1 определение нагрузок в комплексной форме 4 страница

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 8Следующая ⇒

Найдём токи КЗ в начальный момент времени.

Определим периодическую составляющую тока КЗ:

(102)

где =1- сверхпереходная ЭДС системы;

Определим апериодическую составляющую тока КЗ:

(103)

Определим ударный ток КЗ:

; (104)

где =1,7 – ударный коэффициент, [3, c.150];

Определим токи КЗ в момент отключения.

Предварительно выбираем выключатель ВГТ-110-40/2500У у которого собственное время отключения tв=0,055с.

Определим полное время отключения выключателя:

(105)

где - время срабатывания релейной защиты;

Определяем апериодическую составляющую тока КЗ:

(106)

где [3,c.151] при Та=0,025-постоянная времени затухания,[3, c.150] и

Определим периодическую составляющую тока КЗ:

-определяется по кривым [3,c.152]

-номер кривой; (107)

(108)

Из формулы (100) следует что <1, поэтому можно считать, что ток КЗ не затухающий: .

Данные расчётов тока КЗ для точки К1 сведём в таблицу 7.

12.4 Расчёт токов КЗ для точки К2

Преобразуем схему замещения (рисунок 23), используя правила преобразования, к точке К2. В данном случае рассматривается КЗ на шинах 10 кВ ПС№1, поэтому к преобразованной схеме к точке К1 (рисунок 25) добавляется сопротивление обмоток трансформатора Х₁₄. Получаем схему замещения для точки К2 (рисунок 26):

Рисунок 26 – Схема замещения для точки К2

Сложив сопротивления Х₁₉ и Х₁₄ последовательно получим преобразованную схему замещения к точке К2 (рисунок 27)

Рисунок 27 – Схема замещения преобразованная к точке К2

Определим базисный ток:

Из формулы (101):

Определим ток КЗ от системы.

Найдём токи КЗ в начальный момент времени.

Определим периодическую составляющую тока КЗ:

Из формулы (102):

Определим апериодическую составляющую тока КЗ:

Из формулы (103):

Определим ударный ток КЗ:

Из формулы (104):

где =1,85 – ударный коэффициент, [3, c.150];

Определим токи КЗ в момент отключения.

Предварительно выбираем выключатель ВБЭ-10-31,5/2000УХЛ1 у которого собственное время отключения tв=0,085с.

Определим полное время отключения выключателя:

Из формулы (105):

Определяем апериодическую составляющую тока КЗ:

Из формулы (106):

где [3,c.151] при Та=0,07-постоянная времени затухания,[3, c.150] и

Определим периодическую составляющую тока КЗ:

-определяется по кривым [3,c.152].

Используя формулы (107), (108):

Из этого выражения видно, что <1, поэтому можно считать, что ток КЗ не затухающий: .

Данные расчётов тока КЗ для точки К2 сведём в таблицу 7.

Таблица 7 – Данные расчётов токов короткого замыкания на ПС№2

Источники КЗ	I_п.о., кА	i_а.о., кА	i_у., кА	i_а._τ., кА	I_n.t,_кА
От системы К1	3,42	4,84	8,22	0,92	3,42
От системы К2	8,19	11,58	21,43	4,98	8,19

13 ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ, ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ ЗАДАННЫХ ЦЕПЕЙ НА ПОДСТАНЦИИ №1

13.1 Выбор электрооборудования в цепи трансформатора

13.1.1 Выбор электрооборудования на стороне 110кВ трансформатора

13.1.1.1 Выбор выключателя и разъединителя 110кВ

Выключатель и разъединитель выбираем по напряжению и току из условий:

U_уст <U_ном (109)

I_max<I_ном (110)

Найдём ток на стороне 110кВ трансформатора:

(111)

По каталогу АО «Уралэлектротяжмаш» выбираем выключатель типа ВГТ-110-40/2500У[10] с пневмогидравлическим приводом и разъединитель типа РНДЗ-2-110/1000У1[10] с приводом типа ПРН-110У1. Сравним данные выбранного оборудования с расчётными. Для удобства сравнения составим таблицу 8.

Таблица 8 – Сравнительные характеристики выключателя и разъединителя 110кВ

Расчётные данные

Каталожные данные

ВГТ-110-40/2500У

РНДЗ-2-110/1000У1

Выбранное оборудование удовлетворяет всем расчётным данным.

