Диплом (1205411), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

1.4.3 Расчет токов короткого замыкания на шинах распределительного устройства 27,5 кВ

Точка К₂ находится на шинах среднего напряжения. Результирующее сопротивление до точки К₂ будет складываться из сопротивления системы и суммы сопротивлений двух параллельно соединенных обмоток высокого и среднего напряжения трансформаторов.

На рисунке 1.3 представим преобразование схемы замещения до точки К2.

а) первое преобразование; б) конечное преобразование

Рисунок 1.3 – Преобразование схемы замещения до точки К2

Для определения относительных сопротивлений обмоток трансформаторов вычисляем расчетные значения напряжения короткого замыкания обмоток трансформаторов в соответствии с [5] по формулам:

, (1.14)

, (1.15)

, (1.16)

где  напряжение короткого замыкания обмотки высшего напряжения, ;  напряжение короткого замыкания обмотки среднего напряжения, ;  напряжение короткого замыкания обмотки низшего напряжения, .

Тяговый понизительный трансформатор типа ТДТНЖ  40000/220 с номинальной мощностью = 40 МВА и номинальным напряжением обмоток

U_B = 220 кВ; U_C = 27.5 кВ; U_H = 11 кВ. Ниже представлены параметры понизительного трансформатора:

- напряжение к.з., %: U_B-C = 12,5; U_B-H = 22,0; U_C-H = 9,5.

- потери: P_X = 66 кВт; P_K = 240 кВт; I_X = 1,1 %.

Подставляя численные значения в формулы (1.14) – (1.16), получаем:

,

,

.

Относительные базисные сопротивления обмоток трансформатора определяем в соответствии с [5] по следующим выражениям:

, (1.17)

, (1.18)

, (1.19)

где  номинальная мощность трансформатора, МВА.

По формулам (1.17) – (1.19) произведем расчеты относительных базисных сопротивлений трансформатора:

,

,

.

Относительные сопротивления до точки К2 определим по формулам:

, (1.20)

. (1.21)

Расчеты относительного сопротивления до точки К2 и токов короткого замыкания в точке К2 найдем по формулам (1.20), (1.21), (1.10) – (1.12):

,

,

А,

А,

А.

Мощность короткого замыкания в точке К2 определим в соответствии с [5] по формуле, МВА:

, (1.22)

МВА.

1.4.4 Расчет токов короткого замыкания на шинах распределительного устройства 10 кВ

Точка К₃ находится на шинах низкого напряжения. Результирующее сопротивление до точки К₃ будет складываться из сопротивления системы и суммы сопротивлений двух параллельно соединенных обмоток высокого и низкого напряжения трансформаторов.

Метод расчета и расчетные формулы аналогичны расчету в пункте 1.4.2.

Преобразование расчетной схемы замещения для точки К3 представлено на рисунке 1.4.

а) первое преобразование; б) конечное преобразование

Рисунок 1.4 - Преобразование схемы замещения до точки К3

Расчеты относительного сопротивления до точки К3 и токов короткого замыкания в точке К3 произведем по фор мулам (1.20) – (1.22), (1.10) – (1.12):

,

,

А,

А,

А,

МВА.

Рассчитанные данные сводим в таблицу Б.1 (приложение Б).

1.4.5 Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений понизительной подстанции

Принимаем наибольший рабочий ток присоединения с учетом допустимой нагрузки длительностью не менее 30 минут.

При расчете максимальных рабочих токов, принимается наибольший рабочий ток присоединения с учетом допустимой нагрузки длительностью не менее 30 минут, но не более 6 часов, в течение не более 5 суток. При расчете максимальных рабочих токов присоединений учитывается возможность 4-х кратной перегрузки трансформаторов, согласно [2]. Для выбора линий нетяговых потребителей предусматривается запас на перспективу, который принимают 30 % существующей мощности потребителей, исходя из обоснования, приведенного в [2]. Расчетная схема представлена на рисунке Б.3 (приложение Б).

Максимальный рабочий ток питающих вводов понизительной подстанции, присоединенной отпайкой к воздушной линии, А:

, (1.23)

где n - число трансформаторов на понизительной подстанции; - номинальная мощность понижающих трансформаторов, кВА; - номинальное напряжение на вводе подстанции или потребителя, кВ; - коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов.

Подставляя численные значения в формулу (1.23), получим:

.

