2.6 Выбор марок и сечения ЛЭП

Подвод напряжени35кВ к подстанции "Шершневская" предполагается осуществлять воздушной линией. Расчетный ток для нее определяем по формуле:

Iр.в.л.= ,

Где Sр.тр.- расчетная мощность трансформатора, из пункта 2.4.;

Sосн. мех.- мощность двигателей основных механизмов;

Uном.(вн) – номинальное напряжение питания, 35кВ.

Iр.вл. = =197,2 А

Выбираем для воздушной линии алюминиевый провод марки АС, сечением 50 мм2 (допустимая длительная токовая нагрузка 215А стр. 31 /3/ )

2.7 Потери напряжения в силовых трансформаторах и ЛЭП

Потеря напряжения на участке сети – это алгебраическая разность между величинами напряжения в начале и в конце этого участка.

Допустимые потери напряжения в нашем случае определяются для электроприемников с номинальным напряжением 35 кВ.

Сумарные потери напряжения в сети при нормальной работе электроприемников определяются выражением

Uнорм.=Uтр.+ Uл.

Где Uтр  - потери напряжения на обмотках трансформатора;

Uл. – потеря напряжения в линии:

Потерю напряжения в линии, т.е. арифметическую разность между напряжением в начале и в конце линии с достаточной точностью определим из выражения:

U = *Iрl*(r cosj + х sinj),

Где l – длина линии ,км.;

r и x – активное и индуктивное сопротивление 1 км. одной фазы линии, Ом/км;

Iр – расчетный ток нагрузки, А.:

Iр = ,

Где U ном – номинальное линейное напряжение линии электропередачи, кВ

Iр = 197,2 А из пункта 2.5.

rвл = 0,63 Ом/км ; хвл = 0,363 Ом/км /3/

U = *197,2*12*(0,63*0,7+0,363*0,71)=1400,3 В

что составляет 4% от U ном = 35 кВ

Допустимая потеря напряжения в воздушной линии составляет 8% /3/.

4  8

По полученному результату видим, что выбранное сечение удовлетворяет условию по потере напряжения.

Потеря напряжения в обмотках трансформатора определяется по формуле:

Uтр =*Iтр.*(1,5*Rтр.cosjтр.+Хтр.sinjтр.),

где 1,5 – коэффициент, учитывающий нагрев обмоток от +20 до 150оС;

jтр – угол сдвига фаз нагрузки трансформатора

Rтр = 0,60; Xтр = 0,257; cosj тр =0,75

Потеря напряжения в кабельной линии

 Uтр =*197,2*(1,5*0,75+0,257*0,76)=291,7 В

Сумарные потери напряжения в сети будут равны:

Uнорм.=1400,3+291,7=1692 В.

Для нормальной работы электроприемников согласно /3/ величина напряжения по стороне 35кВ должна быть не менее 0,95 от номинального:

33308 ≥ 33250

По полученным результатам видим, что выбранное сечение удовлетворяет условию по потере напряжения.

Проверяем данный проводник по экономической плотности тока:

Экономически целесообразное сечение S, мм2, определяется из соотношения

S =,

Где I – расчетный ток в час максимума энергосистемы, А; Jэк – нормированное значение экономической плотности тока, А/мм2, для заданных условий работы выбираемых по таблице 1.3.36. стр.36./3./

S = = 151,7 А

Выбранный проводник марки АС-50 имеет длительный допустимый ток нагрузки согласно /3/ =251 А , отсюда следует , что он подходит по параметрам экономической плотности тока с учетом дальнейшего увеличения нагрузки на перспективу.

2.8 Определение токов короткого замыкания и выбор коммутационной аппаратуры ГПП

Расчет произведен в относительных единицах /4/, так как мощность питающей системы неизвестна и неизвестно сопротивление системы, принимаем, что мощность системы не ограничена Sс =¥, точка короткого замыкания значительно удалена от источника питания, сопротивление системы до точки соединения потребителей принимаем равным нулю.

Параметры необходимые для расчета приведены на рис.2.3.

Составляем схему замещения рис.2.4.