13.1.1.2 Выбор сборных шин РУ110кВ и ошиновки трансформатора на стороне110кВ

В РУ35кВ и выше применяются гибкие шины, выполненные проводами марки АС. Сборные шины по экономической плотности тока не выбираю. Поэтому выбор производят по длительно допустимому току и проверяют по термическому воздействию тока КЗ из условий:

(112)

, (113)

где С=91 - значение функции для алюминиевых проводов;

- сечение выбранного провода.

Так как для сборных шин на напряжении 110кВ расстояние между фазами принято три метра, тот силы взаимодействия между фазами незначительны, поэтому проверку сборных шин на электродинамическую стойкость на проводят.

Найдём максимальный ток, который будет протекать по сборным шинам. В данном случае это ток при протекании мощности S₁=72,466+j48,786МВА из п.п.5.2.4:

(114)

Выбираем провод типа С-185/29 с I_доп=510 А – условие (112) выполняется.

По короне провод проходит, так как, .

Проверим на действие тока КЗ. Из выражения (113):

Условие (113) выполняется.

Ошиновку трансформатора со стороны 110кВ примем такую же как сборные шины, для удобства монтажа. Поскольку расстояние от сборных шин до вводов трансформатора на ПС не велико это не вызовет дополнительных затрат.

13.1.1.2 Выбор трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, ограничителей перенапряжения и изоляторов на 110кВ

Трансформаторы тока, предназначенные для питания измерительных приборов, релейной защиты и противоаварийной автоматике выбираются по номинальному напряжению, по номинальному току, причем, номинальный ток должен быть как можно ближе крабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей, классу точности, по электродинамической стойкости. Выберем к установке трансформаторы тока TG-145 300/5 с элегазовой изоляцией. Параметры представлены в таблице 9 и встроенные трансформаторы тока в силовых трансформаторах ТВ-110.

Таблица 9 – Параметры трансформаторов тока

Параметр	TG-145	ТВ-110	Расчетное или заданное значение
Номинальное напряжение	110 кВ	110 кВ	110 кВ
Ток нормального режима	300А	1000А	247А
Проверка на электродина-мическую стойкость	40 кА	40 кА	8,22 кА
По тепловому импульсу тока КЗ,			2,16

Трансформаторы напряжения предназначены для питания катушек электроизмерительных приборов. Трансформатор устанавливается на каждую секцию сборных шин. К нему подключаются измерительные приборы всех присоединений данной секции и сборных шин. Выбираются трансформаторы напряжения аналогично трансформатору тока:

-по напряжению установки:U_уст £ U_ном;

-по конструкции и схеме соединения обмоток;

-по классу точности;

К установке примем трансформатор напряжения типа СРА–123(2b) [9],

имеющий первичную обмотку (В), основную (В) и дополнительную вторичную 100 (В). Так как, к трансформатору будут подключены приборы учёта электроэнергии, то он должен работать в классе точности 0,5. Остальные параметры трансформатора представлены в таблице 10.

Таблица 10- Параметры трансформатора напряжения 110кВ

Тип	Номинальная мощность, ВА, в классе 0,5	Предел мощности, ВА
3х3СРА-123 (2b)	3х200=600	3х200=600

Ограничители перенапряжения предназначены для зашиты оборудования подстанции от перенапряжения. ОПН выбираются по напряжению установки. Примем к установке ограничители перенапряжения в полимерном корпусе ОПН− 110 В УХЛ1.

Таблица 11 − Технические данные ОПН − 110 УХЛ1

Номинальное напряжение, кВ
Наибольшее рабочее напряжение, кВ
Остающееся напряжение при импульсном токе 1,2/2,5 мс с амплитудой: − 400 А, не более, кВ
Остающееся напряжение при импульсном токе 8/20 мкс с амплитудой 5000 А, не более, кВ
Пропускная способность (20 воздействий импульсов тока): − 8/20 мкс с амплитудой, А − 1,2/2,5 мс с амплитудой, А	10 000
Высота, мм

В РУВН гибкие шины закреплены на опорах при помощи изоляторов.

Для установки примем полимерный изолятор типа ЛК 70/110-А2 /2/. Данные на изолятор приведены в таблице 12.

Таблица 12 − Технические данные изолятора ЛК 70/110-А2

Показатель	ЛК 70/110-А2
Номинальное напряжение, кВ
Механическая разрушающая сила при растяжении, не менее, кН
Строительная высота Н, мм
Длина изоляционной части L, мм
Длина пути утечки, см
Масса, не более, кг	2,8
Выдерживаемое напряжение: − в сухом состоянии, кВ − под дождем, кВ
Значение напряжения полного грозового импульса, кВ

13.1.2 Выбор электрооборудования на стороне 10кВ трансформатора

13.1.2.1 Выбор выключателя и ячейки КРУН на вводе 10кв

При напряжении 10кВ в настоящее время наибольшее распространение получили комплектные распределительные устройства (КРУ) с вакуумными выключателями.

В качестве распределительного устройства 10 кВ целесообразно применить закрытое КРУ заводского изготовления, состоящего из отдельных ячеек различного назначения.

Для комплектования КРУН-10 кВ выберем малогабаритные ячейки КРУ СЭЩ-59, изготовляемые самарским заводом «Электрощит». Данные ячейки отвечают современным требованиям эксплуатации, имеют выкатные тележки с вакуумными выключателями, безопасный доступ к любому элементу КРУ-10.

В составе КРУ сери КРУ СЭЩ-59 входят вакуумные выключатели типа ВВУ-СЭЩ-10 с электромагнитным приводом, трансформаторы тока, ОПН, заземляющие ножи, сборные и соединительные шины, опорные и переходные изоляторы.

Выключатель 10кВ и КРУН выбираем аналогично п.п. 13.1.1.1, используя выражения (109), (110). Определим максимальный ток трансформатора на стороне 10кВ, используя в формуле(111) U=10кВ:

Для установки вводных выключателей 10кВ выбираем выключатели серии ВВУ-СЭЩ-Э3-10-31,5/2000У2 [11], ориентируясь на установку на стороне 10кВ комплектного распределительного устройства наружной установки (КРУН) серии КРУ СЭЩ-59 [11]. Секционные выключатели принимаем такими же, как и вводные на соответствующем напряжении. Ячейки КРУ СЭЩ-59, которыми комплектуется РУ НН, имеют сборную шину на номинальный ток 2000А. Необходимости в их проверке по условиям выбора токоведущих частей нет, поскольку завод-изготовитель гарантирует соответствие параметров сборных шин, требованиям предъявляемым при их выборе. Сравним каталожные данные выключателя и КРУ с расчётными значениями. Для этого составим таблицу 13.

Таблица 13 – Сравнительные характеристики выключателя и КРУН 10кВ

Расчётные данные

Каталожные данные

ВВУ-СЭЩ-Э3-10-31,5/2000У2

КРУ СЭЩ-59

13.1.2.2 Выбор токопроводящих частей от трансформатора до КРУН 10кв

Для закрытых распределительных устройств ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами. При токах до 3000 А применяются одно- и двухполосные шины. При больших токах рекомендуются шины коробчатого сечения.

Соединение трансформатора с КРУ выполняется шинным мостом из прямоугольных алюминиевых шин. Согласно ПУЭ шинный мост и ошиновка в пределах КРУ по экономической плотности тока не проверяются. Выбор шинного моста производим по допустимому току (т.е. по нагреву). В данном случае это ток трансформатора I_мах = 1904 А

Принимаем двухполосные шины сечением =2 (60 х 10)=1200 мм²; I_доп = 2040А

Проверяем шины на нагрев по условию (112):

I_мах = 1904(А)< I_доп = 2040(А)

По нагреву шины прохдят.

Проверяем шины на термическую стойкость по условию (113):

< =1200 мм²

По термической стойкости шины проходят.

Проверяем шины на механическую прочность.

Определяем длину пролёта при условии, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц:

; (115)

Откуда (116)

где l – длина пролёта между изоляторами;

J –момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы, (см ⁴);

q – поперечное сечение шины, (см ²).

Если шины расположены горизонтально, то:

(117)

Принимаем расположение шин горизонтальное, пролёт 1,2 м, расстояние между фазами а = 0,8 м.

Определяем расстояние между прокладками:

(118)

(119)

;

Механическая система две полосы – изоляторы должна иметь частоту собственных колебаний больше 200 Гц, чтобы не произошло резкого увеличения усилия в результате механического резонанса. Исходя из этого величина l_п выбирается ещё по одному условию:

(120)