ПЗ_ВКР_Стаценко Д._4 (1215717), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

раздел 1 настоящей ПЗ).Схема главных электрических соединений тяговой подстанции «Чита»представлена на рисунке 4.1.В соответствии с методикой расчета токов короткого замыкания в сетях 110–750 кВ [15] необходимо при приведении параметров элементов различныхступеней напряжений (в именованных или относительных единицах) к однойступени напряжения.

Схемы замещения отдельных последовательностей дляупрощенныхрасчетовполучаютсяприучетесреднихкоэффициентовтрансформации. В уточненных расчетах учитываются точные коэффициентытрансформации.Всистемах,содержащихтрансформаторыиавтотрансформаторы с широким диапазоном встроенного регулированиянапряжения под нагрузкой, как правило, необходим учет точных коэффициентовтрансформации.Такженеобходимучетизмененийсопротивленийтрансформаторов и автотрансформаторов в зависимости от положенияпереключателя ответвлений для регулирования. При выполнении уточненногорасчетавсложныхтрансформаторныекольцевыхцепи,можетсетях,оказатьсясодержащихпараллельныенеобходимымучитыватьне исключаемые трансформаторные связи.В соответствии с рисунком 4.1 целесообразно предусмотреть заменумасляных выключателей ОРУ 220 кВ, КРУН ЕДЦ 10 кВ и КРУН СЦБ Запада иВостока 6 кВ.Расчет токов корытного замыкания будем производить в именованныхединицах.36ОПН-25ОПН-25РезервК выводу трра Т-2К выводутр-ра Т-137Рисунок 4.1 – Схема главных электрических соединений тяговой подстанции «Чита»Резервдо оп.31ПКТ-10ПКТ-10В соответствии со схемой главных электрических соединений для расчетногопериода времени (см.

рисунок 4.1) составим схему замещения для определениятоков короткого замыкания (КЗ) в точках К1, К2, К3 и К4 (рисунке 3.2).Uст1  220кВU стЕДЦУ  10 кВX Т1X Т630X Т2U ст2  27,5кВU стСЦБВ  10 кВU стСЦБЗ  6 кВXТ160X Т63X ТСН1XТСН2U ст3  0, 4кВРисунок 4.2 – Схема замещения при определении токов КЗСогласно таблицам токов коротких замыканий, на шинах подстанций 110220 кВ Забайкальской дирекции – инфраструктуры филиала ОАО «РЖД»Центральной дирекции инфраструктуры по режимам работы энергосистемы на01.01.2017 г [13], 3-ф и 1-ф токи короткого замыкания для шин ОРУ 220 кВподстанции «Чита» представлены в таблице 4.1, токи приведены к среднемуноминальному напряжению своих ступеней.Для выбора высоковольтных выключателей подстанции, согласно методикирасчета токов КЗ в сетях 35–750 [15,14], выполним соответствующие расчеты.38Таблица 4.1 – Токи короткого замыкания подстанции «Чита»РежимТрехфазное КЗМесто КЗПС 220 кВ Чита-1 Шины 220 кВОднофазное КЗmахminmaxmin8000463087505450Для определения 3-ф токов КЗ в точках К2, К3 и К4 необходимо найтирезультирующее сопротивление в каждой точке по методике, изложенной вруководящих документах и технической литературе [13–18].Входное сопротивление тяговой подстанции определим по формуле3  I3кз .X К1  U ВН(4.1)где U ВН – номинальное напряжения соответственно ОРУ 220 кВ.Сопротивление до точек КЗ К2, К3 и К4 для режима максимальной нагрузкисистемы определим по формулам22X К2   К1  X Т1 2    U ст2 U ст1   X ТСН1   U ст3 U ст2   X Т160  U ст3 U стСЦБ В2,22X К3   К1  X Т1 2    U ст2 U ст1   X ТСН2   U ст3 U ст2   X Т63  U ст3 U стСЦБ З22(4.3),2X К4   К1  XТ1 2    Uст2 Uст1   XТСН1   Uст3 Uст2   XТ160  Uст3 UстЕДЦУ(4.2)2,39(4.4)где U ст – номинальное напряжение ступени, кВ; X – реактивное сопротивлениесиловых трансформаторов, Ом.РеактивноесопротивлениеХсиловыхтрансформаторовТ1иТ2представлено в таблице 4.1, Х трансформаторов Т160, Т63 и Т630 определим поформулам [17]:2XТ  u k  UномS,(4.5)где u k – напряжение короткого замыкания между обмоткой ВН и ННтрансформатора, %/100, для Т160, Т63 и Т630 u kсоставляет 0,065;Uном – номинальное напряжение ВН, кВ; S – номинальная мощностьтрансформатора, кВА, Т160, Т63 и Т630 соответственно 160, 63 и 630 кВА.Ток 3-ф, 2-ф, 1-ф и ударный КЗ в точках К1, К2, К3 и К4 определим поформулам [17]:I3кз  U ст3  XК .(4.6)2Iкз3 2  I3кз ,(4.7)I1кз 3 3  I3кз(4.8)i уд  2  k уд  I3кз ,(4.9)где k уд – ударный коэффициент для напряжения 220 кВ равен 1,6;10 и 6 кВ – соответственно 1,85 и 1,9 [15].40Выполним расчет сопротивлений до точек короткого замыкания.223  I3кз  X Т1 2   U ст2 U ст1   u k  U 227,5 S   U ст3 U ст2  X К2  U ВН2 u k  U10S  U стСЦБ В U ст3   230223  8000  126,88  1,29  2   27,5 230  220,065  27,52 1   0, 4 27, 5   0,065 10,52 0,16   0, 4 10, 5   1, 23 Ом,X К3  U ВН223  I3кз  X Т1 2   U ст2 U ст1   u k  U 227,5 S   U ст3 U ст2   u k  U 62 S  U стСЦБ З U ст3   230223  8000  126,88  1,29  2   27,5 230  220,065  27,52 1   0, 4 27,5   0,065  10,52 0,063   0, 4 6,3  3,75 Ом,X К3  U ВН2223  I3кз  X Т1 2   U ст2 U ст1   u k  U 27,5S   U ст3 U ст2   u k  U 62 S  U стЕДЦУ U ст3   230223  8000  126,88  1, 29  2   27,5 230  220,065  27,52 1   0, 4 27,5   0,065 10,52 0,63   0, 4 10,5   1,33 Ом.РезультатырасчетовтоковКЗповышеизложеннойметодике(см.

формулы 4.6–4.9) сведем в таблицу 4.2.Таблица 4.2 – Результаты расчетов токов короткого замыканияТочки КЗI 3к з , АI к2 з , АI1кзi удК18000,006928,204618,8012800,00К24933,244272,312848,217893,18К31616,671400,07933,382990,83К42737,032370,341580,235200,37414.2 Расчет максимальных рабочих токовРасчетмаксимальныхрабочихтоковдлявыборавысоковольтныхвыключателей для ОРУ 220 кВ, КРУН, СЦБ и ЕДЦУ произведем по схемерисунка 4.3.Определим максимальный рабочий ток на вводе каждого силовоготрансформатора I1, I2, I3, I4.Методика определения максимальных рабочих токов представлена влитературе [16–17].I1I1Т2Т1I2I4I3ТСН 2ТСН1Т630Т160Т63Рисунок 4.3 – Схема для расчета максимальных рабочих токовМаксимальныйрасчетныйтокI1,I2,I3,I4,определимпоформулам (4.10–4.13).K ав  Sн.Т1,3  U ВН(4.10)I2 K ав  Sн.Т160,3  U стСЦБВ(4.11)I3 K ав  Sн.Т630,3  UстЕДЦУ(4.12)I1 42I4 K ав  Sн.Т63,3  U стСЦБЗ(4.13)где K ав – коэффициент аварийной перегрузки трансформатора, учитывающийвозможную перегрузку до 40 %, K ав  1,4 ; Sн – номинальная мощность силовоготрансформатора согласно схеме рисунка 4.3.Для примера выполним расчет максимального рабочего тока I1 остальныерезультаты расчета по вышепредставленной методике сведем в таблицу 4.3.I1 1,4  40000 140,57 А .3  230Таблица 4.3 – Результаты расчетов максимальных рабочих токовн/пНаименованиеМаксимальный расчетный ток, Апо электрической схеме1I1146,962I212,323I348,504I48,08Далее произведен анализ современных технических решений в областивысоковольтных выключатели, выполним выбор выключателей для заменыморально устаревших масляных высоковольтных выключателей.435 ЗАМЕНА МАСЛЯНЫХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ5.1 Анализсовременныхтехническихрешенийивыборвысоковольтных выключателейВ соответствии с действующими нормами технологического проектирования[4] для распределительных устройств класса напряжения до 35 кВ,рекомендуется применять вакуумные ВВ; классов напряжения 220 и выше –элегазовые ВВ.