ВКР (1232629), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Таблица 3.3 – Паспортные данные трансформатора
Тип трансформатора | ТСЗ-250-6/0,4 |
Номинальная мощность Sном, кВА | 250 |
Номинальное напряжение обмотки ВН, кВ | 6,6 |
Номинальное напряжение обмотки НН, кВ | 0,4 |
Напряжение короткого замыкания, % | 3,5 |
Мощность короткого замыкания Pк , кВт | 2,87 |
Мощность холостого хода Pх , кВт | 0,9 |
Схема собственных нужд предусматривает присоединение трансформаторов собственных нужд к шинам 6 кВ через линейные ячейки КРУ-6 кВ. Низковольтные обмотки трансформаторов подключены к щиту переменного тока.
4 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение коротких замыканий. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ.
Согласно правил устройств электроустановок [6] и [7], выбор и проверка электрических аппаратов и токоведущих элементов по электродинамической и термической устойчивости производится по току трехфазного короткого замыкания , поэтому в работе необходимо произвести расчет токов короткого замыкания для всех РУ и однофазного замыкания на землю для РУ питающего напряжения. Для чего на основании схемы внешнего электроснабжения, представленной на рисунке 3.1, исходных данных и принятой схемы главных электрических соединений подстанции составляем схему замещения реконструируемой подстанции, изображенной на рисунке 4.1.
Токи короткого замыкания рассчитываются в точках К1,К2 ,К3.
Рисунок 4.1 – Схема замещения для расчета токов короткого замыкания
4.1 Расчёт параметров схемы замещения
Расчет ведем в именованных единицах (Ом). Расчёт токов короткого замыкания производится исходя из значения мощности КЗ в максимальном и минимальном режимах на шинах 110 кВ ХТЭЦ-1, представленных в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Расчетные значения режима КЗ
Параметр | Минимальный режим | Максимальный режим |
Напряжение сети U, кВ | 120,7 | 120,4 |
Ток короткого трехфазного замыкания | 13,1 | 16,1 |
Мощность короткого замыкания | 2713,1 | 3358,9 |
Методика расчёта взята из [4,5].
Сопротивление системы, Ом:
, (4.1)
где − номинальное напряжение кВ;
− мощность 3-х фазного КЗ на шинах питающего напряжения, МВА., полученная из таблицы 4.1.
Ом,
Ом.
Сопротивление линии электропередачи, Ом:
, (4.2)
где − удельное индуктивное сопротивление линии,
Ом/км;
− длина линии, км.
Ом.
Сопротивления обмоток трёхобмоточного трансформатора, Ом:
; (4.3)
; (4.4)
. (4.5)
где − напряжение короткого замыкания соответствующей обмотки, %;
− основное напряжение ступени трансформации, кВ;
− номинальная мощность трансформатора, МВА.
Определим сопротивления обмоток силового трансформатора:
4.2 Расчёт сопротивлений до точек короткого замыкания
Так как максимальный режим является наиболее сложным режимом аварии, поэтому все расчеты произведем для этого режима.
4.2.1 Расчет сопротивлений до точки К1
Точка К1 соответствует К.З. на шинах 110 кВ согласно рисунку 4.1. Находим сопротивление до точки К1, Ом:
, (4.6)
где – сопротивление системы в максимальном режиме, Ом;
– сопротивление линии, Ом.
Ом.
4.2.2 Расчет сопротивлений до точки К2
Точка К2 соответствует К.З. на шинах 35 кВ согласно рисунку 4.1. Согласно [1] на подстанции устанавливается два трансформатора, однако параллельный режим работы трансформаторов является кратковременным, то в расчетах параллельная работа не принимается для расчетов. Находим сопротивление до точки К2, Ом:
, (4.7)
где ХК1пр
– сопротивление системы приведенное к напряжению ступени, Ом; ХВНпр
– сопротивление высокой обмотки приведённое к напряжению ступени, Ом; ХСН – сопротивление средний обмотки, Ом.
Производим расчёт сопротивления до точки К2, Ом:
Ом.
4.2.3 Расчёт сопротивлений до точки К3
Точка К3 соответствует К.З. на шинах 6 кВ (рисунок 4.1). Сопротивление найдем следующим образом, Ом:
, (4.8)
где ХК1пр
– сопротивление системы приведенное к напряжению ступени, Ом; ХВНпр
– сопротивление высокой обмотки приведённое к напряжению ступени, Ом; ХНН – сопротивление низкой обмотки, Ом.
