Дипломный проект Скачков М.Ю. Реконструкция 220 кВ Олёкма ПДФ от10 (Реконструкция ПС 220-35-6 Олекма), страница 4

Рассчитаем полное время отключения, с:  0,01  0,06  0,07 .Вычислимдействующеезначенияпериодическойсоставляющейтрехфазного тока КЗ, кА:Iп2  1,01  0,424  0,428 .Определим величину апериодической составляющей трехфазного тока КЗ(для напряжения 35 кВ Та=0,04 с) [11], кА:iа1  2  3,108  е0,07/0,04  0,756 ;iа2  2  0,428  е0,07/0,04  0,104 .31Вычислим величину ударного трехфазного тока КЗ (для напряжения 35 кВkу=1,6), кА:i у1  2  3,108 1,6  7,033 ;i у2  2  0,428 1,6  0,968 .Вычислим величину полного трехфазного тока КЗ, кА:i1  2  3,108  0,756  5,151 ;i2  2  0,428  0,104  0,709 .Определим суммарные составляющие трехфазного тока КЗ, кА:Iп  Iп1  Iп2  3,108  0,428  3,536 ;iа  iа1  iа2  0,756  0,104  0,86 ;i у  i у1  i у2  7,033  0,968  8,001;i  i1  i2  5,151  0,709  5,86 .Рассчитаем токи КЗ на шинах 6 кВ, для этого определим величинупериодической составляющей трехфазного тока КЗ для двух источников, кА:Iп1 100 6,742 ;3  6,3 1,362532Iп2 100 6,517 .3  6,3 1,2268Предварительно выберем выключатель ВЭ-10-3600-31,5-У3, для которогоtСВ=0,035, с [10].

Вычислим полное времени отключения, с:  0,01  0,035  0,045 .Определим значение апериодической составляющей трехфазного тока КЗ(для напряжения 10 кВ Та=0,02 с), кА:iа1  2  6,742  е-0,045/0,02  0.892 ;iа2  2  6,517  е0,045/0,02  0,803 .Вычислим величину ударного трехфазного тока КЗ (для напряжения 10 кВkу=1,6), кА:i у1  2  6,742 1,6  10,787 .Рассчитаем полный трехфазный ток КЗ для двух источников, кА:i1  2 1,631  0,189  2,496 ;i1  2 1,647  0,783  10,325 .Вычислим суммарные составляющие трехфазного тока КЗ, кА:33Iп  Iп1  Iп2  1,631  6,747  8,378 ;iа  iа1  iа2  0,189  0,783  0,972 ;i у  i у1  i у2  3,967  16,412  20,379 ;i  i1  i2  2,496  10,325  12,821 .1.4 Выбор основного оборудования и токоведущих элементовподстанцииЭлектрооборудованиераспределительныхустройстввсехвидовинапряжений по номинальным данным должно удовлетворять условиям работы,как при номинальных режимах, так и при коротких замыканиях.

Классизоляции оборудования должен соответствовать номинальному напряжениюсети, а устройства защиты от перенапряжений по уровню изоляцииэлектрооборудования [6]. Выбор электрооборудования производиться наоснове расчётных условий и данных электропромышленности о параметрах итехнико-экономическиххарактеристикахвыпускаемыхаппаратовипроводников [11].

Под расчётными условиями понимаются наиболее тяжёлые,но достаточно вероятные, в которых может оказаться электрический аппаратили проводник при различных режимах их работы в электроустановках.Различают четыре режима работы электроустановок и их элементов:нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный.

