Реконструкция электрической части подстанции 3510 кВ 48П "Петрозаводская птицефабрика"
2.2.1.1
Расчет полной мощности потребителей собственных нужд
Полная
мощность потребителей собственных нужд определяется по формуле:
(2.2)
где
S – полная мощность потребителей
собственных нужд, кВА;
КС
- коэффициент спроса, принимается равным 0,8 [3];
P
- активная нагрузка потребителей собственных нужд, кВт;
Q
- реактивная нагрузка потребителей собственных нужд, кВr.
По
каталогу выбирается комплектная трансформаторная подстанция с трансформатором
мощностью 63 кВА.
Оборудование
трансформаторной подстанции типа КТП-63-81:
Ø
трансформатор
типа ТМ-63/10;
Ø
разъединитель
типа РЛНД-10/20;
Ø
предохранители
типа ПКТ-10.
На
подстанции устанавливаются две трансформаторные подстанции выбранного типа.
2.3
Расчет токов короткого замыкания
Расчет
токов короткого замыкания производится с целью (рисунок 2.2):
Ø
выбора
электрического оборудования;
Ø
выбора и расчета
устройств релейной защиты и некоторых видов автоматики.
Рисунок
2.2 – а) Расчетная схема; б) Схема замещения.
Параметры
оборудования и эквиваленты системы:
Ø
система: сопротивление
системы X1=X2=15,59 Ом, мощность системы SC принимается раной ∞.
Ø
линии передач:
Л-60П провод марки АС–95 X0=0,391 Ом/км, r0=0,33 Ом/км,
протяженность линии L1= 1,89 км; Л-65П провод марки АС–120 X0=0,361
Ом/км, r0=0,27 Ом/км, протяженность линии L2= 6 км.
Ø
подстанция:
трансформаторы Т-1 и Т-2 типа ТД-10000/35/10, UК = 7,5 %
2.3.1
Расчет параметров схемы замещения
Сопротивление
линии определяется по формуле:
(2.3)
где
Xл – сопротивление линии, Ом;
r0 – активное сопротивление линии,
Ом/км;
x0 – индуктивное сопротивление линии,
Ом/км;
L –
протяженность линии, км.
Сопротивление
двухобмоточного трансформатора рассчитывается по формуле:
(2.4)
где
XТ – сопротивление двухобмоточного трансформатора, Ом;
UК
- напряжение короткого замыкания трансформатора, %;
UВН
– номинальное напряжение обмотки высокого напряжения, кВ;
SН – номинальная мощность
трансформатора, МВА.
2.3.2
Расчет тока короткого замыкания в точке К1
Трехфазный
ток короткого замыкания рассчитывается по формуле:
(2.5)
где
I′′(3) – трехфазный ток короткого
замыкания, кА;
ЕС
– ЭДС системы, кВ;
XЭ
– эквивалентное сопротивление, Ом.
ЭДС
системы рассчитывается по формуле:
(2.6)
Для
определения эквивалентного сопротивления необходимо последовательно сложить
сопротивления X1 и X3; X2 и X4, а
затем параллельно.
Полученные
результаты ЕС и XЭ подставляются в формулу (2.5):
Определение
ударного тока короткого замыкания в точке К1 производится по
формуле:
(2.7)
где
КУ - ударный коэффициент, принимается равный 1,61.
2.3.3
Определение тока короткого замыкания при включенном секционном выключателе 35
кВ
Полученные
результаты складываются параллельно:
Ток
короткого замыкания в максимальном режиме определяется по формуле (2.5):
Ударный
ток короткого замыкания в точке К1 в максимальном режиме
определяется по формуле (2.6):
В
результате преобразования схема приобретает вид (рисунок 2.3):
Рисунок
2.3 – Схема замещения.
2.3.4
Расчет тока короткого замыкания в точке К2
Для
расчета тока короткого замыкания в точке К2 необходимо
последовательно сложить сопротивления Х7 и Х5:
Полученные
результаты ЕС и X10 подставляются в формулу (3.5):
Истинное
значение тока короткого замыкания в точке К2 определяется
приведением его к напряжению 10 кВ по формуле:
(2.8)
Определение
ударного тока короткого замыкания в точке К2 производится по формуле
(2.7), ударный коэффициент КУ принимается равным 1,8 для системы
связанной со сборными шинами 10 кВ через трансформатор единичной мощности:
2.3.5
Определение тока короткого замыкания в точке К2 при включенном
секционном выключателе 10 кВ
Полученные
значения Х8 и Х6 складываются последовательно:
Параллельно
складываются Х10 и Х11:
Ток
короткого замыкания в максимальном режиме для точки К2 определяется
по формуле (2.5):
Истинное
значение тока короткого замыкания определяется приведением его к напряжению 10
кВ по формуле (2.8):
Ударный
ток короткого замыкания в максимальном режиме для точки К2 определяется
по формуле (2.8):
Этапы
преобразования схемы замещения приведены на рисунке 2.4.
