150672 (Проектирование транзитной тяговой подстанции для питания системы тяги 2 х 27,5 кВ), страница 4

Рис.4. Принципиальная схема питания СН переменного тока закрытой части тяговой подстанции: фидеры: 1 – сверлильного и наждачного станков; 2 – электрических печей щитовой и подсобных помещений; 3 – электрических печей; 4 – насоса откачки воды из баков для слива масла; 5 – питания двигателей вентиляторов машинного зала; 6,7 и 8 – питания соответственно пульта дистанционного управления разъединителями контактной сети, стоек телемеханики и автоматики; 9 – питания подзарядных устройств; 10 – калориферов и вентиляторов помещения аккумуляторной батареи; 11 – освещения здания тяговой подстанции; 12 – электрических печей помещения дизель – генератора; 13 – вентиляторов помещения дизель – генератора. Вводы: I и III – фидеров СН от ТСН на открытой части тяговой подстанции; II – резервный от дизель – генератора

Рис.5. Принципиальная схема питания СН постоянного тока. Цепи питания: 1 – приводов высоковольтных выключателей; 2 – устройств управления и сигнализации; 3 – аварийного освещения; 4 – унифицированного преобразователя напряжения устройств автоматики и телемеханики.

2.7 Расчёт токов короткого замыкания в цепях собственных нужд

При расчёте необходимо учесть особенности:

Учитываем активное и реактивное сопротивление цепи КЗ;

Расчёт сопротивлений выполняем в именованных единицах (Ом, мОм);

Определяем конкретные значения времени затухания апериодической составляющей тока

Расчёт периодической составляющей тока КЗ ведется по закону Ома;

Необходимость учёта сопротивлений всех элементов цепи КЗ.

Составим расчётную схему цепей собственных нужд:

Рис. 9.

Составляем схему замещения

Рис. 10.

Преобразуем схему замещения.

Рис. 11.

Найдём максимально рабочий ток во вторичной обмотке трансформатора собственных нужд:

где: кпер – коэффициент перегрузки трансформатора, равный 1,5;

SнТСН – номинальная мощность трансформатора собственных нужд, кВА;

Ucр – среднее напряжение вторичной обмотки ТСН, равное 0,38 кВ.

Найдём сопротивление ТСН:

где: uк – напряжение короткого замыкания ТСН, %;

- номинальное напряжение вторичной обмотки ТСН, кВ;

- номинальная мощность ТСН, кВА.

Найдём сопротивление трансформатора тока:

ТК – 20 – 400/5

rтт = 0,11 Ом

хтт = 0,17 Ом

Найдём сопротивление автоматического выключателя:

А3790С – 400

rАВ = 0,15 Ом

хАВ = 0,1 Ом

Найдём сопротивление материала кабеля:

где: - удельное сопротивление материала кабеля;

;

- длина кабеля, равная 50м;

- сечение кабеля, мм2.

ААГУ-3185 = 185 мм2

В качестве четвёртой жилы используем алюминиевую оболочку кабеля [9].

380 > 365 А

где: х0 – 0,0602 [2]

Найдём сопротивление рубильника:

РПЦ – 32 – 400

rр = 0,2 мОм

Найдём сопротивление системы:

где: - среднее напряжение; =0.4 кВ.

- мощность короткого замыкания на шинах, от которых питается ТСН, кВА.

Определяем суммарное активное и реактивное сопротивления:

мОм;

мОм;

мОм;

мОм;

мОм;

мОм;

мОм;

мОм.

Найдём периодическую составляющую:

где: z – полное сопротивление цепи короткого замыкания Ом;

Для определения ударного тока и апериодической составляющей тока короткого замыкания определим постоянную времени затухания апериодической составляющей по формуле:

где: результирующее реактивное и активное сопротивление цепи короткого замыкания;

рад/с.

Определим ударный коэффициент:

Апериодическую составляющую тока короткого замыкания определим по формуле:

кА.

Определим ударный ток короткого замыкания.

,

где: - ударный коэффициент.

кА;

Определим полный ток короткого замыкания по формуле:

кА.

Глава 3. Проверка токоведущих частей, изоляторов и аппаратуры по результатам расчета токов короткого замыкания

3.1 Расчёт величины теплового импульса для всех РУ

Для проверки аппаратуры и токоведущих частей выполняется расчёт величины теплового импульса для всех РУ по выражению:

кА2с

где - начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания;

- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания,

.

где - время срабатывания релейной защиты рассматриваемой цепи;

- полное время отключения выключателя.

Результаты расчета оформим в виде таблицы:

Таблица № 7

3.2 Проверка шин и токоведущих элементов

Шины открытых РУ 110 кВ и 2х27,5 кВ выполняют сталеалюминевыми гибкими проводами марки АС.

Проверка гибких шин РУ – 110 кВ и РУ 2х27,5 кВ.

Проверка на термическую стойкость выполняется по формуле:

где: - минимальное сечение, термическое устойчивое при КЗ, мм2

Минимальное сечение, при котором протекание тока КЗ не вызывает нагрев проводника выше допустимой температуры:

где: - величина теплового импульса;

С – константа, значение которой для алюминиевых шин равно 90, .

Проверка по условию отсутствия коронирования

где: E0 – максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля, при котором возникает разряд в виде короны, кВ/см,

где: m – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов m = 0.82);

rпр – радиус провода, см.

E – напряжённость электрического поля около поверхности провода, кВ/см,

где U – линейное напряжение, кВ;

Dср – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.

При горизонтальном расположении фаз .

Здесь D – расстояние между соседними фазами, см. Для сборных шин приняты расстояния между проводами разных фаз –1,6 и 3,0 м для напряжений 35 и 110 кВ соответственно.

Вводы и перемычка ТП (110 кВ), тип шин АС – 700 [4] по термической стойкости:

700мм2 > 22,217мм2

по условию отсутствия коронирования

кВ/см;

кВ/см;

Вводы ВН понижающего тягового тр-ра(110 кВ), тип шин АС – 120 [4]

по термической стойкости:

120мм2 > 22,217мм2

по условию отсутствия коронирования

кВ/см;

кВ/см;

Вводы ВН районного понижающего тр-ра(110 кВ), тип шин АС – 70 [4]

по термической стойкости:

70мм2 > 22,217мм2

по условию отсутствия коронирования

кВ/см;

кВ/см;

Ввод НН тягового понижающего тр-ра(2х27,5), тип шин АС – 330 [4]

по термической стойкости:

330мм2 > 31,307мм2

по условию отсутствия коронирования

кВ/см;

кВ/см;

Сборные шины НН(2х27,5), тип шин АС – 500 [4]

по термической стойкости:

500мм2 > 31,307мм2

по условию отсутствия коронирования

кВ/см;

кВ/см;

Фидеры контактной сети (2х27,5), тип шин АС – 150 [4]

по термической стойкости:

150мм2 > 22,987мм2

по условию отсутствия коронирования

кВ/см;

кВ/см;

Выбор жестких шин РУ – 10 кВ.

1. Проверка на электродинамическую устойчивость:

где: - механическое напряжение, возникающие в шинах при КЗ

где l – расстояние между соседними опорными изоляторами, м ( РУ - 10 кВ: l = 1м);

а – расстояние между осями шин соседних фаз, м ( РУ - 10 кВ: а = 0.25 м );

iу – ударный ток трёхфазного короткого замыкания, кА;

W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, м3

при расположении шин на ребро:

, м3

при расположении шин плашмя:

, м3

где: b и h – толщина и ширина шины, м

Вводы НН районного понижающего тр-ра(10 кВ),, тип шин А - 100 8

по термической стойкости: