Носкова ПЗ (Модернизация оборудования трансформаторной подстанции ТП 35-10-0,4 кВ ст. Дугда), страница 6

где f⁽³⁾ – наиболее удельное усилие при трехфазном коротком замыкании, Н/м; а – наименьшее расстояние между фазами, м, принимается для напряжения 10 кВ равным 0,22 м.

.

Напряжение материала при воздействии на него изгибающего момента рассчитывается по формуле:

(2.23)

где σ_расч – напряжение в материале при воздействии на него изгибающего момента, МПА; М – изгибающий момент, Н×м; W – момент сопротивления шины, см³.

Рассчитывается изгибающий момент согласно формуле:

(2.24)

где ℓ - пролет между изоляторами, м.

При условии, если частота собственных колебаний является более 200 Гц определяется пролет между изоляторамии определяется согласно формуле:

(2.25)

где τ – момент инерции, см⁴; S – площадь поперечного сечения шины, см².

Рассчитывается момент инерции согласно формуле:

(2.26)

где τ – момент инерции, см⁴; b – высота шины, мм; h – ширина шины, мм.

.

Данное значение момента инерции подставляется в формулу (2.25):

.

.

Данное значение пролета между изоляторами подставляется в формулу (2.24):

.

Рассчитывается момент сопротивления шины согласно формуле:

(2.27)

.

Полученные значения пролета и момент инерции подставляются в формулу (2.23):

,

Для алюминия типа марки АДО напряжение допустимое в материале равно σ_доп = 40 МПа.

.

Вывод: в нашем случае шины по механическим параметрам прочны так как расчитанное напряжение материала меньше допустимого.

2.4.6 Выбор опорных изоляторов в цепи трансформатора на стороне 10 кВ

Условия выбора опорных изоляторов:

1. согласно напряжения установки – U_УСТ ≤ U_Н;

2. согласно разрушающему усилию – F_РАСЧ < F_ДОП.

Разрушающая сила рассчитывается согласно формуле:

(2.28)

где F_расч –разрушающая сила, Н.

.

Рассчитывается допустимая разрушающая сила согласно формуле:

(2.29)

где F_доп – допустимая разрушающая сила, Н. F_разр – разрушающая сила, Н

Согласно каталога выбирается опорный изолятор типа ОНС-10-2000 У3, F_разр = 2000 Н.

Вывод: согласно расчетных данных опорный изолятор данного типа механически прочен.

2.4.7 Выбор проходных изоляторов на стороне 10 кВ

Условия выбора опорных изоляторов:

1. Согласно напряжения установки – U_УСТ ≤ U_Н;

2. Согласно длительному току - I_МАХ ≤ I_Н;

3. Согласно разрушающему усилию – F_РАСЧ < F_ДОП.

Рассчитывается расчетная разрушающая сила проходного изолятора согласно формуле:

, (2.30)

.

Согласно каталога производится выбор проходного изолятора типа ПС-70/630-750 IIУ, F_РАЗР = 750 Н

Расчет допустимой разрушающей силы производится по формуле (2.29):

,

.

Вывод: так как определенная разрушающая сила меньше допустимой, то произведенный выбор типа проходного изолятора механически прочен.

2.5 Выбор рода оперативного тока

При выборе рода оперативного тока необходимо учитывать несколько факторов:

1. схему подстанции;

2. релейную защиту и автоматику подстанции.

Применяют следующие виды оперативного тока:

1. постоянный;

2. выпрямленный;

3. переменный.

Использование постоянного оперативного тока, требующего установки дорогих по стоимости аккумуляторных батарей, вызывает необходимость построения разветвленной сети, увеличивает стоимость построения, расходы экмплуатации. В связи с тем, что на стороне 10 кВ находится потребитель I категории (Пост ЭЦ, СЦБ), использование постоянного оперативного тока считается необходимым для обеспечения релейной защиты, бесперебойного и надежного питания схем автоматики.

Принимается аккумуляторная батарея типа КН-720, состоящая из 108 элементов.

2.6 Расчет заземляющего устройства

Площадь устройства заземления подстанции 30×30 м² при удельном сопротивлении 40 Ом. Используют горизонтальные и вертикальные и заземлители в качестве искусственного заземлителя. Заземлители естественного типа отсутствуют. Вертикальные заземлители – круглая сталь размерами диаметра 22 мм, длины 5 метров. Горизонтальный заземлитель состоит из стальной полосы 30×4. Расстояние между уголками 5 м, глубина проложения проводника на расстоянии от поверхности земли 0,7 м.

II группа климатической зоны, сопротивление заземляющего устройства согласно норм: R_З.Н. = 0,5 Ом.

Сопротивление допустимое для устройства заземления с приведением удельного сопротивления грунта согласно Правил устройства электроустановок ρ_гр равно:

(2.31)

где R_з – допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом; ρ_гр – удельное сопротивление грунта; R_зн – нормируемое сопротивление заземляющего устройства, Ом.

