пояснительная записка (1232688), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Результаты расчетов сводим в таблицу 2.1
Таблица 2.1 – Расчет токов короткого замыкания
Uст ,кВ | Хрез*·б | I(3) ,кА | Iк(2) ,кА | Iк(1) ,кА | iу ,кА | S"кз,МВА | |
К1 | 115 | 0,246 | 2,04 | 1,76 | 1,12 | 5,19 | 406,3 |
К2 | 38,5 | 0,574 | 2,61 | 2,26 | 1,44 | 6,64 | 174,0 |
К3 | 11 | 0,792 | 6,62 | 5,73 | 3,64 | 16,85 | 126,2 |
2.5 Расчет токов короткого замыкания на шинах ЩСН
При расчете токов короткого замыкания в электроустановках, получающих питание непосредственно от сети энергосистемы, допускается считать, что понижающие трансформаторы подключены к источнику неизменного по амплитуде напряжения через эквивалентное индуктивное сопротивление.
Значение этого сопротивления, приведенное к ступени низшего напряжения сети, рассчитаем по формуле, МОм:
где Uср.НН – среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора, В; Uср.ВН – среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка низшего напряжения трансформатора, В; Iк.ВН = In0ВН – действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном коротком замыкании у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА.
При электроснабжении электроустановки от энергосистемы через понижающий трансформатор начальной действующее значение периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания без учета подпитки от электродвигателей рассчитаем по формуле, кА:
где Uср.НН – среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора, В; R׀Ʃ, X׀Ʃ – суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи короткого замыкания, МОм.
Эти сопротивления найдем по формулам, МОм:
где Rm, Xm – активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающего трансформатора, мОм; Rк – суммарное активное сопротивление различных контактов и контактных соединений, примем равное 0,021 мОм; R1кб, X1кб – активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности кабеля, мОм.
Активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающего трансформатора, приведенные к ступени низшего напряжения сети, рассчитаем по формулам, мОм:
где Рк.ном – потери кз в трансформаторе, кВт; UННном –номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ; Sm.ном – номинальная мощность трансформатора, кВ·А; uк – напряжение кз трансформатора, %.
Для кабеля марки ВВГнг 3х70+1х25 длиной 142 метра, МОм:
Суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления, МОм:
Полное сопротивление цепи короткого замыкания найдем по
формуле, МОм:
Таким образом, начальное действующее значение периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания на шинах ЩСН, кА:
3 ВЫБОР И ПРОВЕРКА ОБОРУДОВАНИЯ ПОДСТАНЦИИ
При выборе аппаратов и проводников для первичных цепей электроустановок должны учитываться:
– прочность изоляции, необходимая для надежной работы в длительном режиме и при кратковременных перенапряжениях;
– допустимый нагрев токами в длительных режимах;
– стойкость в режиме короткого замыкания;
– технико-экономическая целесообразность;
– соответствие окружающей среде и роду установки;
– достаточная механическая прочность.
3.1 Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции
Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции производим на основании номинальных параметров оборудования, используя расчетную схему подстанции.
– для питающих вводов подстанции:
где Кт– коэффициент аварийной перегрузки трансформатора, учитывающий его возможную перегрузку до 40 %, равный 1,4; n – число трансформаторов, подключенных к сборным шинам; Sтр – номинальная мощность трансформатора; Uн – номинальное напряжение ступени, кВ.
– для вводов силовых трансформаторов:
где Кп=1,4 – коэффициент, учитывающий перегрузки трансформатора, фидера; Sтр – номинальная мощность трансформатора; Uн – номинальное напряжение ступени, кВ.
– для сборных шин переменного тока:
где Кп=1,4– коэффициент, учитывающий перегрузки трансформатора, фидера; Крн=0,7 – коэффициент распределения нагрузки по сборным шинам; Sтр – номинальная мощность трансформатора; Uн – номинальное напряжение ступени, кВ.
