Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчёт электрической части подстанции

Содержание

Задание

1. Определение суммарной мощности потребителей 3 подстанции

2. Выбор силовых трансформаторов

3. Расчет токов короткого замыкания (к.з.)

4. Выбор электрических аппаратов

4.1 Выбор выключателей

4.2 Выбор разъединителей, отделителей и короткозамыкателей

4.3 Выбор средств ограничения токов короткого замыкания

4.4 Выбор измерительных трансформаторов

4.5 Выбор трансформаторов собственных нужд (т.см.)

5. Расчет заземляющего устройства

6. Выбор устройств от перенапряжения и грозозащиты

Литература

Задание

Сведения о энергосистеме:

Uс = 110 кВ

Sc = 500 кВА

xc = 0,6

nc = 4

lc = 160 км

Сведения о нагрузке потребителей, присоединённых на стороне низшего напряжения подстанции.

Uнн = 6 кВ

nЧP = 2Ч6 МВт

Kмп = 0,7

cosц = 0,7

Tмакс = 7000 ч.

1. Определение суммарной мощности потребителей подстанции

Суммарная активная мощность на стороне НН

Pнн = ?nнн•P?нн•Кмп = 2•6•0,7 = 8,4 МВт

Полная мощность на стороне НН

Sнн = Pнн/cosц = 8,4/0.7 = 7,7 МВ•А

Реактивная мощность на стороне НН

Qнн = Sнн•sinц = 7,7•0,436 = 3,36 МВ•А

Суммарная на стороне ВН

Pвн = Pнн = 8,4 МВт

Qвн = Qнн = 3,36 МВ•А

Sвн = v PІвн + QІвн = v8,4 І + 3,36 І = v81 = 9 МВ•А

2. Выбор силовых трансформаторов

Исходя из условия Sнт ? (0,65…0,7)Sвн > Sнт ? 6,3 МВ•А выбираем следующий трансформатор:

Таблица 1.

ТМН	Номинальная мощность, МВ•А	ВН, кВ	НН, кВ	Потери, кВт	Uк, %	Iхх, %
				Pхх	Pкз
	6,3	115	6,6	Вариант материала магнитопровода	ВН-НН	10,5	0,9
				А	В
				10	13	49

электрический подстанция трансформатор

3. Расчёт токов короткого замыкания

Составляем расчётную схему для данной подстанции.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.

По расчётной схеме составляем электрическую схему замещения.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.

Выразим параметры расчётной схемы в относительных единицах. Для этого приведём сопротивления схемы замещения к одним и тем же базовым параметрам.

SБ = 100 МВ•А; UБвн = 115•1,05 = 120,75 кВ;

UБнн = 6,6•1,05 = 6,93 кВ.

Определим базовый ток и базовое сопротивление:

IБвн = SБ/v3•UБвн= 100•10 /v3•120,75•10 = 0,52 кА;

IБнн = SБ/v3•UБнн = 100•10 /v3•6,93•10 = 8,33 кА;

XБ = UБ/v3•IБ = 6,93/v3•8,33 = 0,48 Ом.

Сопротивление обмоток силовых трансформаторов и линий электропередачи (в о.е.):

XT% = UK% = 10,5%

XИT1 = XИT2 = XT%•SБ/100•Sном = 10,5•100/100•6,3 = 1,66

XИЛ1ВН = XИЛ2ВН = XИЛ3ВН = XИЛ4ВН = Хс = 0,6

XИЛ1НН = XИЛ2НН = ХБ•l•SБ/UБ = 0,48•80•10 •100•10 / 6,93 •10 = 80

Преобразуем схему замещения к наиболее простому виду:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.