.

Расчет сопротивления растекания вертикального заземлителя согласно формуле:

(2.32)

где R_В – сопротивление растекания вертикального заземлителя, Ом; L – длина заземлителя, м; d – диаметр поперечного сечения, м; ρ_{расч в} – расчетное удельное сопротивления вертикального заземлителя, Ом ∙м; t′ – расчетная (условная) глубина заложения проводника, м.

Расчет (условной) расчетной глубины проложения проводника определяется согласно формуле:

, (2.33)

.

Расчет удельного сопротивления вертикального заземлителя опреднляется огласно формуле:

(2.34)

где К_С – коэффициент сезонности для вертикальных электродов принимается равным 1,7.

.

Итоговое значение подставляется в формулу (2.32):

.

Производится расчет вертикальных заземлителей согласно формуле:

(2.35)

где n – количество вертикальных заземлителей, шт.; η_в – коэффициент использования вертикальных заземлителей с учетом интерполяции, принимается равным 0,6.

.

Принимается n_В = 118 шт.

Расчет длины горизонтальных заземлителей определяются согласно формуле:

(2.36)

где L_г – длина горизонтальных заземлителей, м; а – расстояние между вертикальными заземлителями, м.

Расчет сопротивления растекания горизонтального заземлителя определяется согласно формуле:

(2.37)

где R_Г – сопротивления растекания горизонтального заземлителя, Ом; ρ_{расч г} – расчетное удельное сопротивления вертикального заземлителя, Ом ∙м; d – диаметр поперечного сечения, м;

(2.38)

где К_С – коэффициент сезонности для горизонтальной полосы принимается равным 4 для климатической зоны II-й группы.

.

(2.39)

где b – ширина полосы проводника, м.

,

.

Расчет действительного сопротивления растекания горизонтального заземлителя с учетом коэффициента использования определяется согласно формуле:

, (2.40)

где R_Г – сопротивления растекания горизонтального заземлителя, Ом; η_г – коэффициент использования горизонтальных заземлителей с учетом сопротивления горизонтального заземлителя, принимается равным 0,2.

.

Расчет сопротивления растекания заземлителей с учетом сопротивления горизонтального заземлителя определяется согласно формуле:

, (2.41)

.

Расчет точного количества вертикальных заземлителей определяется согласно формуле:

(2.42)

.

Принимается n_В = 107 шт.

3 Основные показатели использования подстанции

3.1 Определение основных показателей использования производственной мощности подстанции

Основными показателями считаются:

1. установленная мощность подстанции(N_У^п/ст);

2. рабочая мощность подстанции(N_раб^п/ст);

3. продолжительность времени готовности эксплуатации подстанции(Т_гот^п/ст);

4. предразумеваемое фактическое время работы подстанции(Т_Ф^п/ст);

5. факторная передача электроэнергии за год (W_Ф^п/ст);

6. коэффициент экстенсивно использующий мощность подстанции(К_Э^п/ст);

7. коэффициент интенсивно использующий мощность подстанции(К_И^п/ст).

3.1.1 Определение установленной мощности подстанци

Мощность расчитываетсяется согласно формуле:

(3.1)где N_у^п/ст – установленная мощность подстанции, МВА; N_Н –номинальная мощность трансформатора, МВА; i – количество трансформаторов (по условию в колличестве 2 шт.).

.

3.1.2 Определение рабочей мощности подстанции

Рассчитывается рабочая мощность согласно формуле:

(3.2)

где N_у^п/ст – рабочая мощность подстанции, МВА; К – коэффициент мощности, которое подстанция может улучшать в фактических условиях, равен 0,88.

.

3.1.3 Определение продолжительности времени эксплуатационной готовности подстанции

Продолжительнось времени эксплуатационной готовности расчитывается согласно формуле:

(3.3)

где Т_гот ^п/ст–продолжительность времени эксплуатационной готовности, час; Т_К –годовое время согласно календарных дней равно 8760 часов; Т_РЕМ – время ремонта, час, принимается равным 7 дней, т.е. 168 часов.

3.1.4 Расчет предразумеваемого фактического времени работы подстанции

Предразумеваемое фактическое время работы рассчитывается согласно формуле:

(3.4)

где Т_гот ^п/ст– предразумеваемое фактическое время работы, час; К_Ф – коэффициент предразумеваемого фактического времени работы, принимается равным 0,68.

.

3.1.5 Определение факторной передачи электроэнергии подстанцией за год

Фактическая передача электроэнергии определяется по формуле:

(3.5)

.

3.1.6 Определение коэффициента экстенсивно использующего мощность подстанции

Коэффициент экстенсивно использующего мощность рассчитывается согласно формуле:

(3.6)

.

3.1.7 Определение коэффициента интенсивно использоующего мощность подстанции

Коэффициент интенсивно использующего мощность рассчитывается согласно формуле:

, (3.7)

.