151940 (594724), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

1. Сопоставления и выбора наиболее рационального варианта построения схемы электроснабжения.

2. Определения условий работы потребителей при аварийных режимах.

3. Выбора электрических аппаратов, шин, изоляторов, силовых кабелей и др.

4. Выбора средств ограничения токов короткого замыкания.

5. Определения влияния линий электропередач на линии проводной связи.

6. Проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики.

7. Проектирования защитного заземления.

8. Подбора характеристик разрядников для защиты от перенапряжений.

9. Анализа происходящих аварий.

В современных электрических системах полный расчет токов короткого замыкания и учёт всех действительных условий очень сложен и практически невозможен. С другой стороны, требуемая точность расчёта зависит от его назначения. Например, для выбора электрических аппаратов достаточно приближённого определения токов короткого замыкания, так как интервалы между значениями параметров, характеризующих различные типы аппаратов, велики.

2.2.2 Расчёт токов КЗ на шинах высокого напряжения подстанции П25

Для расчета токов короткого замыкания использовалась программа расчета нормальных и аварийных режимов с множественной продольно-поперечной несимметрией в электрической сети энергосистем с учетом нагрузки «RTKZ 2.03». В имеющийся расчётный файл всей энергосистемы рассматриваемого энергорайона были добавлены новые проектируемые элементы, параметры которых были определены в предыдущем разделе. Исключение составят сопротивления нулевой последовательности проектируемых линий, которые для одноцепных линий с заземлённым стальным тросом определяются по следующей формуле:

х_0л = 3 · х_1л , (2.1)

где х_1л - сопротивление прямой последовательности линии (см. первый раздел).

Для ЛЭП П8-П25:

х_0л = 3 · 5,6 = 16,8 Ом;

Распечатка результатов расчётов токов КЗ в точке К1, находящейся в узле 2501 приведена в приложении Д1.

Как видно из результатов расчётов, ток трёхфазного КЗ больше тока однофазного КЗ, следовательно, в дальнейших расчётах будем использовать только ток трёхфазного КЗ.

Сверхпереходной ток трёхфазного КЗ в точке К1 равен:

I'' = 4,764 кА.

Эквиваленные сопротивления системы для точки К1:

х_Σк1 = 15,3 Ом; r_Σк1 = 4,5 Ом.

Ударный ток КЗ определяется по следующей формуле:

i _у = 2 · к_у · I'', (2.2)

где к_y – ударный коэффициент, определяется по следующей формуле:

к_у = 1 + е ^-0,01/Ta, (2.3)

где T_a – постоянная времени затухания апериодического тока, определяется по следующей формуле:

T_a = х_{Σк1 / ( 314 ·} r_{Σк1 )} (2.4)

Апериодическая составляющая тока КЗ в момент времени τ определяется по следующей формуле:

i _аτ = λ_τ 2 · I'', (2.5)

где λ_τ - коэффициент затухания апериодической составляющей тока КЗ, определяется по следующей формуле:

λ_τ = e ^{- τ / Ta} , (2.6)

τ - момент времени расхождения контактов выключателя, определяемый по следующей формуле:

τ = t_{рз min} + t_св , (2-7)

где t_{рз min} - минимальное время действия РЗ, принятое равным 0,01 с. [4];

t_ce - собственное время отключения выключателя.

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ определяется по формуле:

I_nt = γ_t · I'', (2.8)

где γ_t - коэффициент затухания периодической составляющей тока КЗ, определяемый по типовым кривым [4].

Для определения γ_t необходимо знать расчётное сопротивление, которое определяется по формуле:

x_расч = х_Σк1 · S_нΣ / U ²_ср.н , (2.9)

где S_нΣ - сумма номинальных мощностей всех генераторов, питающих точку КЗ;

U _ср.н – среднее номинальное напряжение ступени КЗ.

Максимальное время существования КЗ определяется по формуле:

t_откл = t_{рз max} + t_ов , (2.10)

где t_{рз max} – максимальное время действия РЗ, принятое равным 0,1 с. [4];

t_ов – полное время отключения выключателя.

Определим ударный ток КЗ по (2.2)

T_a = 15,2969 / ( 314 · 4,53241 ) = 0,01075_,

к_у = 1 + е ^{-0,01/0,01075} = 1,39446,

i _у = 2 · 1,39446 · 4,764 = 9,3949 .

Определим апериодическую составляющую тока КЗ в момент времени τ по (2.5):

τ = 0,01+ 0,05 = 0,06с,

λ_τ = e ^{– 0,06 / 0,01075} = 0,003767 ,

i _аτ = 0,003767 2 · 4,764 = 25,3815,

Определим действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени τ по (2.8):

x_расч = 15,2969 · 1 250 / 115² = 4,09 ,

I_nt = 1 · 4,764 = 4,764 кА.

Определим действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени t_откл по (2.8):

t_откл = 0,1 + 0,07 = 0,17c,

I_nt = 1 · 4,764 = 4,764 кА.

2.2.3 Расчет токов КЗ на шинах низкого напряжения подстанции П25

Для расчета токов короткого замыкания использовалась программа расчета нормальных и аварийных режимов с множественной продольно-поперечной несимметрией в электрической сети энергосистем с учетом нагрузки «RTKZ 2.03». В имеющийся расчётный файл всей энергосистемы рассматриваемого энергорайона были добавлены новые проектируемые элементы, параметры которых были определены в предыдущем разделе.

Распечатка результатов расчётов токов КЗ в точке К2, находящейся на шине 10 кВ, в узле 2501 приведена в приложении Д2.

Как видно из результатов расчётов, ток трёхфазного КЗ больше тока однофазного КЗ, следовательно, в дальнейших расчётах будем использовать только ток трёхфазного КЗ.

Сверхпереходной ток трёхфазного КЗ в точке К2 равен:

I'' = 8,162 кА.

Эквивалентные сопротивления системы для точки К2:

х_Σк1 = 0,78 Ом; r_Σк1 = 0,08 Ом.

Определим ударный ток КЗ по (2.2):

Ta = 0,783963 / ( 314 · 0,0811 ) = 0,0308,

к_у = 1 + е ^-0,01/0,0308 = 1,7228,

i _у = 2 · 1,7228 · 8,162 = 19,8855.

Определим апериодическую составляющую тока КЗ в момент времени τ по (2.5):

τ = 0,01 + 0,09 = 0,1с,

λ_τ = e ^{– 0,1 / 0,0308} = 0,039 ,

i _аτ = 0,039 2 · 8,162= 0,449.

Определим действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени τ по (2.8):

x_расч = 0,783963 · 3538,25 / 10,5 ² = 25

I_nt = 1 · 8,162 = 8,162.

Определим действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени t_откл по (2.8):

t_откл = 0,1 + 0,11 = 0,21c,

I_nt = 1 · 8,162 = 8,162.

2.3 Выбор электрических аппаратов на ОРУ 110 кВ

2.3.1 Выбор выключателей

Выбор выключателя производят:

- по номинальному напряжению:

U_номQ ≥ U_hРУ = 110 кВ; (2.10)

- по номинальному току:

I_р.ф. = 100А ≤ I_ном , (2.11)

где I_р.ф. - максимальное значение тока, протекающего через подстанцию в послеаварийном режиме (см. приложение А1).

Примем к установке воздушный выключатель типа ВВБМ-110Б-31,5/2000У1 со следующими параметрами:

Номинальное напряжение U_нQ 110 кВ

Наибольшее рабочее напряжение U_max 126 кВ

Номинальный ток I_hQ 2000 A

Номинальный ток отключения I_но 31,5кА

Нормированное содержание апериодической составляющей

тока кз β_н 32%

Допустимая скорость восстанавливающегося 1,2

напряжения СВНдоп кВ/мкс

Наибольший пик предельного сквозного тока i_nc 102 кА

Действующее значение сквозного тока I_nc 40 кА

Наибольший пик номинального тока включения i_нв 90 кА

Действующее значение номинального тока включения 1_нв 35 кА

Ток термической стойкости I_mc 40 кА

Время термической стойкости t_mc 3 с

Время отключения t_вo 0,07 с

Собственное время отключения t_св 0,05 с

Проверка выключателя по режиму КЗ.

Проверка выключателя на отключающую способность. В качестве расчётного для этой проверки примем ток трёхфазного КЗ, т.к. он самый большой. Для этого вида КЗ необходимо знать периодическую I_nτ и апериодическую i_aτ составляющие тока КЗ в момент τ расхождения контактов выключателя:

τ = t_{рз min} + t_св 0,01 + 0,05 = 0,06 c;

I_nτ = 4,764; i_aτ = 0,02538.

Сравним эти токи с соответствующими параметрами выключателя:

2 · I_но · (1 + β_н% /100) > 2 · I_nτ + i_aτ ; (2.12)

2 · 31,5 · (1 + 32 /100) > 2 · 4,764+ 0,02538;

58,8 кА > 6,7627,

т.е. выполняется условие проверки по полному току КЗ.

Проверка выключателя на термическую стойкость. В качестве расчетного для этой проверки принимают трехфазное КЗ. Необходимо проверить выполнение следующего условия:

В_{к доп} ≥ В_красч. (2.13)

Допустимый тепловой импульс, определяемый по параметрам выключателя, В_{к доп} = 40² · 3 = 4800 кА² · с.

Тепловой импульс периодической составляющей тока КЗ:

B_кп =[( I'' + I_nτ )/2]² · τ + [( I_nτ + I_n.отк )/2]² · ( t_отк – τ ), (2.14)

В_кп = [(4,764+4,764)/2]²·0,06+[(4,764+4,764)/2]²·(0,17-0,06) = 3,858 кА²·с.

t_отк =t_{РЗ тах} + t_eo = 0,1 + 0,07 = 0,17 с,

где t_{РЗ max} = 0,1 с – время действия резервных релейных защит.

Тепловой импульс апериодической составляющей тока КЗ равен:

В_ка = (I'')²·T_аэ (2.15)

В_ка = 4,764² 0,01075 = 0,244кА² с,

где T_аэ – эквивалентная апериодическая составляющая всех ветвей, питающих точку КЗ.

(2.16)

Учитывая, что В_{к расч} = В_кп + В_ка выполним проверку на термическую стойкость:

В_{к доп} = 4800 > В_{к расч} = 3,858 + 0,244 = 4,102кА² · с,

то условие проверки на термическую стойкость выполнено.

Проверка выключателя на динамическую стойкость. Расчет производится при трехфазном КЗ:

i_nc = 102кА > i_y = 9,3949 кА;

Характеристики

Список файлов ВКР