Реконструкция электрической части подстанции 3510 кВ 48П "Петрозаводская птицефабрика"

Рисунок 2.2 – а) Расчетная схема; б) Схема замещения.

Параметры оборудования и эквиваленты системы:

Ø    система: сопротивление системы X1=X2=15,59 Ом, мощность системы SC принимается раной ∞.

Ø    линии передач: Л-60П провод марки АС–95 X0=0,391 Ом/км, r0=0,33 Ом/км, протяженность линии L1= 1,89 км; Л-65П провод марки АС–120 X0=0,361 Ом/км, r0=0,27 Ом/км, протяженность линии L2= 6 км.

Ø    подстанция: трансформаторы Т-1 и Т-2 типа ТД-10000/35/10, UК = 7,5 %

2.3.1 Расчет параметров схемы замещения

Сопротивление линии определяется по формуле:

                                                                           (2.3)

где Xл – сопротивление линии, Ом;

r0 – активное сопротивление линии, Ом/км;

x0 – индуктивное сопротивление линии, Ом/км;

L – протяженность линии, км.

Сопротивление двухобмоточного трансформатора рассчитывается по формуле:

                                                                                  (2.4)

где XТ – сопротивление двухобмоточного трансформатора, Ом;

UК - напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

UВН – номинальное напряжение обмотки высокого напряжения, кВ;

SН – номинальная мощность трансформатора, МВА.

2.3.2 Расчет тока короткого замыкания в точке К1

Трехфазный ток короткого замыкания рассчитывается по формуле:

                                                                                       (2.5)

где I′′(3) – трехфазный ток короткого замыкания, кА;

ЕС – ЭДС системы, кВ;

XЭ – эквивалентное сопротивление, Ом.

ЭДС системы рассчитывается по формуле:

                                                                                 (2.6)

Для определения эквивалентного сопротивления необходимо последовательно сложить сопротивления X1 и X3; X2 и X4, а затем параллельно.

Полученные результаты ЕС и XЭ подставляются в формулу (2.5):

Определение ударного тока короткого замыкания в точке К1 производится по формуле:

                                                                            (2.7)

где КУ - ударный коэффициент, принимается равный 1,61.

2.3.3 Определение тока короткого замыкания при включенном секционном выключателе 35 кВ

Полученные результаты складываются параллельно:

Ток короткого замыкания в максимальном режиме определяется по формуле (2.5):

Ударный ток короткого замыкания в точке К1 в максимальном режиме определяется по формуле (2.6):

В результате преобразования схема приобретает вид (рисунок 2.3):

Рисунок 2.3 – Схема замещения.

2.3.4 Расчет тока короткого замыкания в точке К2

Для расчета тока короткого замыкания в точке К2 необходимо последовательно сложить сопротивления Х7 и Х5:

Полученные результаты ЕС и X10 подставляются в формулу (3.5):

Истинное значение тока короткого замыкания в точке К2 определяется приведением его к напряжению 10 кВ по формуле:

                                                                               (2.8)

Определение ударного тока короткого замыкания в точке К2 производится по формуле (2.7), ударный коэффициент КУ принимается равным 1,8 для системы связанной со сборными шинами 10 кВ через трансформатор единичной мощности:

2.3.5 Определение тока короткого замыкания в точке К2 при включенном секционном выключателе 10 кВ

Полученные значения Х8 и Х6 складываются последовательно:

Параллельно складываются Х10 и Х11:

Ток короткого замыкания в максимальном режиме для точки К2 определяется по формуле (2.5):

Истинное значение тока короткого замыкания определяется приведением его к напряжению 10 кВ по формуле (2.8):

Ударный ток короткого замыкания в максимальном режиме для точки К2 определяется по формуле (2.8):

Этапы преобразования схемы замещения приведены на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Этапы преобразования схемы замещения

Полученные результаты токов трехфазного короткого замыкания в точках К1, К2 приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 – Расчетные токи трехфазного короткого замыкания.

