Выбор числа, типа и мощности силовых трансформаторов подстанции.
Так как подстанция связана с сетью одноцепной воздушной линией, целесообразно установить на подстанции один трансформатора.
На однотрансформаторной подстанции определяющим является послеаварийный режим, поэтому мощность каждого трансформатора определяется по условию:
(МВА). (2.1)
(МВА).
Выберем по справочнику типовые силовые трансформаторы:
ТРДЦН 40000/110
Таблица. 2.1 Параметры трансформатора
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбор трансформаторов собственных нужд.
Номинальная мощность трансформатора собственных нужд:
(МВА). (2.2)
(МВА).
(МВА).
Выберем по справочнику типовой трансформатор собственных нужд:
ТМ 2500/10
Таблица. 2.2 Параметры трансформатора собственных нужд
|
|
Тип | S ном | ВН | НН | Px | P к | u к % | i к % |
ТМ 2500/10 | 2500 | 10 | 0.4 | 3.85 | 23.5 | 6.5 | 1 |
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
11 |
Проектирование подстанции 110/10 кВ |
Так как подстанция питается одноцепной воздушной линией электропередач, и является проходной целесообразно выбрать типовую схему ОРУ ВН подстанции 6Н. Конструктивно является кольцевой схемой ОРУ типа треугольник. Так же в связи с тем, что подстанция питает потребители 1 и 2 категории резервное питание будет осуществляться от другой подстанции.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
12 |
Проектирование подстанции 110/10 кВ |
Экономическое сечение проводника линии:
(мм2). (4.1)
Где (А/мм2) экономическая плотность тока( А/мм2), зависящая от материала проводника и числа часов использования максимума нагрузки в год. По справочнику =1(А/мм2) для алюминиевого провода. Для увеличения экономичности подстанции выберем сталеалюминиевый провод. Такой выбор возможен в связи с небольшой длинной линии и средним классом напряжения ВЛ. (А) - максимальный ток нормального рабочего режима.
|
|
Максимальный ток нормального рабочего режима:
(А). (4.2)
(А).
Определим экономическое сечение проводника линии:
(мм2).
По справочнику выберем провод АС 185/29
Длительно допустимый ток (А).
Расчетное сечение: (мм2).
Условие нагрева:
(А). (4.3)
При =510 (А) и =183 (А) – условие нагрева выполняется.
Проверка сечения проводника по условию короны.
Условие некоронирования провода при горизонтальном расположении проводов:
(кВ/см). (4.4)
Максимальная напряженность поля у поверхности нерасщепленного провода:
(кВ/см). (4.5)
Среднее геометрическое расстояние между проводами фаз:
(см). (4.6)
(см).
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
13 |
Проектирование подстанции 110/10 кВ |
(кВ/см).
Начальное значение критической напряженности электрического поля:
|
|
(кВ/см). (4.7)
Где m – коэффициент учитывающий шероховатость поверхности провода.
(кВ/см).
Проверим условие некоронирования:
(кВ/см).
(кВ/см) – условие выполняется.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
14 |
Проектирование подстанции 110/10 кВ |
Составим расчетную схему подстанции:
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
15 |
Проектирование подстанции 110/10 кВ |
Определим индуктивное сопротивление системы для ступени К1:
(Ом). (5.1)
Где - среднее номинальное напряжение ступени короткого замыкания К1 (115 кВ).
(Ом).
Определим сопротивление линии для ступени К1:
(Ом). (5.2)
(Ом).
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
16 |
Проектирование подстанции 110/10 кВ |
(Ом). (5.3)
(Ом).
Определим сопротивление системы для точки К2:
(Ом). (5.4)
Где - среднее номинальное напряжение ступени короткого замыкания К2 (10.5 кВ).
|
|
(Ом).
Определим сопротивление линии для ступени К2:
(Ом). (5.5)
Где - среднее напряжение линии электропередачи (115 кВ).
(Ом).
Для определения сопротивления трансформатора необходимо определить сопротивление двухобмоточного трехфазного трансформатора:
(Ом). (5.6)
Где - напряжение короткого замыкания трансформатора (%), номинальная мощность трансформатора (кВА).
(Ом).
Для трехфазного трансформатора, с расщепленной на 2 части обмоткой низкого напряжения, сопротивление обмотки высшего напряжения принимается равным нулю:
(Ом),
а сопротивление обмоток низшего напряжения – в 2 раза большим сопротивления двухобмоточного трехфазного трансформатора:
(Ом).
Определим результирующее сопротивление до точки К2:
(Ом). (5.7)
(Ом).
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
17 |
Проектирование подстанции 110/10 кВ |
(А). (5.8)
(А).
Определим ударный ток:
(А). (5.9)
Где - ударный коэффициент.
Определим ударный коэффициент:
. (5.10)
Где - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания. (В курсовом проекте =0.015).
.
Ударный ток для точки К1:
(А).
Начальное значение периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания в точке К2:
(А). (5.11)
(А).
Ударный ток для точки К2:
(А).
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
18 |
Проектирование подстанции 110/10 кВ |
При выборе аппаратов и проводников учитываются следующие факторы:
1. Род установок (в помещении или на открытом воздухе);
2. Температура окружающей среды;
3. Влажность и загрязненность атмосферы или помещения;
4. Габариты, вес аппарата и удобство его размещения в РУ;
5. Стоимость аппарата.