Максимальный рабочий ток обмотки высокого напряжения понизительного трансформатора, А:

, (1.24)

где - номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, кВ; - коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов, равный 1,4.

Подставляя численные значения в формулу (1.24), получим:

.

Максимальный рабочий ток обмотки среднего напряжения понизительного трансформатора, А:

, (1.25)

где - номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора, кВ; - номинальная мощность понижающих трансформаторов, МВА.

Подставляя численные значения в формулу (1.25), получим:

.

Максимальный рабочий ток обмоток низшего напряжения понизительного трансформатора, А

, (1.26)

где - номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ; – максимальная полная мощность, МВА.

Подставляя численные значения в формулу (1.26), получим:

.

Максимальный рабочий ток первичной обмотки трансформатора собственных нужд, А:

, (1.27)

где – номинальная мощность трансформатора собственных нужд, кВА.

Подставляя численные значения в формулу (1.27), получим:

.

Максимальный рабочий ток сборных шин распределительного устройства 10 кВ, А:

, (1.28)

где – максимальная полная мощность трансформатора, кВА; - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора; - коэффициент распределения нагрузки.

Подставляя численные значения в формулу (1.28), получим:

.

Максимальный рабочий ток фидера районных потребителей, А;

, (1.29)

где - максимальная полная мощность на шинах районной нагрузки, кВА; - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора.

.

Максимальный рабочий ток сборных шин РУ-27,5 кВ, А:

, (1.30)

А.

Принимаем максимальный рабочий ток фидера контактной сети А.

Результаты расчетов максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции приведены в таблице Б.2 (приложение Б).

1.4.6 Проверка электрических аппаратов и токоведущих элементов по термической устойчивости в режиме короткого замыкания

Согласно [5] расчетную продолжительность КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ следует определять сложением времени действия основной релейной защиты, в зону действия которой входят проверяемые проводники и аппараты, и полного времени отключения ближайшего к месту КЗ выключателя.

При наличии устройства автоматического повторного включения (АПВ) следует учитывать суммарное термическое действие тока КЗ.

При расчетной продолжительности КЗ до 1 с процесс нагрева проводников под действием тока КЗ допустимо считать адиабатическим, а при расчетной продолжительности более 1 с и при небыстродействующих АПВ следует учитывать теплоотдачу в окружающую среду.

Электрические аппараты и токоведущие элементы по термической устойчивости проверяют по формуле, кА²·с, [5]:

, (1.31)

где - относительное значение теплового импульса для источников неограниченной мощности; - периодическая составляющая сверхпереходного тока, кА; - постоянная времени цепи к.з., с.

Время протекания тока короткого замыкания, с:

, (1.32)

где - время выдержки срабатывания защиты, с; - собственное время отключения выключателя, с.

В таблице Б.3 (приложение Б) приведен расчет теплового импульса.

1.5 Выбор основного силового оборудования

1.5.1 Выбор сборных шин и токоведущих элементов. Проверка их по длительно допустимому току и по термической стойкости

Выбор сборных шин из [6] производится по условиям длительного режима работы и устойчивости в режиме короткого замыкания.

1. Шины проверяются по длительному допускаемому току, А:

, (1.33)

где – длительно допускаемый ток для выбранного сечения, А; – максимальный рабочий ток сборных шин, А.

2. По термической стойкости сборные шины должны удовлетворять следующему условию:

, (1.34)

где – выбранное сечение мм; – минимальное допустимое сечение токоведущей части по условию ее термической стойкости, мм².

, (1.35)

где – коэффициент, зависящий от материала шин. Для алюминиевых шин и неизолированных алюминиевых проводов, .

Для распределительных устройств, напряжением 27,5 кВ и выше применяют гибкие шины из провода АС. Гибкие шины и кабели не проверяют по экономической целесообразности.

Произведем расчеты для шин 220 кВ по формулам (2.25), (2.27):

Согласно ГОСТ 839–80 по [3] и [4] принимаем шинопровод AC-95/16. Допустимый ток такого неизолированного провода вне помещений составляет: =330А, следовательно, условие выполняется:

Рассчитаем минимальное, по условию допустимой температуры нагрева в режиме КЗ, сечение шины для ОРУ-220 кВ по формуле:

мм.

Характеристики

Список файлов ВКР