За базисную мощность принимаем номинальную мощность трансформатора:

Sб=6,3(MBA) за базисное напряжение

Uбв.н=37(KB); Uбн.н=6,3(кВ)

Рассчитываем величину базисного тока

Определяем сопротивление элементов схемы в базисных единицах:

Воздушные линии электропередач:

где

 - удельное активное и индуктивное сопротивление линии (Ом/км);

L- длина линии (км) Трансформатор:

где,

 - напряжение короткого замыкания трансформатора (%). Активное сопротивление трансформатора не учитываем, так как

Sном,т=6,3(МВА)

Сопротивление системы:

где,

-ток питающей системы

Расчет сопротивлений элементов схемы замещения и суммарных сопротивлений до точки к.з. приведен в табл. 2.3.

Величина установившегося трехфазного тока к.з. рассчитывается по формуле:

Величина двухфазного тока к.з. рассчитывается по формуле:

Ударные токи к.з. рассчитываются, как мгновенное значение ударного тока к.з. через полпериода после возникновения к.з.

где,

Ку - ударный коэффициент.

Наибольшее действующее значение ударного тока к.з.

, (кА)

Так как при расчете токов к.з. учитывается активное сопротивление ВЛ, то ударный коэффициент определяется по выражению:

где

Та - постоянная времени затухания аппериодической составляющей

Величина мощности установившегося трехфазного к.з. находится по выражению:

Расчет токов к.з., ударных токов, мощностей к.з. в расчетных точках, приведен в табл. 2.3.

Для расчетов токов к.з. на стороне низкого напряжения п/с "Шершнёвская" используем параметры и схему изображенную на рис. 2.5(а). Схема замещения приведена на рис. 2.5(б). Результаты расчетов токов к.з., ударных токов, мощностей к.з. в расчетных точках приведены в табл. 2.3.

Рисунок 2.3

Рисунок 2.4

Рисунок 2.5

Таблица 2.3.

2.9 Выбор распределительных устройств высокого напряжения ГПП и конструкций трансформаторной подстанции

Строительные конструкции подстанции принимаем из унифицированных железобетонных элементов. Конкретно из этих элементов выполняем фундаменты под силовые трансформаторы, с укладкой их на балластовую подушку и фундамент под комплектное распределительное устройство на стороне низкого напряжения. Ограждение подстанции предусматриваем сетчатое, высотой 1,8м, сетка крепится к железобетонным столбам. Питание подстанции осуществляется по двухцепной линии подключенной от ОРУ 35кВ подстанции "Нефтяная". Линия выполнена проводом марки АС-50.

На ОРУ подстанции "Шершнёвская", на каждой линии установливаем шины высокого напряжения( ошиновку выполнить алюминиевым проводом А-50) шины между линейными MB и трансформаторами, а так же подсоединение секционного масляного выключателя выполняем алюминиевыми трубами диаметром 60мм. На каждой секции шин устанавливаем линейные масляные выключатели, шины секционируются между собой масляным выключателем. Для защиты от перенапряжений на шинах устанавливаем разрядники типа РВС и трансформаторы типа 2НОМ-35. К секциям шин подключаются силовые трансформаторы через масляные выключатели, которые, путем гибкой ошиновки, подсоединяются к шинным вводам комплектного распределительного устройства (КРУ) на 6,3кВ и оборудуются двадцатью пятью шкафами выкатного типа марки К-59. Вывод осуществляется как через шинные, так и через кабельные вывода. Каждый шкаф оборудован АПВ однократного действия с моторно-пружинным приводом. Секции шин 6кВ (1 и 2) секционируются между собой масляным выключателем. К каждой секции шин подключаются измерительные трансформаторы напряжения типа НТМИ 6,3 и вентильные разрядники типа РВ0-6, а также трансформаторы собственных нужд типа ТМ-25/6.

Схема основных электрических соединений подстанции представлена на графическом листе 4.

Выбор и проверка высоковольтных электрических аппаратов, устанавливаемых на стороне 35кВ подстанции "Шершнёвская" проводится по условиям длительного режима работы и по условиям протекания токов к.з.

Первоначально, на стороне 35кВ подстанции, намечаем установку разъединителей типа РЛНД2-35/630.

