Выбор числа, типа и мощности силовых трансформаторов подстанции.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

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

Тип

S_ном

кВ *А

U ном , кВ

потери, кВт

u _к , %

i _х , %

размеры, м

ВН

НН

Pх

Pк

ТРДЦН - 40000/110

40000

115

10,5; 10,5

160

10,5

0,7

7,02

4,85

6,3

Выбор трансформаторов собственных нужд.

Номинальная мощность трансформатора собственных нужд:

(МВА). (2.2)

(МВА).

Выберем по справочнику типовой трансформатор собственных нужд:

ТМ 2500/10

Таблица. 2.2 Параметры трансформатора собственных нужд

Тип	S _ном	ВН	НН	P_x	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

Проектирование подстанции 110/10 кВ

3. Выбор и обоснование электрической схемы подстанции.

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

Проектирование подстанции 110/10 кВ

4. Выбор марки и сечения проводов линии высокого напряжения.

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

Проектирование подстанции 110/10 кВ

Определим максимальную напряженность поля у поверхности нерасщепленного провода:

(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

Проектирование подстанции 110/10 кВ

5. Расчет токов короткого замыкания.

Составим расчетную схему подстанции:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Проектирование подстанции 110/10 кВ

Составим схему замещения:

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

Проектирование подстанции 110/10 кВ

Определим результирующие сопротивление до точки К1:

(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

Проектирование подстанции 110/10 кВ

Начальное значение периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания в точке К1:

(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

Проектирование подстанции 110/10 кВ

6. Выбор и проверка электрического оборудования подстанции.

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).

Определим нормальные и утяжеленные токи для каждого потребителя :

Сельскохозяйственный район:

(А).

Населенный пункт:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Проектирование подстанции 110/10 кВ

(А).

Предприятие черной металлургии:

(А).

Предприятие бумажной промышленности:

(А).

Обогатительная фабрика:

(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

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

Проектирование подстанции 110/10 кВ

Наибольшее удельное усилие в однополосной шине при трехфазном КЗ:

( ). (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

Проектирование подстанции 110/10 кВ

Наибольшее удельное усилие в однополосной шине при трехфазном КЗ:

( ). (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: 45; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!