По результатам анализа современных технических решений [23–28] длязамены масляных выключателей типа У-220м/1000/25 выбираем элегазовыйколонковый выключатель типа ВГТ 220 отечественного производства «Заводаэлектротехнического оборудования «ЗЗТО».Для замены высоковольтных маломасляных выключателей типов ВМП10/630 и ВКЭ-МВ-10 соответственно КРУН СЦБ и ЕДЦУ используем BB/TEL10-12,5/630, фирмы производителя ЗАО «ГК «Таврида электрик».Основные технические параметры выключателей сведены в таблицы 5.1–5.2.Таблица 5.1 – Основные технические параметры элегазовых выключателейBГT-220III40/XНаименование параметраНормаНоминальное напряжение, кВ220Наибольшее рабочее напряжение, кВ252Номинальный ток, А4000Номинальный ток отключения, кА40Длина пути утечки внешней изоляции, см не менее630Собственное время отключения, мс, не более25±2,5Полное время отключения, мс, не более60Собственное время включения, мс, не более100Разновременность работы полюсов, с, не более:при включении0,00544Окончание таблицы 5.1Наименование параметраНормапри отключении0,0033Нормированный ток отключения ненагруженной воздушной линии, А125Верхний предел избыточного давления (давление заполнения, приведенное кплюс 20 °С) элегаза, МПа (кгс/см2)Нижний предел избыточного давления элегаза (давление блокировки0,40(4,0)0,34(3,4)выключателя, приведенное к плюс 20 °С), МПа (кгс/см2)Ресурс по коммутационной стойкости до среднего ремонта, при номинальномтоке отключения, количество операций 0 (В), не менееРесурс выключателя по механической стойкости15(8)10000Срок службы до среднего ремонта, лет25Срок службы до списания, лет40Масса выключателя, кг4080Габариты (без сборной опорной конструкции), мм, не более длина, ширина,высота6500x760x7562Таблица 5.2 – Основные технические параметры вакуумных выключателейBB/TEL-10-12,5/630 У2Наименование параметраBB/TEL-10-12,5/630 У2Номинальное напряжение, кВ10Номинальный ток, А630Номинальный ток отключения, кА12,5Ток электродинамической стойкости, (амплитуда), кА32Испытательное кратковременное напряжение (одноминутное)42промышленной частоты, кВРесурс по коммутационной стойкости: а) при номинальном токе, циклов50000"ВО"б) при номинальном токе отключения, операций «0»100в) при номинальном токе отключения, циклов «ВО»100Собственное время отключения, мс, не более15Полное время отключения, мс, не более25Примергабаритныхустановочныхразмеров BГT-220III40/X представлены на рисунке 5.1.45иприсоединенныхРисунок 5.1 – Габаритные установочные и присоединенныеразмеры BГT-220III40/XПроизведемпроверкувысоковольтныхвыключателейтиповBГT-220III40/X и BB/TEL-10-12,5/630 У2.5.2 Проверка высоковольтных выключателейВыбор и проверку высоковольтного выключателя выполним по методике,изложенной в литературе [16].Проверка условия по напряжению и току:U н  U раб ,(5.1)Iн  I p.max ,(5.2)46где Uн иIн – ближайшие большие напряжения, и ток выбираемоговысоковольтного выключателя; U раб и I p.max – рабочее напряжение имаксимальный рабочий ток цепи, в которой должен быть установленвыключатель.Проверка выключателя на электродинамическую стойкость:I пр.с  I к ,(5.3)I пр.с  i у ,(5.4)где Iпр.с – эффективное значение периодической составляющей предельногосквозного тока короткого замыкания по паспорту, кА; Iк – установившеесязначение тока трехфазного короткого замыкания в цепи, где установленвыключатель, кА; Iпр.с – амплитудное значение предельного сквозного тока попаспорту, кА.