ZРЕЗ ЛВН1,2 = XИЛ1ВН • XИЛ2ВН/ XИЛ1ВН + XИЛ2ВН = 0,6•0,6/0,6+0,6 = 0,3

ZРЕЗ ЛВН3,4 = XИЛ3ВН • XИЛ4ВН/ XИЛ3ВН + XИЛ4ВН = 0,6•0,6/0,6+0,6 = 0,3

ZРЕЗ ЛВН = ZРЕЗ ЛВН1,2 • ZРЕЗ ЛВН3,4 / ZРЕЗ ЛВН1,2 + ZРЕЗ ЛВН3,4 = 0,15

ZРЕЗ Т = XИT1 • XИT2/ XИT1 + XИT2 = 1,66•1,66/1,66+1,66 = 2,76/3,32 = 0,83

ZРЕЗ ЛНН = XИЛ1НН • XИЛ2НН/ XИЛ1НН + XИЛ2НН = 80•80/80+80 = 40

Определим начальное значение периодической составляющей тока и мощности к.з. для каждой точки к.з.:

IПО1 = EИ/ ZРЕЗ ЛВН = 1/0,15 = 6,6

IПО2 = EИ/ ZРЕЗ ЛВН + ZРЕЗ Т = 1/0,15+0,83 = 0,98

IПО3 = EИ/ ZРЕЗ ЛВН + ZРЕЗ Т + ZРЕЗ ЛНН =1/0,15+0,83+40 = 0,025

Определим ударный ток:

iу = v2• IПО1•KУ1 = v2•6,6•1,7 = 12

iу = v2• IПО2•KУ2 = v2•1•1,6 = 2,26

iу = v2• IПО3•KУ3 = v2•0,025•1,369 = 0,048

4. Выбор электрических аппаратов

4.1 Выбор выключателей

Выключатели выбирают по номинальному напряжению Uном, длительному току Iраб, отключающей способности, проверяют на термическую и динамическую устойчивость.

Для наружной установки:

Uуст = 110 кВ;

Iраб мах = 2ЧIном л = 2Ч0,52 = 1,04 кА;

IПО = 5;

iу = 12;

v2• IПО + iу = 19

Исходя из этого выбираем выключатель ВМК- 110- 2000-20У1.

Таблица 2.

Расчётные величины	Каталожные данные выкл.
Uуст = 110 кВ	Uном = 126 кВ
Iраб мах = 1,04 кА	Iном = 2000 А
IПО = 5	51
iу = 12	20
v2• IПО + iу = 19	20
Вк	20\3

Для внутренней установки выбираем выключатель ВЭМ-6э-1000-20Т3.

Таблица 3.

Расчётные величины	Каталожные данные выкл.
Uуст = 6 кВ	Uном = 7,2 кВ
Iраб мах = 16,66 кА	Iном = 20 кА
IПО = 1	52
iу = 2,26	20
v2• IПО + iу = 2,26	20
Вк	20\5

4.2 Выбор разъединителей, отделителей и короткозамыкателей

Выбор разъединителей, отделителей и короткозамыкателей производится, так же как и выключателей, но без проверок на отключающую способность.

Таблица 4. Разъединители.

Тип	Uном, КВ	Iном, КА	Стойкость при сквозных токах главных ножей Пред.сквозной I, КА	Ток термической стойкости КА/С
РЛНД 110/630	110	630	80	31.5/4
РВК 10/5000	10	5000	200	70/10

Таблица 5. Отделители.

Тип	Uном, КВ	Iном, КА	Стойкость при сквозных токах главных ножей Пред.сквозной I, КА	Ток термической стойкости КА/С
ОД 110У/1000У1	110	1000	80	31.5/3

Таблица 6. Короткозамыкатели.

Тип	Uном, КВ	Iном, А	Стойкость при сквозных токах главных ножей Пред.сквозной I, КА	Ток термической стойкости КА/С
КЗ-110М	110	--	34	13,3/3

4.3 Выбор средств ограничения тока короткого замыкания

Таблица 7.

Тип	Uном, КВ	Iном, А	Потери индуктивности %	Ток эл.дин. стойкости, КА	iтvtт ,КА*с0.5	Масса, кг
ТОРМ 110-650-15	110	650	15	12.4	15.4	40000
РТН 3300/691	6	3300	35	-	-	-

4.4 Выбор измерительных трансформаторов

Выбор трансформаторов тока.

Uном>Uисх.

