История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Топ:
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Дисциплины:
2020-12-27 | 115 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Расчет токов КЗ и их ограничение
Расчет токов КЗ
С целью выбора и проверки ЭА и кабелей произведем расчет токов КЗ в относительных единицах для симметричного трехфазного КЗ. Для этого произвольно зададимся величиной базисной мощности равной SБ = 1000 МВА [1].
Схема присоединения ПС к сети представлена на рис.3.
Рисунок 3 – Схема присоединения тупиковой ПС
Составим схему замещения тупиковой ПС (рис.4), согласно схеме на рис.3:
Рисунок 4 – Схема замещения тупиковой ПС с отключенным секционным выключателем
Определим параметры схемы замещения и вычислим сопротивления для всех элементов расчетной схемы, согласно исходным данным (8-10):
(8) |
где - мощность КЗ системы С1;
(9) |
где - индуктивное сопротивление одного километра длины ВЛ, равное 0,4 Ом/км;
- длина линий от С1 до ПС в километрах;
- высшее напряжение в кВ;
(10) |
где - напряжение КЗ выбранного трансформатора [3];
- номинальная мощность трансформатора в МВА.
Базисный ток на шинах ВН (11) и НН (12) [1]:
(11) |
где - среднее значение напряжения стороны ВН.
(12) |
где - среднее значение напряжения стороны НН.
Рассчитаем варианты схем ЭС при включенном и отключенном секционном выключателе для КЗ в точках К1 и К2.
Преобразуем расчетные схемы и определим результирующие сопротивления до точек КЗ соответственно на шинах ВН и НН [1]:
Для КЗ в точке К1, при отключенном секционном выключателе (13):
(13) |
Ток КЗ для стороны ВН (14):
(14) |
Для КЗ в точке К2, при отключенном секционном выключателе (15):
(15) |
Ток КЗ для стороны НН (16):
(16) |
В качестве вводного выключателя на стороне ВН выбираем ВР35НС-35-20/1600 У1:
|
В качестве вводного выключателя на стороне НН выбираем BB/TEL-10-12,5/1000 У2:
1) Время отключения тока КЗ (17):
(17) |
где tЗ – Время действия релейной защиты, для ВН = 2,1 с; НН = 1,6 с; для секц. выкл. НН = 1,1 с, отходящих присоединений РУ НН = 0,6 с;
- собственное время отключения выключателя.
Для ВН: ;
Для НН: – для вводного выключателя;
– для секционного выключателя;
– для выключателя отходящих линий.
2) Полное время отключения цепи при КЗ (18):
(18) |
Для ВН: ;
Для НН: – для вводного выключателя;
– для секционного выключателя;
– для выключателя отходящих линий.
3) Рассчитаем ударный ток КЗ (19):
(19) |
где - ударный коэффициент определяемый по формуле (20) [1];
(20) |
где Tа - постоянная времени затухания периодической составляющей:
Для ВН: Tа = 0,025 с;
Для НН: Tа = 0,035 с;
Для стороны ВН:
Для стороны НН:
4) Импульс квадратичного тока КЗ (21):
(21) |
Для стороны ВН:
Для стороны ВН:
5) Апериодической ток КЗ (22):
(22) |
Для ВН:
Для НН:
Рассмотрим случай КЗ, когда секционный выключатель включен. Для этого преобразуем схему под заданное условие.
В рассматриваемом случае сопротивление и ток замыкания в точке К1 идентичны рассчитанным при отключенном секционном выключателе.
Рассчитаем суммарное сопротивление параллельных ветвей (23):
(23) |
Для данного случая схема примет следующий вид (рис.5) [1]:
Рисунок 5 – Схема замещения ПС при включенном секционном выключателе.
Рассчитаем эквивалентное сопротивление схемы замещения (24):
(24) |
Ток КЗ в точке К2 (25):
(25) |
Рассчитаем ударный ток:
Импульс квадратичного тока найдем по формулам:
Апериодический ток КЗ равен:
Разработка схем ПС
Выбор структурной схемы ПС
Согласно заданию на курсовое проектирование задана тупиковая понижающая ПС напряжением 35/10 кВ. Для стороны ВН выбрана схема укрупненного блока линия-трансформатор с выключателем, без разъединителей в «перемычке», которая применяется при трех присоединениях (1 ВЛ и 2 Трансформатора). В общем виде, схема ПС отображена на рис. 6.
|
В результате расчета по допустимым аварийным перегрузкам к установке на ПС выбраны два силовых трансформатора типа ТДН-10000/35. Регулирование напряжения осуществляется на стороне ВН путем РПН с пределами регулирования ±8х1,5% [3]. Коэффициент участия в максимальной нагрузке потребителей равны:
I категория – 0,15;
II категория – 0,65;
III категория – 0,2.