Проверка выключателя на термическую стойкость по тепловому импульсутока короткого замыкания2IТ t T  Bк ,(5.5)2где IТ– среднеквадратичное значение тока за время его протекания (токтермической стойкости) по паспорту, кА; t T – длительность протекания токатермической стойкости по паспорту, с; Bк – тепловой импульс тока короткогозамыкания, кА2с.Если выключатели отвечают требованиям электродинамической стойкости,то они отвечают также требованиям термической стойкости, поэтому для них необязательна проверка на термическую стойкость [16].47Проверка по отключающей способности:Iн.откл  Iк , Sн.откл  Sк ,(5.6)где Iн.откл – номинальный предельно отключаемый ток выключателя попаспорту при его номинальном напряжении, кА; I к – ток трехфазного короткогозамыкания, кА; Sн.откл – номинальная предельно отключаемая мощностьвыключателя по паспорту, МВА; Sк – мощность трехфазного короткогозамыкания по расчету, МВА.Номинальная отключаемая мощность и мощность 3-ф корытного замыканиярассчитывались по формулам:Sн.откл  3  I н.откл  U ВН , Sк  3  I3кз  U ВН ,(5.7)Результаты проверки выключателей сведены в таблицу 5.3.Таблица 5.3 – Результаты проверки выбранных выключателейНаименование проверкипон/п12НаименованиеBГT220III40/XBB/TEL-1012,5/630Такимнапряжениюнапо токуэлектродинамическуюстойкостьпо отключающейспособностиU н  U раб ,Iн  Ip.max ,Iпр.с  Iк ,Iпр.с  i у ,Iн.откл  IкSн.откл  Sк ,кВкАкАкА, кАГВА220  2204000  0,14040  840  12,840  815,93  3,1810,5  10,50, 63  0, 0512,5  4,232  7,912,5  4,20, 22  0, 08образом,выбранныевыключателипредставленным в формулах 5.1–5.8.48удовлетворяютусловиям,ЗАКЛЮЧЕНИЕПо результатам проделанной работы разработаны мероприятий по заменемасляных высоковольтных выключателей в распределительных устройствах220, 10 и 6 кВ и анализ работы силовых трансформаторов, их нагрузочнойспособности, для определения графиков параллельной работы, которыеобеспечивают снижение потерь мощности.В соответствии с нормами технологического проектирования подстанцийпеременного тока, а также схем электрических соединений и техническогопаспорта рассматриваемой подстанции установлена необходимость заменыморальноустаревшихвысоковольтныхвыключателейтипаУ-220м/1000/25 и маломасляных высоковольтных выключателей в КРУН СЦБ иЕДЦУ соответственно типов ВМП-10/630 и ВКЭ-М-10.По результатам анализа нагрузочной способности силовых трансформаторовтяговой подстанции построены графики зависимости нагрузки силовыхтрансформаторов от времени эксплуатации.Рассмотрен период в текущем году с 01.01.2017 по 15.02.2017 (46 дней).Средняя нагрузка для одного трансформатора составляла на 01.01.17 – 25,46МВА; на 30.01.17 – 18,75 МВА, что существенно меньше номинальной нагрузкитрансформатора мощность 40 МВА.Установлено, что тяговая подстанция за рассматриваемый период работаетпри нагрузках 0,23–0,32 от номинальной; при находящемся в работе одномсиловом трансформаторе: 0,46–0,64 соответственно, как с максимальнойнагрузкой за сутки, так и с минимальной нагрузкой за сутки.По данным предоставленным Читинской дистанцией электроснабжения натяговой подстанции «Чита» контролируются почасовые расходы активнойэлектрической энергии на фидер ВЛ 202 220 кВ, фидер ВЛ 204 220 кВ ввод Т127,5 кВ, ввод Т2 27,5 кВ, фидер ВЛ 124 35 кВ, фидер ВЛ 125 35 кВ и фидера ДПРВосток и Запад.49Проведенный анализ показал, что нагрузка и износ изоляции обмотоксиловыхтрансформаторовподстанцийпеременноготокапроисходинеравномерно.

Характеристики

Список файлов ВКР