Рисунок
2.4 – Этапы преобразования схемы замещения
Полученные
результаты токов трехфазного короткого замыкания в точках К1, К2
приведены в таблице 2.4.
Таблица
2.4 – Расчетные токи трехфазного короткого замыкания.
Место короткого
замыкания
|
Трехфазное минимальное
короткое замыкание
|
Трехфазное максимальное
короткое замыкание
|
I″(3), кА
|
ίУ(3), кА
|
I″(3), кА
|
ίУ(3), кА
|
Точка К1
|
1,52
|
3,45
|
2,9
|
6,6
|
Точка К2
|
4,12
|
10,46
|
7,2
|
18,3
|
2.4
Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей для заданных цепей
2.4.1
Выбор выключателей для цепей 35 и 10 кВ
На
подстанции номер 48П «Петрозаводская птицефабрика» установлены масляные
выключатели, которые физически и морально устарели, из-за чего требуют более
частых ремонтов и больших затрат на капитальный ремонт.
Выключатели
являются основными коммутационными аппаратами и служат для отключения и
включения цепей в различных режимах работы. Наиболее ответственной операцией
является отключение токов короткого замыкания и включение при срабатывании
автоматического повторного включения или ручного опробования оперативным персоналом
на существующее короткое замыкание.
Выбор
выключателей производится по следующим параметрам:
Ø
по напряжению
установки – Uуст ≤ Uн;
Ø
по длительному
току – Iраб.max ≤
Iн;
Ø
проверка на
электродинамическую прочность I″ ≤ Iдин; ίУ ≤ ίдин;
Ø
на термическую
стойкость – ВК = IТ2 · tТ;
(2.9)
где
ВК - тепловой импульс, кА2· с;
IТ
- ток термической стойкости аппарата, кА;
tТ - время термической стойкости, с.
Тепловой
импульс определяется по формуле:
(2.10)
где
tотк - время отключения короткого замыкания, с
ТА
- постоянная времени цепи короткого замыкания, с.
Время
отключения короткого замыкания определяется по формуле:
(2.11)
где
tз – время действия релейной защиты, с, принимается равным 0,3;
tв
– полное время отключения выключателя, с.
2.4.1.1
Выбор выключателя в цепи трансформатора на стороне напряжения 35 кВ
Определение
максимального тока в цепи трансформатора производится по формуле:
(2.12)
где
IТmax – максимального тока в цепи
трансформатора, А;
SТ
– мощность трансформатора, кВА;
UН
– номинальное напряжение, кВ;
КТ
– коэффициент перегрузки трансформатора.
По
каталогу выбирается выключатель типа ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1[3].
Технические
характеристики выключателя:
Ø
номинальное
напряжение: Uн = 35 кВ;
Ø
номинальный ток:
Iн = 630 А;
Ø
ток
электродинамической устойчивости: Iдин = 12,5 кА, ίдин=
32 кА;
Ø
термическая
стойкость 468,75 кА2·с;
Ø
полное время
отключения 0,065 с.
Определение
времени отключения короткого замыкания производится по формуле (2.11):
Тепловой
импульс определяется по формуле (2.10):
Значение
тока короткого замыкания берется из таблицы 2.4, ТА принимается
равной 0,02 с.
Расчетные
данные и характеристики выключателя сводятся в таблицу 2.5:
Таблица
2.5 – Выбор выключателя в цепи трансформатора на стороне 35 кВ.
УСЛОВИЯ ВЫБОРА
|
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
|
ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ТИПА:
ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1
|
Uуст ≤
Uн
|
Uуст = 35
кВ
|
Uн = 35 кВ
|
Iраб.max ≤ Iн
|
Iраб. max = 231,2 А
|
Iн = 630 А
|
I″ ≤ Iдин
|
I″ = 2,9 кА
|
ίдин = 12,5 кА
|
ίУ ≤ ίдин
|
ίУ = 6,6 кА
|
ίдин = 32 кА
|
ВК ≤ IТ2 · tТ
|
ВК = 3,24 кА2 · с
|
ВК = 468,75
кА2 · с
|
2.4.1.2
Выбор секционного выключателя в цепи линий на стороне напряжения 35 кВ.