Для надежного бесперебойного электроснабжения используется резерв на стороне НН, составляющий 18%. В случае повреждения силового трансформатора питание потребителей будет осуществляться от ближайшей ПС через КЛ. В перспективе развития ПС, на время ремонта поврежденного трансформатора или его замены, часть малоответственных потребителей III категории могут быть переведены из нормального режима работы в послеаварийный. Нагрузка группы малоответственных потребителей составляет 30% нагрузки потребителей III категории.
РУ НН состоит из двух секций соответственно двум трансформаторам с нерасщепленными обмотками.
Рисунок 6 – Структурная схема ПС
Разработка главной схемы ПС
Для проектирования заданной тупиковой понижающей двухтрансформаторной подстанции напряжением 35/10 кВ применим на стороне ВН укрупненную схему блока - 3Н, для которой устанавливается дополнительный, параллельно установленный выключатель, и которая используется на стороне ВН ПС 35 кВ при трех присоединениях, в нашем случае ВЛ+2Т, и необходимости автоматического отключения поврежденного Т от ВЛ, питающей несколько ПС, схематично изображенную на рисунке 7.
Так как график нагрузки равномерный, то применим схему «Укрупненный блок линиятрансформатор с выключателем», являющуюся наиболее упрощенной и экономичной схемой ПС территориально недалеко расположенной от питающих ПС и проходящих ВЛ [1]. Кроме того, предполагается использование резерва мощности по сети НН, составляющему 18%, а также применение секционирования на стороне 10 кВ, а также применение секционирования на стороне 10 кВ.
Рисунок 7 – Схема ВН ПС
Степень загрязнения атмосферы - IV (очень сильная). Удельная эффективная длина пути утечки поддерживающих гирлянд и штыревых изоляторов ВЛ на металлических и железобетонных опорах, внешней изоляции электрооборудования и изоляторов ОРУ, линейных вводов ЗРУ составляет не менее 3,5 см/кВ при номинальном напряжении 35 кВ.
|
На стороне ВН применяется изолированный режим нейтрали, так как ёмкостный ток не превышает значения 10 А для стороны ВН. На стороне НН применим резистивно-заземлённый режим нейтрали (низкоомный резистор) с возможностью отключения повреждённой линии, так как ток превышает значение 20 А, установленное ПУЭ. Главной целью низкоомного резистивного заземления нейтрали сети является быстрое отключение ОЗЗ релейной защитой и максимальный охват обмоток электрических машин защитой от ОЗЗ. При этом также обеспечивается подавление перенапряжений и феррорезонансных явлений.
Для стороны ВН:
Для стороны НН:
На стороне НН применяется одна, секционированная выключателями система шин, состоящая из двух секций соответственно двум трансформаторам с нерасщепленными обмотками, рис. 8.
Рисунок 8 – Схема НН ПС
Разработка схемы ВН
Рассмотрим оборудование на стороне ВН.
Для стороны ВН применяем КТПБ(М) 35/10 кВ, укомплектованное оборудованием с усиленной изоляцией.
Разъединители РГ – 35/1000 УХЛ1 предназначены для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей, находящихся под напряжением, образуя в отключенном состоянии видимый изолирующий промежуток. Выполнены с повышенной электрической прочностью и улучшенными эксплуатационными свойствами.
Трансформаторы тока ТОЛ – 35 3 УХЛ предназначены для передачи сигнала устройствам защиты, автоматики, сигнализации, управления в электрических цепях переменного тока частотой 50 Гц.
Вакуумные выключатели серии ВР35НС-35-20/1600 У1 предназначены для коммутации электрических цепей переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 35 кВ в нормальных и аварийных режимах в системах с изолированной нейтралью.
Ограничитель перенапряжения ОПНп-35/40,5/10/1 УХЛ1 предназначен для защиты изоляции электрооборудования от коммутационных и атмосферных перенапряжений в сетях напряжением 35 кВ переменного тока частотой 50 Гц с изолированной или компенсированной нейтралью.
|
Присоединение ОПН осуществляется с помощью болтовых соединений. Трансформаторы тока подключаются опрессовкой.
Выбор количества, типа и мощности трансформаторов
Выполним приближенный выбор мощности и типа силовых трансформаторов:
Расчетная мощность трансформатора равна (1) [1]:
(1) |
где - заданная максимальная мощность в МВт (общая нагрузка);
- коэффициенты участия в максимальной нагрузке потребителей 1,2 и 3 категорий соответственно;
- коэффициент мощности;
N - количество трансформаторов на ПС, равное по заданию 2;
- коэффициент аварийной перегрузки, по справочным данным равный 1,5.
