150676 (Проектирование тяговой подстанции переменного тока), страница 4

Трансформаторы напряжения типа НТМИ-10 подходят для работы в РУ 10кВ.

3.2.4 Выбор оборудования РУ 3,3 кВ

Максимальный рабочий ток вторичной обмотки преобразовательного трансформатора, согласно [1]:

для схемы выпрямления «две обратные звезды»

где I_dн – номинальный выпрямленный ток выпрямителя

Максимальный рабочий ток главной («плюсовой») шины РУ-3,3 кВ:

где N – число преобразователей на подстанции (N = 2);

к_рн – коэффициент распределения нагрузки на шинах (к_рн = 0,8)

Максимальный рабочий ток запасной шины:

где I_фмах – максимальный рабочий ток фидера контактной сети (I_фмах = 2000 А)

Максимальный рабочий ток минусовой шины:

Выбор шин РУ-3,3кВ.

Ошиновка РУ 3,3 кВ выполнена алюминиевыми шинами коробчатого сечения:

для главной шины сечением 1785 мм²

I_доп = 5650 А;

По условию (3.4)

I_доп = 5650 А I_{р мах 3,3} = 5120 А ;

для минусовой шины сечением 2440 мм²

I_доп = 6430 А;

По условию (3.4)

I_доп = 6430 А I_{р мах 3,3} = 6400 А ;

для запасной шины прямоугольного сечения 100*8 мм

I_доп = 2180 А;

По условию (3.4)

I_доп = 2180 А I_рмах3,3 = 2000 А ;

Выбранные шины подходят для выполнения ошиновки РУ-3,3 подстанции.

Выбор изоляторов РУ-3,3 кВ.

Шины РУ 3,3 кВ укреплены на опорных изоляторах ШН-6, разрывная нагрузка – 3,5 кН.

Выбор выключателей РУ 3,3 кВ.

В РУ 3,3 кВ в качестве вводных и фидерных контактной сети установлены быстродействующие выключатели, информация о местах установки выключателей и их технические характеристики приведены в таблице 3.8.

Таблица 3.11

Места установки и технические характеристики выключателей РУ-3,3 кВ.

По условию (3.3)

U_ном = 3,3 кВ = U_{ном РУ} = 3,3 кВ;

По условию (3.4) для вводных выключателей:

I_ном = 2000 А ≥ I_{р мах} = 923,8 А;

для двух последовательно включенных секционных выключателей:

I_ном = 2*3000 А ≥ I_{р мах} = 5120 А;

для выключателей фидеров КС:

I_ном = 2000 А ≥ I_{р мах} = 2000 А;

Выключатели ВАБ-49/1-3200/30-Л, ВАБ-49-5000/30-Л подходят для РУ-3,3 кВ.

Выбор разъединителей РУ 3,3 кВ.

В РУ 3,3 кВ для работы совместно с выключателями секционным и на отпайках к фидерам контактной сети установлены разъединители типа РС – 3000/3,3, технические характеристики разъединителей приведены в таблице 3.12.

Таблица 3.12

Технические характеристики разъединителей РС – 3000/3,3.

По условию (3.3)

U_ном = 3,3 кВ = U_{ном РУ} = 3,3 кВ;

По условию (3.4) для вводных разъединителей и фидеров КС:

I_{дл доп} = 3000 А > I_рмах = 923,8 А;

для секционных разъединителей:

I_{дл доп} = 2*3000 А > I_рмах = 5120 А;

Разъединители РС – 3000/3,3 подходят для работы в РУ 3,3 кВ.

2. Определение токов К.З. на подстанции

1. Составление схемы замещения

Упрощенная схема подстанции с привязкой ее к системе внешнего электроснабжения, для расчета токов трехфазного короткого замыкания в максимальном режиме, приведена на рисунке 2.1.

Схема замещения подстанции с привязкой ее к системе внешнего электроснабжения приведена на рисунке 4.1.

1. Определение расчетных сопротивлений схемы замещения

Расчет ведется в именованных единицах.

Данные линий электропередачи, системы и трансформаторов приведены в разделе 1.

Сопротивление системы согласно [1]

(4.1)

где S_КЗ – мощность короткого замыкания системы, МВА;

U_cp – среднее напряжение ступени для которой определено сопротивление, кВ.

Сопротивление линий электропередачи

Х_Л = Х₀ ·L ; (4.2)

где Х₀ = 0,4 Ом/км – удельное сопротивление линии электропередачи согласно [1];

L – длина линии электропередачи, км.

Приведенные напряжения короткого замыкания трансформатора

Сопротивления трансформатора

Результаты расчета сопротивлений схемы замещения сведены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Сопротивления элементов схемы замещения

1. Определение тока К.З. в точке К1

Схема замещения для расчета на рисунке 4.2.

Преобразуем схему рис. 4.2.1., затем рис. 4.2.2., затем рис. 4.2.3.

Определяем токи К.З. по формулам согласно [6]

Действующее значение тока К.З.

(4.9)

где U_ср = 115 кВ – среднее напряжение ступени для которой определяется ток К.З.;

Х - суммарное сопротивление элементов схемы до точки К.З.

Апериодическая составляющая тока К.З.

(4.10)

где τ = t_св + t_{з min} = 0,07 с.

Т_а = 0,02 с.

Ударный ток К.З. в точке К1, согласно [1]

i_у = k_у I_К (4.11)

где k_у = 1,8 – ударный коэффициент;

i_у = 1,8 6,66 = 16,25 кА.

Полный ток К.З. в точке К1

i_к = I_К + i_а (4.12)

i_к = · 6,66 + 0,289 = 9,71 кА

1. Определение тока К.З. в точке К2

Схема замещения для расчета представлена на рисунке 4.3.

Преобразуем схему также как для точки К1, упрощаем схему (Рис. 4.3.1), включаем в схему суммарное сопротивление обмоток ВН и СН трансформатора:

Х_ТС = Х_В + Х_С

Приводим сопротивление элементов схемы ВН к стороне СН по формуле согласно [1]

(4.13)

По формуле (4.12) приводим сопротивление обмоток ВН трансформатора к стороне СН

Суммарное сопротивление обмоток ВН и СН трансформатора

Х_ТС = 3,64 Ом + 1,91 Ом = 5,56 Ом.

Вводим в схему сопротивление двух трансформаторов работающих параллельно

По формуле (4.12) приводим сопротивление элементов схемы ВН к стороне СН

Находим сопротивление системы в точке К2 (Рис. 4.3.2):

Х = Х + Х_ТС2 = 1,12 + 2,78 = 3,9 Ом

Действующее значение тока К.З. относительно генератора по (4.9)