Х*Э1 = Х*с + Х*Л /2 = 1,1+7,43/2 = 4,82

По формуле (12.8) определим ток к.з.

IП1 = .

2)  для точки К-2

Х*Э2 = Х*Э1 + Х*В/2 = 4,82+7,71/2 = 8,68

По формуле (3.4) определим ток к.з.

IП2 = .

3)  для точки К-3

а) выключатель разомкнут

Х*Э3 = Х*Э2 + Х*Н = 8,68+6 = 14,68

I’П3 = .

б) выключатель замкнут

Х*Э3 = Х*Э2 + Х*Н /2 = 8,68+6/2 = 11,68

I’’П3 = .

Для дальнейшего расчета будем использовать I’П3 = 11,24 кА.

. ВЫБОР И ПРОВЕРКА АППАРАТУРЫ

В РУ 110 кВ и 35кВ установим маломасляные выключатели.

Условия выбора выключателей:

Uуст £ Uном, Iр.ф. £ Iном

In £ Iн.д., iу £ iскв

In £ Iн.откл, iat £ iaн

Вк £ I2н.т. ·tн.т.

Условия выбора разъединителей:

Uуст £ Uном, Iфорс £ Iном, iу £ iскв, Вк £ I2н.т. ·tн.т.

Выбор выключателей и разъединителей на ВН

Выберем тип выключателя:

ВМТ - 110Б - 20/1000 УХЛ1

Номинальные параметры:

Uном =110 кВ; Iном = 1000 А; Iн.д. = 20 кА; iскв = 52 кА;

Iн.откл=20 кА; βн =25%; Iн.т./tн.т=20кА/3с; tпо = 0,08с; tс.в = 0,05с;

;

I2н.т. ·tн.т = 202×3=1200 кА2×с

Расчетные параметры:

где t - время от момента возникновения к.з. до начала размыкания контактов выключателя, с

t = tрзmin + tс.в= 0,01 + 0,05 = 0,06 с;

Та = 0,03 с - постоянная времени для ВЛ 110 кВ.

Тепловой импульс, кА2×с:

 кА2×с,

где tотк - время отключения к.з.

tотк = tрзmax + tпо= 0,2 + 0,08 = 0,28 с.

Таблица 4.1 Условия выбора и проверки выключателей

Выберем тип разъединителей:

РНДЗ - 1 - 110/630 Т1, РНДЗ - 2 - 110/630 Т1, тип привода ПР - Т1

Номинальные параметры:

Uном = 110 кВ; Iном = 630 А; iскв = 100кА; Iн.т./tн.т=40кА/3с;

I2н.т. ·tн.т = 402×3=4800 кА2×с.

Расчетные данные такие же, как для выключателей.

Таблица 4.2 Условия выбора и проверки разъединителей

Выбор выключателей и разъединителей на СН

Выберем тип выключателя:

ВМКЭ - 35А - 16/1000 У1

Номинальные параметры:

Uном =35 кВ; Iном = 1000 А; Iн.д. = 26 кА; iскв = 45 кА;

Iн.откл=16 кА; βн =21%; Iн.т./tн.т=16,5кА/4с; tпо = 0,11с; tс.в = 0,08с;

;

I2н.т. ·tн.т = 16,52×4=1089 кА2*с

Расчетные параметры:

где t - время от момента возникновения к.з. до начала размыкания контактов выключателя, с

t = tрзmin + tс.в= 0,01 + 0,05 = 0,06 с;

Та = 0,02с - постоянная времени для ВЛ 35 кВ.

Тепловой импульс, кА2×с:

,

где tотк - время отключения к.з.

tотк = tрзmax + tпо= 0,2 + 0,08 = 0,28 с.

Таблица 4.3 Условия выбора и проверки выключателей

Выберем тип разъединителей:

РНДЗ -1-35/1000 ХЛ1, РНДЗ-2- 35/1000 ХЛ1, тип привода ПВ - 20 У2

Номинальные параметры:

Uном =35 кВ; Iном = 1000 А; iскв = 63кА; Iн.т./tн.т=25кА/4с;

I2н.т. ·tн.т = 252*4=2500 кА2×с.

Расчетные данные такие же, как для выключателей.

Таблица 4.4 Условия выбора и проверки разъединителей

ПКТ 101-10

Предохранители проверяются по следующим параметрам:

. номинальное напряжение сети

ном ≤ Uном

ном = 10 кВ

Uном = 10 кВ

  (10.2)

где Кн - коэффициент надежности для отстройки от броска тока намагничивания при включении трансформатора, Кн = 1,5 - 2 при Sн.тр. ³ 160 кВА.

 = 27,48 А £ 300 А

3. начальное значение периодической составляющей тока к.з. за предохранителем.

Iкп ≤ Iоткл (10.3)

где Iоткл - предельный симметричный ток отключения патрона предохранителя.

4,66 ≤ 20 кА.

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

Питание завода осуществляется по двухцепной воздушной линии так как завод состоит из потребителей электроэнергии 2 и 3 категории. При этом выбирается марка проводов и площадь их сечения. При выборе необходимо учесть потери в трансформаторах.

Для трансформатора ТРДН-40000/110

DРР = 170 кВт; DРХХ = 34 кВт; IХХ% = 0,55%; UКЗ% = 10,5%

Потери в трансформаторе:

;

 кВт;

 кВар.

Расчетная полная мощность с учетом потерь в трансформаторах

кВА.

Принимаются к установке провода марки АС.

Расчетный ток в ПАР

  А

Расчетный ток в нормальном режиме.

  А

Предварительно принимаем провод сечением FР = 120 мм2 с Iдоп = 390 А табл.1.3.29 [5].

Проверяется выбранное сечение провода по экономической плотности тока:

где IР - расчетный ток в нормальном режиме.

jЭК - экономическая плотность тока. jЭК = 1 А/мм2 по табл. 1.3.36 [5] для Тmax > 5000 ч.

 мм2

Выбираем FР = 120 мм2 с Iдоп = 390 А по табл. 1.3.29 [5].

По условиям короны минимальное сечение провода на напряжение 110 кВ составляет 120 мм2, данное условие выполняется.

Проверка по потерям напряжения:

Потери напряжения в линии.

,

где ,  кВт

,  кВар

Сопротивление линии:

 Ом

 Ом

. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. М.: Энергоатомиздат 1987 -363 с.

2.      Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. /Под общей ред. Федорова А.А. и Сербиновского Г.В. - 2-е изд, перераб. и доп. М.: "Энергия",1980 -576 с.

.        Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Барыбина Ю.Г., Федорова Л.Е., Зименкова М.Г., Смирнова А.Г. - М.: 1990

.        Методические указания по выбору силовых трансформаторов для сквозного курсового и дипломного проектирования по специальности 0303.

.        Правила устройства электроустановок, Минэнерго, Москва, Энергоатомиздат, 1986 - 527 с.

.        Диев С.Г., Сюсюкин А.Н. Методическое указание для выполнения курсового проекта по электроснабжению промышленных предприятий, Омск, 1984.

.        Неклипаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материала для курсового и дипломного проектирования. М.:, Энергоатомиздат, 1985.

.        Руководящие указания по релейной защите. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ. Выпуск 13Б. Расчеты М.: Энергоатомиздат, 1985

.        Руководящие указания по релейной защите. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ. Выпуск 13А Схемы. М.: Энергоатомиздат, 1985

.        Шкаруба М.В. Изоляция и перенапряжения в электрических системах. Методическое указание. Омск, 1995.