По
каталогу выбирается секционный выключатель такого же типа, как и в подпункте
2.4.1.1
Определение
теплового импульса:
Значение
тока короткого замыкания берется из таблицы 2.4.
Расчетные
данные и характеристики выключателя сводятся в таблицу 2.6:
Таблица
2.6 – Выбор секционного выключателя на стороне 35 кВ.
УСЛОВИЯ ВЫБОРА
|
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
|
ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ТИПА:
ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1
|
Uуст ≤
Uн
|
Uуст = 35
кВ
|
Uн = 35 кВ
|
Iраб.max ≤ Iн
|
Iраб. max = 231,2 А
|
Iн = 630 А
|
I″ ≤ Iдин
|
I″ = 2,9 кА
|
ίдин = 12,5 кА
|
ίУ ≤ ίдин
|
ίУ = 6,6 кА
|
ίдин = 32 кА
|
ВК ≤ IТ2 · tТ
|
ВК = 3,24 кА2 · с
|
ВК = 468,75
кА2 · с
|
2.4.1.3
Выбор выключателей в цепи трансформатора на стороне 10 кВ
Определение
максимального тока в цепи трансформатора производится по формуле (2.12):
По
каталогу выбирается выключатель типа ВВ/TEL-10-20/1000 УХЛ4.
Технические
характеристики выключателя:
Ø
номинальное
напряжение: Uн = 10 кВ;
Ø
номинальный ток:
Iн = 1000 А;
Ø
ток
электродинамической устойчивости: Iдин = 20 кА, ίдин=
52 кА;
Ø
термическая
стойкость 1200 кА2·с;
Ø
полное время
отключения 0,05 с.
Определение
времени отключения короткого замыкания производится по формуле (2.11):
Определение
теплового импульса производится по формуле (2.10), значение тока короткого
замыкания (I″) в максимальном режиме берется из таблицы 2.4, а значение ТА
принимается 0,045 [2].
Расчетные
данные и характеристики выключателя сводятся в таблицу 2.7:
Таблица
2.7 – Выбор выключателя в цепи трансформатора на стороне 10 кВ.
УСЛОВИЯ ВЫБОРА
|
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
|
ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ТИПА: ВВ/TEL-10-20/1000 УХЛ4
|
Uуст ≤
Uн
|
Uуст = 10
кВ
|
Uн = 10 кВ
|
Iраб.max ≤ Iн
|
Iраб.max = 809,2 А
|
Iн = 1000 А
|
I″ ≤ Iдин
|
I″ = 7,2 кА
|
Iдин = 20
кА
|
ίУ ≤ ίдин
|
ίУ = 18,3 кА
|
ίдин =
52 кА
|
ВК ≤ IТ2 · tТ
|
ВК = 6,7 кА2
· с
|
ВК = 1200
кА2 · с
|
2.4.1.4
Выбор выключателей в цепи линий 10 кВ
Определение
максимального тока в цепи линии производится по формуле:
(2.13)
где
Imax – максимальный ток в цепи линии, А;
Pmax – мощность одной линии 10 кВ, МВА, равна 2,3 МВА;
По
каталогу выбирается выключатель то типа ВВ/TEL-10-20/630 УХЛ4
Технические
характеристики выключателя:
Ø
номинальное
напряжение: Uн = 10 кВ;
Ø
номинальный ток:
Iн= 630 А;
Ø
ток
электродинамической устойчивости: Iдин = 20 кА, ίдин=
52 кА;
Ø
термическая
стойкость 1200 кА2·с;
Ø
полное время
отключения 0,05 с.
Определение
теплового импульса производится по формуле (2.10), значение тока короткого
замыкания (I″) в максимальном режиме берется из таблицы 2.4, а значение ТА
принимается 0,045 [2].
Расчетные
данные и характеристики выключателя сводятся в таблицу 2.8:
Таблица
2.8 – Выбор выключателей в цепи линий 10 кВ.
УСЛОВИЯ ВЫБОРА
|
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
|
ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ТИПА: ВВ/TEL-10-20/630 УХЛ4
|
Uуст ≤
Uн
|
Uуст = 10
кВ
|
Uн = 10 кВ
|
Iраб.max ≤ Iн
|
Iраб.max = 166,2 А
|
Iн = 630 А
|
I″ ≤ Iдин
|
I″ = 7,2 кА
|
Iдин = 20
кА
|
ίУ ≤ ίдин
|
ίУ = 18,3 кА
|
ίдин =
52 кА
|
ВК ≤ IТ2 · tТ
|
ВК = 20,8 кА2 · с
|
ВК = 1200
кА2 · с
|
2.4.1.5
Выбор секционного выключателя в цепи линий 10 кВ
Определение
максимального тока для двух секций работающих параллельно производится по
формуле (2.13):
По
каталогу выбирается выключатель того же типа, как и в подпункте 2.4.1.4.