Аварийный режимявляется кратковременным, остальные – продолжительными. Различныеаварийные режимы по продолжительности составляют обычно доли процентапродолжительности рабочих режимов, но их условия могут оказаться крайнеопасными для электрооборудования. Поэтому электрооборудование выбираетсяпо расчётным условиям продолжительных рабочих режимов и обязательнопроверяется по расчётным условиям аварийных режимов.34Электрические аппараты выбирают по условиям длительного режимаработы сравнением рабочего напряжения и наибольшего рабочего токаприсоединения, с его номинальным напряжением и током. При выбореучитывается необходимое исполнение аппарата (для наружной и внутреннейустановки). Выбранные аппараты проверяют по условию КЗ, согласно [6,15].Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений подстанциипроизводится, согласно [12,15], на основании номинальных параметровоборудования. Пользуясь [12], находим максимальный рабочий ток питающихвводов подстанции по формуле (1.23):Iрmax =К тр  n  Sтн  1033  Uст,(1.23)где Ктр – коэффициент, учитывающий транзит энергии через шины подстанции,равный 1,5; n – число трансформаторов, подключенных к шинам подстанции,равное 2; Sтн – номинальная мощность трансформатора, кВА; Uст – напряжениеступени, кВ.Окончательно по формуле (1.23), получаем, максимальный рабочий токпитающих вводов подстанции равен:Iр max1,5  2  25  103 196,8,А .3  220Максимальный рабочий ток вводов силовых трансформаторов согласно [6],находим по формуле (1.24), А:Iр maxК п  Sтн  103,3  Uст35(1.24)где Кп – коэффициент перегрузки трансформаторов, равный 1,4.Используя формулу (1.23), находим максимальные рабочие токи вводатрансформаторов, А:1.4  25 103 91,85,А .3  220Iр maxДалее определяем максимальные рабочие токи на сборных шинахпеременного тока.

Для сборных шин переменного тока [9], максимальныйрабочий ток определяем по формуле (1.25), А:Iр max К п  К рн  Sн  1033  Uст,(1.25)где Крн – коэффициент распределения нагрузки по сборным шинам, равный 0,5;Sн – номинальная мощность нагрузки на шины, кВА.Таким образом, максимальный рабочий ток шин, 220 кВ равен, А:Iр max 1,4  0,5  25 103 45,9 .3  230Далее рассчитываем максимальный рабочий ток на вводе трансформаторасобственных нужд по формуле (1.26), А [10]:Iр.max ав  Sн.тр3Uн1,(1.26)где Sн.тр – номинальная мощность трансформатора собственных нужд, кВА; Кав– коэффициент аварийной перегрузки трансформатора, равный 1,4; Uн1 –36номинальное напряжение первичной обмотки трансформаторасобственныхнужд, кВ.Подставляем значения получаем, А:Iр.max 1,4  250 34 .3 6Далее рассчитываем максимальный рабочий ток на питающих линияхпотребителей по формуле (1.27):Iраб.макс.

К пр  Рмакс3  Uном  cos ,(1.27)где - cos - коэффициент мощности потребителей, равный 1; Uном –номинальноенапряжениенасборныхшинах,откоторыхпитаютсяпотребители.Рассчитываем максимальный рабочий ток для потребителя Карьер, А:Ip.max 1,3  2500 53,6 .3  35  1Далее все полученные результаты по расчётам максимальных рабочихтоков, а также расчёты по остальным потребителям заносим в таблицу № 1.3Таблица № 1.3 Расчёты максимальных рабочих токовПитающие ввода, А196,8Ввода, А: трансформаторов91,85Сборные шины, А: 220 кВ45,9– 35 кв– 6 кВ288,71682,737Продолжение таблицы № 1.3ТСН, А.Питающие линии потребителей 35 кВ: КарьерОбогатительная фабрикаСооружение на Ж/Д станции ОлёкмаПотребители 6 кВ: ХвостохранилищеОбъекты инфраструктурыКотельная3453,679,319,318,755012,5Для проверки электрических аппаратов и токоведущих элементов потермической устойчивости в режиме короткого замыкания необходимоопределить величину теплового импульса для всех РУ, кА2 с, данный параметрмы рассчитаем по формуле (1.28):Вк  (I(3) )2  (В*  t к  Та ) ,(1.28)где I(3) – периодическая составляющая сверхпереходного тока, кА; В* = f(tk) –относительное значение теплового импульса, для источников питаниянеограниченной мощности равное 1; Та – постоянная времени, равное 0,05 с; tк– время протекания тока короткого замыкания, равное сумме t з и tв, с; tз – времясрабатывания основной защиты, с; tв – полное время отключения выключателя,tв = 0,1 с.Ниже приведен расчет теплового импульса для вводов ОРУ-220 кВ:Bк  (4,84)2  (1  (0,1  2,4)  0,05)  59,7 кА2с.Для остальных РУ расчет аналогичен, поэтому результаты расчётовпредставлены в таблице 1.438Таблица № 1.4 Расчётов тепловых импульсовНаименование РУI(3), кАtз, сtк, сВ*Вк, кА2сВвода ОРУ-220 кВлинииОРУ-35 кВ: вводы4,844,843,12,42,40,92,52,51,011159,759,71,45ОРУ-35 кВ: фидера3,10,30,411,72ЗРУ-6 кВ : вводы6,740,91,0144,72фидера6,740,30,4142,15Для распределительных устройств напряжением выше 20 кВ применяютгибкие шины из провода АС.

