ВКР Безруков С.Ю. (1226976), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Коммутационные аппараты и токоведущие проводники на подстанции в процессе выбора проверяют на термическую устойчивость в режиме КЗ. Для выполнения этого определим величину теплового импульса для каждой точки КЗ по формуле:
| | (5.23) |
| где В* = 1 – относительное значение теплового импульса; Та – постоянная времени цепи короткого замыкания, с; tк = tз + tв – время протекания тока короткого замыкания, с; tз – время срабатывания основной защиты; tв – полное время отключения выключателя, с. | |
,Тогда получим для точки К1 на шинах 220 кВ:
Результаты вычислений значений тепловых импульсов для остальных точек короткого замыкания выполним идентично, а результаты проведенных расчётов сведем в таблицу 5.3.
Таблица 5.3 - Результаты расчёта значения теплового импульса
| Точка КЗ |
| tз ,с | tк ,с | Вк , кА2 . с |
| К1 | 7,75 | 0,15 | 0,205 | 15,31 |
| К2 | 9,05 | 0,15 | 0,24 | 66,71 |
| К3 | 12,5 | 0,15 | 0,26 | 118,6 |
, кА5.5 Расчёт максимальных рабочих токов подстанции
Токоведущие части и электрическое оборудование подстанций выбирают по условию их длительной работы при номинальной и повышенной нагрузке, не превышающей максимальной рабочей. Для этих целей необходимо рассчитать максимальные рабочие токи Iр.max сборных шин и всех присоединений к ним. Эти значения тока необходимы для определения допустимых токов токоведущих частей и номинальных токов электрического оборудования подстанции.
При расчете наибольших (максимальных) рабочих токов сборных шин и присоединений учитывается запас на перспективу развития подстанции, принимаемый равным 30 % расчетной мощности, возможные аварийные перегрузки до 40 %, увеличение значении токов параллельно включенных трансформаторов и линий в случае отключения одного из трансформаторов или одной линии.
Определение максимальных значений рабочих токов присоединений подстанции производится по представленной схеме на рисунке 5.5.
Рисунок 5.5. Схема рабочих максимальных токов
Определение максимальных рабочих токов всех присоединений подстанции выполняется исходя из знания номинальных параметров установленного электрооборудования [10,14].
Электрооборудование выбирают по условиям длительного режима работы, полагая при этом знание максимального тока и напряжения данного присоединения, для дальнейшего их сравнения с номинальными токами и напряжениями самого электроаппарата.
Определим рабочий ток для питающих вводов подстанции 220 кВ:
|
| (5.24) |
| где | |
= 1,4 – коэффициент перегрузки трансформатора; n – число параллельно подключенных к сборным шинам линий; 
– номинальная мощность трансформатора, МВА; Uст – напряжение ступени, кВ.Определим максимальное значение рабочего тока сборных шин 220 кВ:
|
| (5.25) | |
| где |
| |
= 0,5- 0,7 – коэффициент распределения нагрузки по [20].Определим рабочий ток для ввода силового трансформатора на стороне 220 кВ:
|
| (5.26) | |
| где |
| |
- число параллельно включенных трансформаторов.Ток силового трансформатора для ввода трансформатора на стороне 35 кВ:
| | (5.28) |
Определим максимальное значение рабочего тока сборных шин 35 кВ:
|
| (5.29) |
Максимальное значение рабочего тока линии 35 кВ:
| | (5.30) | |
| где |
| |
– номинальная мощность отходящей линии, МВА.Рабочий ток для ввода силового трансформатора на стороне 10 кВ:
| | (5.27) |
Определим максимальное значение рабочего тока сборных шин 10 кВ:
|
| (5.31) |
Определим максимальное значение рабочего тока фидеров нагрузки 10 кВ:
|
| (5.32) |
где 
– номинальная мощность питающихся фидеров нагрузки, МВА.
Максимальное значение рабочего тока секционного выключателя 10 кВ:
|
| (5.33) |
где 
– мощность нагрузки сборных шин 10 кВ, МВА.
Результаты расчёта максимальных рабочих токов всех присоединений понизительной подстанции представлены в таблице А.6 приложения А.
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПОДСТАНЦИИ
Электрическое оборудование РУ напряжениями 220 кВ, 35 кВ и 10 кВ выбирают и проверяют по номинальным параметрам из условий работы как при номинальных режимах, так и при КЗ режимах. Выбор при сопоставлении расчётных параметров и данных заводов изготовителей параметров и технических характеристик электрических аппаратов и проводников [4].
6.1 Выбор и проверка выключателей
Для понизительной подстанции 220/35/10 кВ предполагается применить коммутационное оборудование в виде выключателей.
Выбор выключателей [7] производится по следующим параметрам:
- по напряжению установки, кВ:
(6.1)
где Uуст – напряжение установки, кВ; Uном – номинальное напряжение выключателя, кВ.