Номинальное напряжение сети, в которой устанавливается разъединитель:

 где

, данное условие выполняется.

Максимальный рабочий ток цепи, в которой устанавливается разъединитель:

Iраб.мах.=Iном., А, где

Iном - длительный номинальный ток разъединителя.

Рассчитываем Iраб.мах., из наиболее неблагоприятного режима эксплуатации. Для цепей трансформаторов с учетом допустимой 1,5 кратной перегрузки:

Iраб.мах.=1,5 Iтр.ном., где

Iтр.ном. номинальный рабочий ток трансформатора

I раб.мах. = 1,5*104=156(A);

I раб.мах.=156(А)<I ном.=630 (А), данное условие выполняется.

Ударный ток в цепи, где устанавливается разъединитель:

где

 - номинальный ток электродинамической стойкости разъединителя

данное условие выполняется.

Тепловой импульс тока к.з., характеризующий количество теплоты, выделяющейся в аппарате за время к.з.:

,

где

Iпр.m - предельный ток термической стойкости, который данный аппарат может выдержать без повреждения в течении предельного времени термической стойкости tm

Вк = Iк*tпр,

где

tпр.=0,2(с) приведенное время короткого замыкания.

Вк =0,92 * 0,2 = 0,17<20 * 4 = 1600 , данное условие выполняется.

Согласно расчетам, данный тип разъединителя проходит по своим параметрам, поэтому все разъединители РУ ВН, линейные, секционные, трансформаторные. Выбираем тип РЛНД2-35/630, всего 8 штук. Технические данные приведены в табл. 2.4.

Выбор масляного выключателя РУ ВН.

Намечаем выключатель типа С-35М-630-10. Номинальное напряжение цепи, в которой стоит выключатель - 35кВ.

Uном.с = Uном.в; кВ

Uном.с = 5(кВ)=Uном.в =35(кВ), данное условие выполняется.

Максимальный рабочий ток в цепи, в которой установлен выключатель:

Iраб.мах.<Iном.в; (А)

Iраб.мах.=156(А)<Iном.в=630(А), условие выполняется.

Проверяем выключатель на электродинамическую стойкость:

i уiпр.с ; кА,

iуд=2,1(кА)<iпр.с=10(кА), выключатель удовлетворяет данному условию.

Проверяем выключатель по условию термической устойчивости:

Iк * tпрIт.у.tmу; кА, где

t пр.=0,2(с) приведенное время длительности короткого замыкания;

tmу=4(c)-предельное время термической стойкости;

Iт.у.-предельный ток термической стойкости ;

0.92*0,2=0.17(А)<10*4=400(кА), то есть по условию термической стойкости данный выключатель подходит. Проверяем выключатель по отключающей способности:

Iо.рас.Iо.ном.; кА, где

Iо.рас.=Iк=0.92(кА) - расчетный ток отключения;

Io.ном.=10(кА) - номинальный ток отключения.

0.92<10, то есть по отключающей способности выключатель подходит.

На основании расчетов окончательно выбираем для РУ ВН масляные выключатели типа С-35М-630-10, всего 3 штуки. Технические данные приведены в табл. 2.5.

Для ОРУ подстанции выбираем разрядники типа РВС-35. Технические данные разрядников приведены в табл. 2,6.

На стороне низкого напряжения подстанции "Шершнёвская" выбираем к установке комплектное распределительное устройство внутренней установки типа К-59, оборудованного выключателями ВБКЭ-10. Основные технические характеристики приведены в таблице 2.7.

Производим проверку вакуумных выключателей. Номинальное напряжение сети, в которой установлен выключатель - 6,3(кВ).

Uном.сUном.с; кВ,

Uном.с =6,3(кВ)Uном.в=10(кВ), данное условие выполняется.

Максимальный рабочий ток в цепи, в которой устанавливается выключатель:

Iраб.мах.<I ном. (А),

I ном.в=1000(А);

866<1000, данное условие также выполняется.

Проверяем выключатель на электродинамическую стойкость:

данное условие выполняется.

Проверяем выключатель по условию термической стойкости:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7