Сборные шины 6 кВ выполняются жесткимиалюминиевыми шинами. Выбор сборных шин производится по условиямдлительного режима работы и устойчивости в режиме короткого замыкания.Выбор и проверка производится исходя из соблюдения следующих условий:по длительному режиму, А должно соблюдаться неравенство (1.29):Iдоп  Iр max ,(1.29)где Iдоп – допустимый ток шины, А; Iр.max – максимальный рабочий ток, А.По термической стойкости, мм2 должно соблюдаться неравенство (1.30):qн  q min ,(1.30)где q н – сечение, соответствующей шины, мм 2; q min – минимальное по условиюдопустимой температуры нагрева в режиме короткого замыкания сеченияшины, равное, мм2, определим по формуле (1.31):q min 39Bк,С(1.31)где Bк – тепловой импульс, кА2с; С – коэффициент, принимаемый взависимости от материала шины, согласно [9,14], принимаем С= 90 А*с1/2/мм2.По динамической стойкости, Мпа должно соблюдаться неравенство (1.32):  расч ,(1.32)где   - допустимое напряжение, зависящее от материала шины, МПа; расч –расчетное напряжение в опасном сечении шины, равное, Мпа.Расчётное напряжение найдём по формуле (1.33):1,76  (i(3) y)2  I2,расч aW(1.33)где i(3)у – ударный ток трехфазного короткого замыкания, кА; l – расстояниемежду опорными изоляторами, м; а – расстояние между осями фаз, м; W –момент сопротивления шины, м3, параметр W найдём по формуле (1.34) :bW  h2  ,3(1.34)где b – толщина шины, м; h – ширина шины, м.Гибкиешиныпоусловиюэлектродинамическойустойчивостинепроверяются.

По условию коронирования должно соблюдаться следующеенеравенство (1.35):0,9Е0  1,07Е ,где Е0 – максимальное значение начальной критической напряженности40(1.35)электрического поля, при коротком замыкании возникает разряд в виде короны,кВ/см; Е – напряженность электрического поля поверхности провода, кВ/см.Значение критической напряжённости электрического поля Е0 мы найдёмпо формуле (1.36):E0  30,3  m  (1  0,299  rпр ) ,(1.36)где m – коэффициент учитывающий шероховатость провода, равный 0,82; rпр –радиус провода, см.Значение напряженности электрического поля Е, найдём по формуле (1.37):E0,354  U л, Dср rпр  lg  rпр (1.37)где Uл – линейное напряжение, кВ; DСР – среднее геометрическое расстояниемежду проводами фаз при их горизонтальном положении, см мы найдём поформуле (1.38):D ср  1,26  D ,(1.38)где D – расстояние между соседними фазами, равное (для ОРУ – 220 кВ)400 см.

Выбор сечения шин для РУ-220кВ, минимального сечения мы найдёмпо формуле (1.39):q min 64,26 87,67 .90(1.39)Учитывая, что Iрmax = 196,8 А, а qmin = 87,67 мм2, пользуясь [4], выбираем для41РУ-220 кВ провод марки АС-300/39, с номинальным током 690 А иноминальным сечением 300 мм2 [11]. Следовательно, проверку по условиюкоронирования можно не проводить. Для остальных распределительныхустройств выбор шин и токоведущих элементов аналогичен, его результатыпредставлены в таблице 5.1.