- по длительному току, A:
(6.2)
где Iр.max – максимальный рабочий ток присоединения, А; Iном – номинальный ток выключателя, А.
- по отключающей способности:
(6.3)
где 
– действующее значение периодической составляющей трёхфазного тока короткого замыкания в цепи в момент времени начала расхождения дугогасительных контактов выключателя, кА; Iоткл.ном – номинальный ток отключения выключателя, кА.
Выполняется проверка на возможность отключения апериодической составляющей трёхфазного тока короткого замыкания, кА:
(6.4)
где 
– расчётное значение апериодической составляющей трёхфазного тока короткого замыкания, кА; ia.ном – номинальное значение апериодической составляющей в отключаемом токе, кА.
Значение апериодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания определяется по формуле из [6]:
(6.5)
где Та – постоянная времени цепи короткого замыкания, сек; 
– наименьшее время от начала короткого замыкания до момента расхождения дугогасительных контактов, сек.
Определение наименьшего времени от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов производится по выражению из [6]:
, (6.6)
где tз.min – минимальное время действия защиты, с; tсв – собственное время отключения выключателя из паспортных данных выключателя,cек.
Номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе находится по формуле, кА:
(6.7)
где 
– значение относительного содержания апериодической составляющей в отключаемом токе (определяется по справочным данным), %.
Выключатель проверяется на электродинамическую стойкость по предельному сквозному току короткого замыкания:
(6.8)
(6.9)
где Iпо – начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания в цепи выключателя, кА; Iпр.скв– действующее значение предельного сквозного тока короткого замыкания, кА; iпр.скв– амплитудное значение предельного сквозного тока короткого замыкания, кА.
Выполняется проверка выключателя на термическую стойкость по тепловому импульсу по условию:
(6.10)
где 
- рассчитанное значение теплового импульса, кА2с; Iт – предельный ток термической стойкости, кА; tт – длительность протекания тока термической стойкости, сек.
Тепловой импульс определяется по формуле:
, (6.11)
где tоткл – время отключения выключателем тока короткого замыкания, сек.
Полное время отключения выключателя определяется по выражению, c:
(6.12)
где tрз – время действия основной релейной защиты цепи выключателя, сек; tср – собственное время срабатывания защиты, tср = 0,15 сек.
Выбор выключателей производится по справочным данным. Данные по выбору выключателей сведены в таблицы 6.1-6.3.
Для ОРУ-220 кВ принимаем выключатель серии ВГТЗ-220II*-40/2500 У1 с элегазовой изоляцией. Согласно [6], его параметры, необходимые для расчёта:
Uном = 220 кВ; Iном = 2500 A; Iоткл.ном = 40 кА.
Значение апериодической составляющей тока короткого замыкания:
Предельно допускаемое значение апериодической составляющей тока короткого замыкания:
Рассчитаем тепловой импульс по формуле (6.11):
кА2. с.
Таблица 6.1 – Выбор и проверка выключателей 220 кВ
| Расчетные данные | Паспортные данные | Условия проверки |
| Uуст =220 кВ | Uном = 220 кВ | Uуст Uном |
| Imax = 45,92 А | Iном = 2500 А | Imax Iном |
| Iп = 7,75 кА | Iном.отк = 40 кА | Iп Iном.отк |
| iа = 3,301 кА | iа.ном = 19,79 кА | iа iа.ном |
| Iпо = 7,75 кА | Iдин = 40 кА | Iпо Iдин |
| iу = 19,93 кА | iдин = 120 кА | iу iдин |
| Вк = 39,04 кА2. с | I2тер tтер = 4800 кА2. с | Вк I2тер tтер |
Для ОРУ-35 кВ принимаем выключатель серии ВГТЗ-35II*-50/3150ХЛ1 с элегазовой изоляцией. Согласно [6], его параметры, необходимые для расчёта:
Uном = 35 кВ; Iном = 3150 A; Iоткл.ном = 50 кА.
Таблица 6.2 – Выбор и проверка выключателей 35 кВ
| Расчетные данные | Паспортные данные | Условия проверки |
| Uуст = 35 кВ | Uном = 35 кВ | Uуст Uном |
| Imax = 368,0 А | Iном = 3150 А | Imax Iном |
| Iп = 9,05 кА | Iном.отк = 50 кА | Iп Iном.отк |
| iу = 22,83 кА | iдин = 127,5 кА | iу iдин |
| Вк = 66,71 кА2. с | I2тер . tтер = 3х2500 кА2. с | Вк I2тер . tтер |
Для ЗРУ-10 кВ принимаем выключатель серии ВВТЭ-М-10-31,5/1600 УХЛ2 с вакуумной изоляцией. Согласно [6], его параметры, необходимые для расчёта:
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
