Расчет токов короткого замыкания

2. Расчет токов короткого замыкания

Разработка главной схемы Подстанции

Главная схема ПС разрабатывается на основании схемы развития энергосистемы и должна:

обеспечивать требуемую надежность электроснабжения потребителей и перетоков мощностей по межсистемной связи в нормальном и послеаварийном режимах;

учитывать перспективу развития;

допускать возможность постепенного расширения РУ всех напряжений;

обеспечивать возможность проведения ремонтных и эксплутационных работ без отключения смежных присоединений.

Подстанция предназначенная для приема и распределения электрической энергии (ЭЭ) потребителям, расположенным в РТ.

ПС подключена к энергосистеме по 110кВ ВЛ. С шин 6 кВ отходит

Для обеспечения надежного питания потребителей во всех режимах работы на проектируемой ПС выбраны 2 трансформатора типа ТДН 16000/110/6,6 – 76У1.

В соответствии с нормами технологического проектирования на стороне 6 кВ принята раздельная работа трансформаторов. Все силовые трансформаторы должны иметь устройство автоматического регулирования напряжения под нагрузкой (РПН)

Расчет нагрузок на ПС

Максимальная нагрузка на всех уровнях напряжения определяется по выражениям:

МВА

где: n- количество линий;

Pн.max- максимальная нагрузка одной линии;

Kодн- коэффициент одновременности, принимаем Kодн=0.8;

сosφ- коэффициент мощности.

Произведем расчет нагрузки:

МВА

МВА

Выбор Силовых Трансформаторов.

Мощность Т выбирается так, чтобы при отключении одного из них на время ремонта или замены второго, оставшийся в работе, с учетом допустимой перегрузки резерва по сетям среднего напряжения (СН) и низкого напряжения (НН), обеспечил питание нагрузки, т. е. исходя из условия:

, МВА.

Выбираем ТС:

16000 МВА

Выбираем трансформатор типа ТДН 16000/110/6,6 Данные приводим в табл.

Тип автотрансформатора:

Данные о типах выбранных трансформаторов приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Производим проверку выбранных Т в нормальном и аварийном режимах (при отключении одного Т) по условию:

-в нормальном режиме

-в аварийном режиме

,

где Кз - коэффициент загрузки.

Для Т: 15,06/2*10,54=0,7

15,06/10,54=1,4

Расчет токов трехфазного КЗ.

Для проверки аппаратов и проводников по режиму КЗ на электродинамическую и термическую стойкость и высоковольтных выключателей по отключающей способности необходимо определить следующие токи КЗ:

Iпо- начальный периодический ток КЗ (кА);

iу- ударный ток КЗ (кА)

Inτ, iaτ- периодическая и апериодическая составляющие тока КЗ для момента времени τ (кА)

τ- время размыкания контактов.

Расчет производим в следующем порядке:

На основании структурной схемы с учетом принятого режима работы трансформаторов составляется расчетная схема, в которой показываются основное оборудование и источник (Т, Т, энергосистема и связь с энергосистемой- ЛЭП) и приводятся их параметры.

На U= 6кВ принята раздельная работа СТ в целях ограничения токов КЗ в соответствии с НТП ПС.

Составляем схему замещения (смотри рисунок 2.1) для всех элементов расчетной схемы. Производим расчет сопротивлений в относительных единицах относительно базовой мощности, которую принимаем Sб=1000 МВА.

Рисунок 2.1

Производим расчет сопротивлений элементов схемы в относительных единицах:

Х1=Хс*Sб/Sсист=1,8*1000/1200=1,5 о.е.

Х2=Х3=Х0*L*Sб/Uср=0,28*30*1000/13225=0,64 о.е.

Х4=Х5=Uк/100*Sб/Sнт=10,5/100*1000/16=6,56 о.е.

Производим преобразование схемы замещения относительно точек КЗ:

т. К1: U= 110 кВ

Х6=(Х1+Х2)/2=1,07 о.е.

т. К2: U= 6 кВ

Х7=Х6+Х5=1,07+6,56=7,63 о.е.

Расчетная таблица токов трехфазного КЗ.

Таблица 2.2

tс.в.- собственное время отключения (без времени, затраченного на гашение дуги).

Сводная таблица результатов расчетов токов КЗ.

Таблица 2.3

Выбор аппаратов и проводников

Определение расчетных условий для выбора аппаратов и проводников по продолжительным режимам работы.

- на стороне 110 кВ

А

где - следуйщая мощность СТ или АТ по шкале ГОСТа.

А

- на стороне 6 кВ

А

А

Выбор высоковольтных выключателей (ВВ) и разъединителей (РЗ) на всех напряжениях

а стороне ВН 110 кВ СТ:

Расчетные токи продолжительного режима в цепи 110 кВ Т:

Iнорм.= 54,6 А

Imax= 113,4 А

Расчетные токи КЗ на шинах 110 кВ:

Iп0= 4,7 iуд=10,7

Iпτ= 4,7 iaτ=1,13

Тепловой импульс на шинах 110 кВ:

4,7*4,7(0,155+0,02)=3,87 кА2 сек

0,1+0,055

Выбираем по [12] высоковольтный выключатель для наружной установки типа ВГУ-110-40У1

Привод высоковольтного выключателя: откл – пневматическое вкл - пружинное

Выбираем по [12] разъединитель для наружной установки типа РНДЗ-1-110/1250Т1

Привод разъединителя ПРН-110У1

Сравнение расчетных и каталожных данных.

Таблица 2.4

На стороне НН 6 кВ СТ:

Расчетные токи продолжительного режима в цепи 6 кВ Т:

Iнорм.=1000 А

Imax=2076,9 А

Расчетные токи КЗ на шинах 6 кВ:

Iп0=11,47 кА iуд=25,3 кА

Iпτ=11,47 кА iaτ=4,7 кА

Тепловой импульс на шинах 6 кВ:

11,47*11,47(0,125+0,02)=19,076 кА2 сек

0,17+0,025

Выбираем по [1] высоковольтный выключатель для внутренней установки типа ВБЭ-10(6)-31,5(40)

Привод высоковольтного выключателя электромагнитный.

Сравнение расчетных и каталожных данных.

Таблица 2.5

Выбор проводников в основных цепях ПС

На напряжения 110 кВ выбираем гибкие сталеалюминевые провода; на напряжение 6 кВ – жесткие алюминиевые шины.

В цепях отходящих линий 6 кВ – силовые кабели. Для крепления шин на 6 кВ выбираем опорные изоляторы.

Выбор сборных шин и токоведущих частей на U 110 кВ в цепи

Таблица.2.6

Выбор сборных шин и ошиновки на ПС

Сборные шины 6,6 кВ и токоведущие части СШ 6,6.

Таблица.2.7

Выбор изоляторов

Выбор опорных и проходных изоляторов внутренней установки для крепления жестких сборных шин 6 кВ.

Выбираем опорный изолятор ИО-10-3,75У3 на напряжение 6кВ с минимальной разрушающей силой на изгиб Fразр=3750кН, высота изоляторов Hиз=120 мм. Проверяем изолятор на механическую прочность. Максимальная сила, действующая на изгиб:

где принято расстояние между фазами а=0,5 м, пролет между изоляторами l=2 м.

Поправка на высоту шины:

где b – ширина для полосовых шин

Таким образом, изолятор ИО-10-3,75У3 проходит по механической прочности.

3. Выбор электрооборудования подстанции

3.1 Устройство и принцип действия воздушного выключателя типа ВВБ-110 кВ

Iном.=2000 А, Iоткл. =31,5 кА,

Сопротивление контура полюса = не более 80 мкОм,

Сопротивления одного элемента = 100 Ом.

Характеристики выключателя, снятые при номинальном, минимальном и максимальном рабочих давлениях при простых операциях и сложных циклах, должны соответствовать данным завода изготовителя. Количество операций и сложных циклов, выполняемых каждым выключателем, устанавливается согласно табл.3.1.1.

Таблица 3.1.1 - Условия и число опробований выключателей при наладке

Устройство и принцип действия воздухонаполненного выключателя типа ВВБ-110 (выключатель воздушный баковый для номинального напряжения 110 кВ) научно-производственного объединения (НПО) «Электроаппарат»). Выключатель рассчитан на давление воздуха 2 МПа. Гасительное устройство с двумя разрывами заключено в стальной бачок, изолированный от земли с помощью колонны фарфоровых изоляторов. Объем бачка рассчитан на две операции отключения. Расход воздуха пополняется из ресивера и общестанционной магистрали сжатого воздуха по изолирующему воздуховоду. Давление в бачке поддерживается близким к номинальному. В бачок встроены вводы 6 из эпоксидной смолы, наружные части которых защищены фарфоровыми покрышками. Неподвижные контакты укреплены на вводах, а подвижные в виде ножей на металлической траверсе, которая, в свою очередь, жестко связана со штоком. Неподвижные контакты со встроенными контактными ламелями находятся внутри металлических сопл, направляющих воздух в процессе отключения к выхлопному клапану (его также называют дутьевым клапаном). Контактная траверса и тарелка выхлопного клапана приводятся в движение поршневыми устройствами, действие которых согласовано. Клапаны управления поршневыми устройствами расположены внизу и находятся под потенциалом земли. Основные разрывы дугогасительного устройства шунтированы резисторами с вспомогательными контактами для отключения сопровождающего тока. Резисторы укреплены в бачке на вводах. Вспомогательные контакты помещены под резисторами. Клапаны управления этими контактами вынесены наружу. Для равномерного распределения напряжения между разрывами в положении «отключено» предусмотрен делитель напряжения емкостного типа.

В процессе отключения поршневое устройство привода поднимает тарелку выхлопного клапана. Поднимается также контактная траверса, и контакты размыкаются. Дуги, образующиеся на контактах, перебрасываются на концы неподвижных контактов и вспомогательные электроды. Они гасятся в потоке воздуха, вытекающего из бачка через сопла и выхлопной клапан. После погасания дуг выхлопной клапан закрывается, а траверса с ножами остается в верхнем отключенном положении. Промежуток между контактами обеспечивает достаточную электрическую прочность при давлении 2 МПа. Вспомогательные контакты размыкаются приблизительно через 0,035 с после размыкания главных контактов, и возникшие между ними дуги гасятся потоком воздуха вытекающего в атмосферу через внутренние полости контактов. После погасания дуг вспомогательные контакты остаются разомкнутыми. При включении выключателя контактная траверса опускается поршневым устройством. Ножи входят в прорези в верхней части сопл, и контакты замыкаются. Предварительно замыкаются вспомогательные контакты.

Поршневые устройства и, приводящие в движение контактную траверсу и выхлопной клапан, расположены в зоне высокого потенциала. Соответствующие клапаны управления расположены в шкафу управления и находятся под потенциалом земли. Они связаны с поршневыми устройствами изолирующим воздуховодом, расположенным внутри опорной колонны. Номинальный ток отключения выключателей серии ВВБ составляет 31-35 кА. Время отключения 0,08 с (4 периода).

Похожие работы

Реконструкция подстанции "Гежская" 110/6 кВ

Скачать

173046

41

10

... меры к его понижению (забивка дополнительных электродов и т.д.). Глава 7. РАСЧЁТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКОНОМИЧСЕКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА В данной главе рассмотрим вопросы капиталовложений при реконструкции подстанции, расчет эксплуатационных затрат при проведении текущих ремонтов и технических обслуживаний, определение затрат на потреблённую электроэнергию, расчет экономических показателей при ...

Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения с преобразовательными установками

Скачать

215357

9

33

... 2.1 Разработка и обоснование алгоритма функционирования и структурной схемы проектируемого устройства На основе проведенного исследования методов и устройств компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения преобразовательных установок поставим задачу проектирования. Необходимо синтезировать устройство компенсации реактивной мощности для систем электроснабжения преобразовательных ...

Шпаргалки к экзамену по ОБЖ (Брянск)

Скачать

481815

2

0

... комиссии с участием представителя госнадзора и им выдаются удостоверения.  Повышение рабочими уровня знаний по безопасности труда осуществляется на курсах повышения квалификации, ее сдачей экзаменов. 136. Виды инструктажа, регистрация инструктажа.  Инструктаж работающих подразделяется на:  1. вводный  2. первичный на рабочем месте  3. повторный  4. внеплановый  5. целевой  Все ...

Приемник цифровой системы передачи информации ВЧ-каналом связи по ВЛ

Скачать

118994

12

11

... 1.5 Уровни помех и линейных затуханий   1.5.1 Электрические помехи в каналах ВЧ связи по ВЛ Электрические помехи имеются в любом канале связи. Они являются основным фактором, ограничивающим дальность передачи информации из-за того, что сигналы, принимаемые приемником, искажаются помехами. Для того чтобы искажения не выходили за пределы, допустимые для данного вида информации, должно быть ...