Округляем расчетную величину , до ближайшего стандартного значения Sном = 10 МВА. Примем для дальнейшего расчета понижающий трансформатор типа ТДН-10000/35 с устройством регулировки напряжения под нагрузкой (РПН) ± 8х1,5 % ступеней регулирования. Подробная информация о нём отражена в приложении (Приложение А). [3].
График нагрузки для нормального режима, заданный в процентах, выражаем в именованных единицах полной мощности, учитывая, что 100% соответствуют максимальной полной нагрузке (2):
(2) |
Рисунок 1 – График нагрузки в именованных единицах
Проведем корректировку заданного графика нагрузки (рис.1) для послеаварийного режима. Послеаварийный режим наступает после повреждения в силовом трансформаторе и отключения его релейной защитой. На время ремонта поврежденного трансформатора или его замены часть малоответственных потребителей 3 категории могут быть переведены в режим работы в ночное время провала, заданного графиком нагрузки без ущерба для технологического процесса промышленного предприятия. Для повышенной надежности электроснабжения потребителей кроме основного источника питания должен быть и резервный, от которого можно получить необходимый процент резервной мощности, равный по условию задания 18%.
Необходимая резервная мощность определяется по формуле (3) [1]:
(3) |
В результате этого график нагрузки в именованных единицах должен быть скорректирован с учетом заданного процента резерва.
Вычислим эквивалентные нагрузки в зоне максимальной нагрузки послеаварийного режима силового трансформатора (4):
(4) |
При вычислении учитываются все участки максимальной нагрузки послеаварийного режима, а продолжительность аварийной перегрузки определяется как сумма интервалов времени на отдельных участках графика нагрузки:
Вычислим эквивалентную нагрузку в зоне начальной нагрузки послеаварийного режима для силового трансформатора (5) [1]:
(5) |
После всех вычислений, перечисленных выше, произведем построение итогового графика нагрузки ПС и отметим на нем все значения мощностей, полученные нами и которые понадобятся нам в дальнейшем.
|
На рис. 2 изображены все необходимые величины, полученные при расчете и необходимые для суждения о пригодности выбранного силового трансформатора. В области построения обозначены следующие графики: синим цветом обозначен график нагрузки; зеленым – номинальная мощность выбранного трансформатора; красным – график нагрузки, с учетом необходимой резервной мощности; фиолетовым – значение эквивалентной нагрузки в зоне максимальной нагрузки послеаварийного режима; голубым – значение эквивалентной нагрузки в зоне начальной нагрузки послеаварийного режима. Таким образом, по полученным данным можно грубо судить о правильном выборе силового трансформатора для проектируемой ПС, точно убедимся в этом в дальнейшем [3].
Рисунок 2 – Итоговый график нагрузки ПС
При вычислении учитываются все ступени, относящиеся к начальной нагрузке послеаварийного режима в перерывах между максимальными нагрузками послеаварийного режима и после них.
Вычисляем расчетные коэффициенты:
1. Коэффициент перегрузки (6) [2]:
(6) |
2. Коэффициент начальной нагрузки послеаварийного режима (7):
(7) |
Так как меньше единицы, то далее выбранный трансформатор проверяем на возможность аварийных перегрузок в соответствии с ГОСТ 14209-85.
Эквивалентная зимняя температура согласно заданию отрицательна и равна -11 ̊С, т. е. ее необходимо скорректировать в зависимости от системы охлаждения силового Т, так как условие охлаждения силового Т зависит от вида системы охлаждения. На ПС силовые Т расположены на открытом воздухе, следовательно температура окружающего воздуха является температурой охлаждающего воздуха.
Рисунок 3 - График корректировки эквивалентной температуры
У Т ТДН-10000/35 [1] система охлаждения с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха, следовательно скорректированная эквивалентная зимняя температура равна QСЭК = -6°С.
Определяем допустимый коэффициент аварийных перегрузок k2’’, применяя метод линейной интерполяции, используя значения эквивалентной скорректированной зимней температуры Qсэк, продолжительность аварийной перегрузки ha, коэффициент начальной нагрузки послеаварийного режима k2a.
k2’’=1,29.
Сопоставим расчетный коэффициент k2a с допустимым коэффициентом k2’’, учитывая, что возможность аварийных перегрузок определяется условием:
Данный тип Т подходит по коэффициентам аварийных нагрузок и по мощности, следовательно в дальнейших расчетах будем использовать его основные параметры.
|
|
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!