Производим расчёт сопротивления до точки К3, Ом:
Ом.
4.3 Расчёт токов короткого замыкания
По методике взятой из [7], начальные сверхпроводной ток в точке КЗ, ударный ток, ток двухфазного и однофазного КЗ определяются по формулам:
Для трехфазного:
кА, (4.9)
где − общее сопротивление до точки КЗ, Ом;
− базовое напряжение, кВ.
Для ударного:
кА, (4.10)
где − ударный коэффициент,
=1,8;
− начальный сверхпроводной ток в точке КЗ, кА.
Для однофазного:
кА, (4.11)
Произведем расчёт токов ,
и
для точки К1
кА,
кА,
кА.
Для остальных точек расчёт ведётся аналогично, результаты представлены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 – Значения токов короткого замыкания
Uст, кВ |
|
|
| | |
К1 | 115 | 5,14 | 12,93 | 32,81 | 7,11 |
К2 | 38,5 | 4,56 | 4,88 | 12,42 | |
К3 | 6,6 | 0,208 | 18,31 | 46,63 |
5 РАСЧЕТ РАБОЧИХ ТОКОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ТЕПЛОВОГО ИМПУЛЬСА
5.1 Расчёт максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции
Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции производится, согласно [7], на основании номинальных параметров оборудования по формулам:
- для питающих вводов подстанции:
А, (5.1)
где Ктр – коэффициент учитывающий трансформацию энергии через шины подстанции, Ктр = 1,5÷2; n – число трансформаторов; Sтн – номинальная мощность трансформатора; Uн – номинальное напряжение.
- для вводов силовых трансформаторов:
А, (5.2)
где Кп – коэффициент учитывающий перегрузки трансформаторов, Кп = 1,1÷1,5.
- для сборных шин переменного тока:
Iрmax = А, (5.3)
где Крн – коэффициент распределения нагрузки по сборным шинам, Крн = 0,5 ÷0,7.
- для фидеров районной нагрузки:
Iрmax = А, (5.4)
Согласно рисунку 5.1 на котором изображены рабочие токи подстанции «Судоверфь» произведем расчет максимальных рабочих токов, результаты которых сведены в таблицу 5.1
Рисунок 5.1 – Рабочие токи основных присоединений
подстанции
Таблица 5.1 – Максимальные рабочие токи присоединений подстанции
Наименование тока | Расчётная формула | IР MAX, А |
Питающий ввод 110 кВ |
|
|
Ввод трансформатора 110 кВ |
|
|
Сборные шины РУ-110 кВ | I3 = 603,17 - 281,48 | I3 = 321,69 |
Ввод трансформатора 35 кВ |
|
|
Линия 35 кВ |
|
|
Сборные шины РУ-35 кВ | I6 =839,78-414,38 | I6 =425,40 |
Ввод трансформатора 6 кВ |
|
|
Сборные шины РУ-6 кВ |
|
|
Ввод ТСН |
|
|
Максимальный рабочий ток фидеров 6 кВ находится аналогично согласно формуле (5.4), результаты представлены в таблице 5.2.
Таблица 5.2 – Максимальные рабочие токи фидеров 6 кВ
Районные потребители: | IР MAX, А |
1 | 2 |
Ф - 3 | 145,425 |
Ф - 5 | 201,461 |
Ф - 7 | 146,962 |
Ф - 11 | 145,188 |
Ф - 12 | 206,417 |
Ф - 29 | 6,246 |
Окончание таблицы 5.2
1 | 2 |
Ф - 30 | 92,586 |
Ф - 15 | 105,976 |
Ф - 16 | 81,983 |
Ф - 18 | 24,904 |
Ф - 19 | 132,102 |
Ф - 24 | 114,969 |
Ф - 25 | 81,878 |
Ф - 32 | 85,149 |
Ф - 33 | 42,796 |
Ф - 53 | 13,942 |
Ф - 54 | 17,635 |
Ф - 50 | 31,175 |
Ф - 51 | 220,443 |
Ф – 28А | 87,846 |
Ф - 56 | 231,454 |
Ф - 34 | 83,652 |
5.2 Определение величины теплового импульса
Для проверки электрических аппаратов и токоведущих элементов по термической устойчивости в режиме короткого замыкания необходимо определить величину теплового импульса для всех РУ, кА2 с: