Расчет параметров режимов и оборудования электрических сетей и мероприятий энергосбережения

Рекомендуется установку вакуумных выключателей типа VM 1S-10-40/3150-42

Выбираем МГГ – 10 – 3150 – 45У3 :

Выбор секционного выключателя на стороне 10 кВ.

Таблица 3.6 -Выбор секционного выключателя на стороне 10 кВ.

Рекомендуется принять к установке в качестве секционного выключателя типа BB/TEL-10-31,5/1600-У2

В таблице 3.7 приведен выбор разъединителей на стороне 110 кВ. разъединители необходимы с одним и двумя комплектами заземляющих ножей.

Таблица 3.7 - Выбор разъединителей 110 кВ.

Рекомендуется принять к установке на стороне 110 кВ разъединители типа РНД31-110/1000 УХЛ1 и РНД 32-110/1000 УХЛ1

3.6 Выбор электроизмерительных трансформаторов тока и напряжения

Для подключения электроизмерительных приборов и устройств релейной защиты необходима установка трансформаторов тока и напряжения. В настоящем проекте релейная защита детально не разрабатывается, поэтому проверку трансформаторов по вторичной нагрузке выполняем с учётом подключения только измерительных приборов. В цепи силового трансформатора со стороны низшего напряжения амперметр, вольтметр, варметр, счётчики активной и реактивной энергии, на шинах 110 кВ – вольтметр с переключателем для измерения трёх межфазных напряжений, на секционном выключателе 10 кВ – амперметр, на отходящих линиях 10 кВ – амперметр, счётчики активной и реактивной энергии.

Таблица 3.8 - Расчёт вторичной нагрузки трансформатора тока   [6]

Таблица 3.9 - Выбор трансформатора тока в цепи силового трансформатора на стороне высшего напряжения.

Для проверки по вторичной нагрузке определяем сопротивление приборов:

Zприб===0,02 Ом.

Тогда сопротивление измерительных проводов может быть:

Zпр=Zном-Zприб-ZK,

где: Zном – номинальное сопротивление нагрузки, Ом;

Zприб – сопротивление приборов, Ом;

ZK – сопротивление контактов, Ом.

Zпр=4-0,02-0,1=3,88 Ом.

Сечение соединительных проводов по условиям механической прочности должно быть не менее 4 мм2 для алюминиевых жил. Сечение жил при длине кабеля l=160 м:

Zпр=ρ;

где ρ – удельное сопротивление алюминия, 0,0283 ;

F – сечение жил, мм2;

F==1,13 Ом.

Общее сопротивление токовой цепи:

ZН=Zприб+ZK+Zпр=0,02+0,1+1,13=1,25 Ом,

что меньше 4 Ом, допустимых при работе трансформатора в классе точности 1. Трансформатор тока ТФЗМ-110-У1 соответствует условиям выбора.

Таблица 3.10 - Выбор трансформатора тока в цепи силового трансформатора на стороне низшего напряжения.

Проверка по вторичной нагрузке выполняется аналогично. Выбран трансформатор ТШЛ-10К. Шинные трансформаторы тока изготавливают для номинальных напряжений до 20 кВ и токов до 24000 А. В качестве первичной обмотки используется проходная шина. Они могут быть выполнены класса 0,5. В качестве примера на рис. 3.6 показан шинный трансформатор тока типа ТШЛ-20 (Ш–шинный, Л – литая изоляция).

Рисунок 3.6 - Шинный трансформатор тока типа ТШЛ-20.

Магнитопроводы 1 и 2 со встроенными обмотками залиты эпоксидным компаундом и образуют изоляционный блок 3. Блок соединён с основанием 4, имеющего приливы 5 для крепления трансформатора. Троходны окно с размером от 200х200 до 250х250 мм2 рассчитано на установку двух шин корнт сечения. Зажимы 6 вторичных обмоток расположены над блоком.

Таблица 3.11 Выбор трансформатора тока на отходящей линии.

Принимаем к установке трансформатор тока ТЛП-10.

Трансформатор тока ТПЛ10-У3:

При токах, меньших 600 А, применяются многовитковые трансформаторы тока ТПЛ, у которых первичная обмотка 3 состоит из нескольких витков, количество которых определяется необходимой МДС (рис.3.7).

Рисунок. 3.7 - Трансформатор тока ТПЛ-10 с двумя магнитопроводами:

1 - магнитопровод; 2 - вторичная обмотка; 3 - первичная обмотка; 4 - вывод первичной обмотки; 5 - литой эпоксидный корпус

В качестве трансформаторов напряжения выбираем на стороне 110 кВ трансформаторы НКФ-110-58, на стороне 10 кВ – ЗНОЛ.06-10-У3. Их характеристики приведены в таблице 12:

Таблица 3.12 - Характеристика выбранных трансформаторов на сторонах 110 кВ и 10 кВ

Рисунок 3.8 - НКФ Каскадный трансформатор напряжения типа НКФ.

Каскадные трансформаторы напряжения изготовляют только однофазные и для наружной установки. На рис. 3.8 общий вид каскадного трансформатора типа НКФ на напряжение 110кВ.

4. Расчет электромагнитных переходных процессов в электрической сети

В процессе выполнения расчета необходимо на защищаемом объекте (трансформатор Т-3) рассчитать сверхпереходный и ударный ток при симметричном (трёхфазном) замыкании.

Исходными данным для расчета являются Схема электрической сети, параметры линий и трансформаторов, а так же мощности нагрузок.

Расчет выполняем в относительных единицах для приближенного вычисления в соответствии условия [8]

Удельное сопротивление для воздушных линий в приближённых расчётах напряжением 6-220 кВ Х0 = 0,4 Ом/км. ЭДС нагрузок в сверхпереходном режиме принимаем . Так как источник системы является источником бесконечной мощности, то ЭДС источника E* = U* = 1 = const.

Принимаем базисные условия:

Uб = 35 кВ;

Sб = 250 МВА;

Для упрощения преобразования схемы не будем учитывать нагрузку Е-2.

Рисунок 4.1 - Схема замещения заданной сети.

Сопротивления трансформатора Т-1:

;

X2 = 0;

.

Сопротивление линии Л-1:

,

Сопротивления трансформатора Т-3:

;

X8 = 0;

.

Сопротивление линии Л-2:

.

Сопротивление линии Л-3:

Сопротивление трансформатора Т-2:

.

Сопротивление нагрузки 1:

.

Сопротивление нагрузки 3:

.

ЭДС нагрузок в сверхпереходном режиме:

.

Преобразуем Δ в Y:

Рисунок 4.2 - Преобразование Δ в Y.

Х14 = Х2 + Х3 + Х4 = 0 + 0,151 + 0,28 = 0,431;

Х15 = Х7 + Х9 = 0,62 + 0,227 = 0,847;

Х16 = Х8 + Х10 = 0 + 0,227 = 0,227.

Сопротивления Y через сопротивления Δ:

;

;

.

Рисунок 4.3 - Схема после преобразования Δ в Y.

Упростим схему:

Рисунок 4.4 - Упрощение схемы.

Х20 = Х1 + Х17 = 0,09 + 0,243 = 0,333;

Х21 = Х19 + Х5 = 0,065 + 0,62 = 0,685;

Х22 = Х13 + Х12 + Х18 = 8,322 + 0,82 + 0,128 = 9,27.

Упростим схему, используя коэффициенты распределения (совместим сопротивление Х21 с сопротивлениями Х20 и Х22):

Рисунок 4.5 - Схема после совмещения сопротивления Х21 с сопротивлениями Х20 и Х22.

Эквивалентное сопротивление для Х20 и Х22:

.

Коэффициенты распределения:

;

.

Результирующее сопротивление для Х20, Х21 и Х22:

Хрез2022 = Хэ2022 + Х21 = 0,327 + 0,685 = 1,012.

Значения сопротивлений после преобразования:

;

.

Так как источник системы является источником бесконечной мощности, то ЭДС источника E* = U* = 1 = const.

Найдём эквивалентную ЭДС системы:

Эквивалентное сопротивление системы:

Ток трёхфазного короткого замыкания в относительных единицах:

.

Ток трёхфазного короткого замыкания в именованных единицах:

 кА.

Ударный ток короткого замыкания:

 кА.

5 Расчет релейной защиты

Требуется рассчитать релейную защиту автотрансформатора.

Автотрансформатор силовой трехфазный трехобмоточный типа АТДЦТН-125000/500/110-У1 предназначен для связи электрических сетей напряжением 500 и 110 кВ.

Расчет релейной защиты трансформатора выполним с использованием реле ДЗТ-21 [9]

Общие сведения о реле ДЗТ-21 (ДЗТ-23)

Для защиты трансформаторов и автотрансформаторов большой мощности ЧЭАЗ выпускает реле дифференциальной защиты с торможением типов ДЗТ-21 и ДЗТ-23, в которых применен новый принцип отстройки от бросков тока намагничивания и токов небаланса. Защита выполнена на микроинтегральном принципе.

На дифференциальных защитах с реле ДЗТ-21 и ДЗТ-23 может быть выполнена минимальная уставка по току срабатывания 0,3Iном трансформатора. Для отстройки от бросков намагничивающего тока силовых трансформаторов и переходных токов небаланса используется время-импульсный принцип блокирования защиты в сочетании с торможением от составляющих второй гармонической тока, содержащихся, как показывает анализ, в токах намагничивания.

Автотрансформатор имеет встроенное регулирование напряжения под нагрузкой (РПН) на стороне среднего напряжения в пределах 12 % номинального.

Сопротивления линейного регулировочного трансформатора и реактора (сопротивления которого рассчитаны при двух крайних положениях регулировочного автотрансформатора) заимствованы из примера расчета дифференциальной защиты цепей стороны низшего напряжения.

5.1 Порядок расчета

Расчет защиты производится в следующем порядке [9]:

5.1    Определяются первичные токи для всех сторон защищаемого трансформатора (автотрансформатора), соответствующие его номинальной мощности (проходной мощности для автотрансформатора). По этим токам определяются соответствующие вторичные токи в плечах защиты ,и , исходя из коэффициентов трансформации трансформаторов тока  (выбираются с учетом параметров используемого оборудования, его перегрузочной способности, требований релейной защиты и схемы соединения трансформаторов тока; при соединении трансформаторов тока в треугольник— исходя из первичного тока ввиду целесообразности иметь вторичные токи в плече защиты, не превышающие номинальный ток трансформаторов тока 5 или 1 А) и коэффициента схемы . Результаты расчета сводим в таблицу 5.1

5.2           Выбираются ответвления трансреактора реле ТАV для основной стороны (за основную принимается сторона 220 кВ, на которой вторичный ток в плече защиты примерно равен номинальному току ответвления трансреактора реле)

Ответвления трансреактора реле ТАV или автотрансформаторов тока типов АТ-31(АТ-32), если последние используются на рассматриваемой стороне, принимаемой в расчете за основную (например, сторона низшего напряжения), выбираются, исходя из вторичного тока  в плече защиты на этой .стороне, соответствующего номинальной мощности защищаемого трансформатора (автотрансформатора), так, чтобы

  Ответвления автотрансформаторов тока типов АТ-31 и АТ-32 для неосновных сторон следует выбирать, исходя из вторичного тока Iном.неосн в плече защиты на рассматриваемой неосновной стороне, соответствующего номинальной мощности защищаемого трансформатора (автотрансформатора) и выбранного ответвления  для основной стороны:

Страницы: 1, 2, 3, 4