Изоляция проводов и кабелей должна соответствовать установке, для чего должно быть выполнено условие:
(кВ). (6.1)
6.1 Расчетные условия для проверки аппаратов и проводников по рабочему режиму:
Для выбора и проверки аппаратов и проводников необходимо произвести расчет нормального - (А), и утяжеленного (А) рабочих токов.
Для однотрансформаторных подстанций:
(А). (6.2)
Для n параллельных линий утяжеленным режимом является отключение одной из линий:
(А). (6.3)
Где мощность нагрузки линии (ВА), - номинальное напряжение линии.
(А). (6.3)
При выполнении курсового проекта аварийные режимы на линии ВН не рассматриваются поэтому расчет токов произведем для линии НН.
Определим нормальный и утяжеленный ток на низшей ступени:
(А).
(А).
Определим нормальные и утяжеленные токи для каждого потребителя :
Сельскохозяйственный район:
(А).
(А).
Населенный пункт:
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
19 |
Проектирование подстанции 110/10 кВ |
(А).
Предприятие черной металлургии:
(А).
(А).
Предприятие бумажной промышленности:
(А).
(А).
Обогатительная фабрика:
(А).
(А).
Выбор и проверка шин.
Выбор шин ВН.
В ОРУ 115кВ выберем в качестве шины гибкий проводник параметры которого указаны в п.4. Сечение проводника примем равным сечению провода ВН (мм2).
Произведем проверку проводника на термическую стойкость:
( ). (6.4)
Где - расчетная температура шины при коротком замыкании, - допустимая температура нагрева шины при КЗ (для алюминиевых гибких и твердых шин 200 ).
Найдем температуру проводника до момента возникновения КЗ:
( ). (6.5)
Где - температура окружающей среды (+30 ), - длительно допустимая температура проводника (+70 ), - номинальная температура воздуха (+25 ).
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
20 |
Проектирование подстанции 110/10 кВ |
Значение по графику:
=9.6 ( ), где - сложная функция температуры проводника( ).
Сложная функция температуры проводника при протекании тока КЗ:
( ). (6.6)
Где - коэффициент учитывающий удельное сопротивление и эффективную теплоемкость проводника (для алюминиевых шин и проводов 1.054), - импульс квадратичного тока КЗ (кА2 с), g – сечение проводника (мм2).
Импульс квадратичного тока КЗ:
(кА2 с). (6.7)
Где - время отключение электроустановки (0.18 с).
Определим импульс квадратичного тока КЗ:
(кА2 с).
Определим значение сложной функции температуры проводника при КЗ:
( ).
Для данного значения =20 ( ), что удовлетворяет условию термической стойкости.
6.2.2 Выбор шин НН.
В РУ 6-10 кВ ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами. Согласно ПУЭ жесткие проводники проверяются на термическую и электродинамическую стойкость.
По справочнику для НЛ выберем шину сечением 120х8 мм. Количество полос на фазу – 1. Допустимы ток – 2040 А.
Произведем проверку на термическую стойкость:
Найдем температуру проводника до момента возникновения КЗ:
( ).
Значение по графику:
=60 ( ).
Определим импульс квадратичного тока КЗ:
(кА2 с).
Определим значение сложной функции температуры проводника при КЗ:
( ). ь
Для данного значения 79 ( ), что удовлетворяет условию термической стойкости.
Произведем проверку шины на электродинамическую стойкость:
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
21 |
Проектирование подстанции 110/10 кВ |
( ). (6.8)
Где а – расстояние между фазами (а=26 см).
( ).
Изгибающий момент:
( ). (6.9)
Где l – длина пролета между опорными изоляторами шинной конструкции (l=70 см).
( ).
Напряжение в материале шины при воздействии изгибающего момента:
(МПа). (6.10)
Где W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия (см3).
(мм3). (6.11)
Где b=8 (мм), h=120 (мм) - размеры шины.
(см3).
Определим напряжение в материале шины:
(МПа).
Допустимое значение напряжения в материале шины (МПа).
Условие механической прочности:
(МПа). (6.12)
Условие механической прочности выполняется.
Выбор шин потребителей.
Расчет шин для потребителей произведем на примере потребителя с самым большим током утяжеленного режима.
По справочнику для НЛ выберем шину сечением 50х6мм. Количество полос на фазу – 1. Допустимый ток –745 А.
Произведем проверку на термическую стойкость:
Найдем температуру проводника до момента возникновения КЗ:
( ).
Значение по графику:
=20 ( ).
Определим импульс квадратичного тока КЗ:
(кА2 с).
Определим значение сложной функции температуры проводника при КЗ:
( ).
Для данного значения 137 ( ), что удовлетворяет условию термической стойкости.
Произведем проверку шины на электродинамическую стойкость:
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
22 |
Проектирование подстанции 110/10 кВ |
( ). (6.13)
Где а – расстояние между фазами (а=26 см).
( ).
Изгибающий момент:
( ). (6.14)
Где l – длина пролета между опорными изоляторами шинной конструкции (l=70 см).
( ).
Напряжение в материале шины при воздействии изгибающего момента:
(МПа). (6.15)
Где W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия (см3).
(мм3). (6.16)
Где b=6 (мм), h=50 (мм) - размеры шины.
(см3).
Определим напряжение в материале шины:
(МПа).
Допустимое значение напряжения в материале шины (МПа).
Условие механической прочности:
(МПа). (6.17)
Условие механической прочности выполняется.
Дата добавления: 2023-01-08; просмотров: 28; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!