Определение
теплового импульса производится по формуле (2.10), а значение тока короткого
замыкания (I″) в максимальном режиме берется из таблицы 2.4.
Расчетные
данные и характеристики выключателя сводятся в таблицу 2.9:
Таблица
2.9 – Выбор секционного выключателя в цепи линий 10 кВ.
УСЛОВИЯ ВЫБОРА
|
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
|
ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ТИПА: ВВ/TEL-10-20/630 УХЛ4
|
Uуст ≤
Uн
|
Uуст = 10
кВ
|
Uн = 10 кВ
|
Iраб.max ≤ Iн
|
Iраб.max = 166,2 А
|
Iн = 630 А
|
I″ ≤ Iдин
|
I″ = 7,2 кА
|
Iдин = 20
кА
|
ίУ ≤ ίдин
|
ίУ = 18,3 кА
|
ίдин =
52 кА
|
ВК ≤ IТ2 · tТ
|
ВК = 20,8 кА2 · с
|
ВК = 1200
кА2 · с
|
2.4.2
Выбор разъединителей для цепи 35 кВ
Разъединители
предназначены для отключения и включения цепей без тока и для создания видимого
разрыва цепи в воздухе.
Выбор
разъединителей производится по следующим параметрам:
Ø
по напряжению
установки – Uуст ≤ Uн;
Ø
по длительному
току – Iраб.max ≤
Iн;
Ø
проверка на
электродинамическую прочность - ίУ ≤ ίдин;
Ø
на термическую
стойкость – ВК ≤ IТ2 · tТ.
2.4.2.1
Выбор разъединителей в цепи линий и секционного выключателя на стороне 35 кВ
Используя
данные, рассчитанные в пункте 2.4.1.2 пояснительной записки, по каталогу
выбирается разъединитель типа РНД(З)-35/1000 У1 с приводом типа ПР-У1.
Расчетные
данные и характеристики разъединителя приводятся в таблице 2.10:
Таблица
2.10 – Выбор разъединителей в цепи линий и секционного выключателя на стороне
35 кВ.
УСЛОВИЯ ВЫБОРА
|
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
|
РАЗЪЕДИНИТЕЛЯ ТИПА:
РНД(З)-35/1000 У1
|
Uуст ≤
Uн
|
UУСТ = 35
кВ
|
Uн= 35 кВ
|
Iраб.max ≤ Iн
|
Iраб. max = 231,2 А
|
Iн = 1000 А
|
ίУ ≤ ίдин
|
ίУ = 6,6 кА
|
Ίдин =
63 кА
|
ВК ≤ IТ2 · tТ
|
ВК = 3,24
кА2 · с
|
ВК = 2500
кА2 · с
|
2.4.2.2
Выбор разъединителей в цепи трансформатора на стороне 35 кВ
Используя
данные, рассчитанные в пункте 2.4.1.1 пояснительной записки, по каталогу
выбирается разъединитель типа РНД(З)-2-35/1000 У1 с приводом типа ПР-У1.
Расчетные
данные и характеристики разъединителя приводятся в таблице 2.11:
Таблица
2.11 – Выбор разъединителя в цепи трансформатора на стороне 35 кВ.
УСЛОВИЯ ВЫБОРА
|
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
|
РАЗЪЕДИНИТЕЛЯ ТИПА:
РНД(З)-2-35/1000 У1
|
UУСТ ≤
UН
|
UУСТ = 35
кВ
|
UН = 35 кВ
|
IРАБ.МАХ ≤
IН
|
IРАБ.МАХ =
231,2 А
|
IН = 1000 А
|
ίУ ≤ ίДИН
|
ίУ = 3,45 кА
|
ίДИН =
63 кА
|
ВК ≤ IТ2 · tТ
|
ВК = 0,88
кА2 · с
|
ВК = 2500
кА2 · с
|
2.4.3
Выбор трансформаторов напряжения для цепи 35 и 10 кВ
Трансформаторы
напряжения выбираются по следующим условиям:
Ø
по напряжению
установки – UУСТ ≤ UН;
Ø
по вторичной
нагрузке трансформаторов напряжения – S2 ∑ ≤
SH.
Вторичная
нагрузка трансформаторов напряжения приведена в таблице 2.12.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|