Iном>Iраб. макс

Bк<(КтIном)^2tт

По классу точности

Iу=v2КдIном

тип	Uн, КВ	Наибольшее рабочее напряжение, КВ	Iн, А	Класс точности	Ток электродинамической стойкости, КА	Термическая стойкость (ток/время), КА/С	Номинальная предельная кратность втор. обмотки для защиты
			I1	I2
ТФЗН 110б	110	126	300-600	5	0.5	126	26/3	20
ТПШЛ-10	10	12	5000	5	0.5	-	-	-

Выбор трансформаторов напряжения.

Трансформаторы напряжения выбирают по следующим параметрам:

а) напряжению Uном>Uисх.;

б) конструкции и схеме соединения обмоток;

в) классу точности

Тип	Uн, КВ	Дополнительная вторичная	Номинальная мощность дополн. к вторичной обмотки, ВА	Предельная мощность, ВА
	U1	U2
НКФ 110-83у1	110/v3	0.1/v3	0.1	400	2000
НТМК 6-71у1	6	0.1	-	75	640

4.5 Выбор трансформаторов собственных нужд

Sтсн=0.001Sн

Sтсн=6,3(кВА)

Сочетание U,КВ	Тип	Потери, ВТ хх	К.з	Uк,% От Uн	Iхх,% От Iн	Вид переключения
ВН	НН		Уровень А	Уровень В	К.з
6	0.4	ТМ	175	190	880	4.5	3	ПБВ

5. Расчет заземляющего устройства

Заземляющее устройства являются составной частью большинства электроустановок и служат для обеспечения необходимого уровня электробезопасности в зоне обслуживания электроустановки и за ее пределами, для отвода в землю импульсных токов с молниеотводом и разрядников, для создания цепи при работе защиты от замыкания на землю и для стабилизации напряжения фаз электрических сетей относительно земли.

В результате расчета необходимо определить :

а) требуемое ПУЭ сопротивление растекания заземляющего устройства подстанции.

б) требуемое сопротивление искусственного заземления.

в) размеры подстанции, схему заземляющего устройства, тип, форму, количество и размещение электродов на участке.

г) параметры заземления.

Для обеспечения безопасных значений напряжений прикосновения и шагового в ПУЭ нормируется величина сопротивления заземляющего устройства.

а) в установках 110 кВ Rз

При использовании естественных заземлителей сопротивление искусственного заземлителя Rи меньше требуемого Rз :

Rи=RЕ-Rз/RЕRз

Rи=1.5-0.5/1.50.5=1.3 Ом

Определяем сопротивление одной продольной полосы :

Rn.o.=

Rn.o.= Ом

Сопротивление всех продольных полос с учетом коэффициента использования :

Ом

Ом

Общее сопротивление сетки полос :

Ом

Общее сопротивление естественных заземлителей и сетки полос:

Если , то искусственных заземлителей в виде вертикальных электродов не требуется. Если , то необходимо использовать стержневые заземлители, общее сопротивление которых :

6. Выбор защиты от перенапряжений и грозозащиты

Основным аппаратом защиты оборудования подстанции от перенапряжения являются вентильные разрядники. Они устанавливаются на сборных шинах, если к шинам подключены воздушные линии электропередачи; на выводах высшего и среднего напряжения автотрансформаторов; в цепях силовых трансформаторов и отдельных линий, если разрядники, установленные на шинах, не обеспечивают должной защиты оборудования; в нейтралях силовых трансформаторов 110-220 кВ, работающих с изолированной нейтралью.

Таблица 11.

Тип		Uном, кВ	Uраб, кВ	пробивное напряжение	импульсное пробивное напряжение
				не менее	не более
РВО-10	для защиты изоляции электрооборудования	10	12.7	26	30.5	48
РВС-110	от атм., перенапряжений	110	100	200	250	285

Литература

1. Крючков И.П, Кувшинский Н.Н. Неклепаев Б.Н. “Электрическая часть электростанций и подстанций. - М Энергия 1978г

2. Лекции по курсу “Электрооборудование станций и подстанций”.

Размещено на Allbest.ru