– для фидеров районной нагрузки:
где Кп=1,4 – коэффициент, учитывающий перегрузки трансформатора, фидера; Sнф – номинальная мощность фидера; Uн – номинальное напряжение ступени, кВ.
По формуле (3.1) рассчитаем максимальный рабочий ток питающих вводов 110 кВ, А:
По формуле (3.2) рассчитаем максимальный рабочий ток ввода трансформатора 110 кВ, А:
По формуле (3.2) рассчитаем максимальный рабочий ток вывода трансформатора 110 кВ к ОРУ-35 кВ, А:
По формуле (3.2) рассчитаем максимальный рабочий ток вывода трансформатора 110 кВ к ЗРУ-10 кВ, А:
По формуле (3.3) рассчитаем максимальный рабочий ток сборных шин
110 кВ, А:
По формуле (3.3) рассчитаем максимальный рабочий ток сборных шин
35 кВ, А:
По формуле (3.3) рассчитаем рабочий ток сборных шин 10 кВ:
По формуле (3.4) рассчитаем максимальный рабочий ток фидеров рабочего напряжения 35 кВ и результат сведем в таблице 3.1
Таблица 3.1 – Максимальный рабочий ток фидеров 35 кВ
Фидер | W1H | W2H | W3H | W4H | W5H |
Ip.max, А | 20,99 | 75,58 | 104,97 | 119,67 | 167,96 |
По формуле (3.2) рассчитаем максимальный рабочий ток ввода трансформатора СН из ЗРУ-10 кВ, А:
По формуле (3.4) рассчитаем максимальный рабочий ток фидеров рабочего напряжения 10 кВ и результат сведем в таблицу 3.2
Таблица 3.2
Фидер | Ф-2 | Ф-9 | Ф-12 | Ф-13 | Ф-15 | Ф-17 | Ф-18 |
Ip.max, А | 95,53 | 117,57 | 110,2 | 124,92 | 102,87 | 117,57 | 73,48 |
Рассчитав максимальные рабочие токи основных присоединений подстанции, перейдем к расчету теплового импульса.
3.2 Расчет теплового импульса
Для проверки электрических аппаратов и токоведущих элементов по термической устойчивости в режиме короткого замыкания определим величину теплового импульса для всех РУ по формуле, А2·с:
где Iк(3) – периодическая составляющая сверхпереходного тока; В* –относительное значение теплового импульса, для источников питания неограниченной мощности В*=1; Та=0,05с – постоянная времени цепи короткого замыкания; tк= tз+ tв – время протекания тока короткого замыкания;
tз – время срабатывания защиты; tв=0,10,15с – полное время отключения выключателя.
Результаты расчетов сводятся в таблицу 3.3
Таблица 3.3 – Расчет теплового импульса
Наименование РУ | Iк(3); кА | tз, с | tк, с | B* | Bк; А2·с |
ОРУ–110 кВ вводы 110 кВ | 2,04 | 2 | 2,13 | 1 | 9,07 |
ОРУ–35 кВ вводы 35 кВ | 2,61 | 1,5 | 1,63 | 1 | 11,44 |
Фидеры 35 кВ | 1 | 1,13 | 1 | 8,03 | |
ЗРУ–10кВ вводы 10 кВ | 6,62 | 1 | 1,13 | 1 | 51,71 |
Ввод трансформатора СН | 0,5 | 0,63 | 1 | 29,80 | |
Фидеры 10 кВ | 0,5 | 0,63 | 1 | 29,80 |
3.3 Выбор сечения сборных шин и кабельных вставок
Для распределительных устройств, напряжением выше 20 кВ применяют гибкие шины и провода марки АС. Сборные шины РУ–10 кВ выполняются жёсткими алюминиевыми шинами.
Выбор сборных шин и коротких кабельных вставок производится по условиям длительного (номинального) режима работы и устойчивости в режиме к.з.
Произведем расчет для РУ-110-35 кВ:
– по напряжению
– по току