2.4 Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей для заданных цепей

2.4.1 Выбор выключателей для цепей 35 и 10 кВ

На подстанции номер 48П «Петрозаводская птицефабрика» установлены масляные выключатели, которые физически и морально устарели, из-за чего требуют более частых ремонтов и больших затрат на капитальный ремонт.

Выключатели являются основными коммутационными аппаратами и служат для отключения и включения цепей в различных режимах работы. Наиболее ответственной операцией является отключение токов короткого замыкания и включение при срабатывании автоматического повторного включения или ручного опробования оперативным персоналом на существующее короткое замыкание.

Выбор выключателей производится по следующим параметрам:

Ø    по напряжению установки – Uуст ≤ Uн;

Ø    по длительному току – Iраб.max ≤ Iн;

Ø    проверка на электродинамическую прочность I″ ≤ Iдин; ίУ ≤ ίдин;

Ø    на термическую стойкость – ВК = IТ2 · tТ;

                                                                                       (2.9)

где ВК - тепловой импульс, кА2· с;

IТ - ток термической стойкости аппарата, кА;

tТ - время термической стойкости, с.

Тепловой импульс определяется по формуле:

                                                                          (2.10)

где tотк - время отключения короткого замыкания, с

ТА - постоянная времени цепи короткого замыкания, с.

Время отключения короткого замыкания определяется по формуле:

                                                                                               (2.11)

где tз – время действия релейной защиты, с, принимается равным 0,3;

tв – полное время отключения выключателя, с.

2.4.1.1 Выбор выключателя в цепи трансформатора на стороне напряжения 35 кВ

Определение максимального тока в цепи трансформатора производится по формуле:

                                                                         (2.12)

где IТmax – максимального тока в цепи трансформатора, А;

SТ – мощность трансформатора, кВА;

UН – номинальное напряжение, кВ;

КТ – коэффициент перегрузки трансформатора.

По каталогу выбирается выключатель типа ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1[3].

Технические характеристики выключателя:

Ø    номинальное напряжение: Uн = 35 кВ;

Ø    номинальный ток: Iн = 630 А;

Ø    ток электродинамической устойчивости: Iдин = 12,5 кА, ίдин= 32 кА;

Ø    термическая стойкость 468,75 кА2·с;

Ø    полное время отключения 0,065 с.

Определение времени отключения короткого замыкания производится по формуле (2.11):

Тепловой импульс определяется по формуле (2.10):

Значение тока короткого замыкания берется из таблицы 2.4, ТА принимается равной 0,02 с.

Расчетные данные и характеристики выключателя сводятся в таблицу 2.5:

Таблица 2.5 – Выбор выключателя в цепи трансформатора на стороне 35 кВ.

2.4.1.2 Выбор секционного выключателя в цепи линий на стороне напряжения 35 кВ.

По каталогу выбирается секционный выключатель такого же типа, как и в подпункте 2.4.1.1

Определение теплового импульса:

Значение тока короткого замыкания берется из таблицы 2.4.

Расчетные данные и характеристики выключателя сводятся в таблицу 2.6:

Таблица 2.6 – Выбор секционного выключателя на стороне 35 кВ.

2.4.1.3 Выбор выключателей в цепи трансформатора на стороне 10 кВ

Определение максимального тока в цепи трансформатора производится по формуле (2.12):

По каталогу выбирается выключатель типа ВВ/TEL-10-20/1000 УХЛ4.

Технические характеристики выключателя:

Ø    номинальное напряжение: Uн = 10 кВ;

Ø    номинальный ток: Iн = 1000 А;

Ø    ток электродинамической устойчивости: Iдин = 20 кА, ίдин= 52 кА;

Ø    термическая стойкость 1200 кА2·с;

Ø    полное время отключения 0,05 с.

Определение времени отключения короткого замыкания производится по формуле (2.11):

Определение теплового импульса производится по формуле (2.10), значение тока короткого замыкания (I″) в максимальном режиме берется из таблицы 2.4, а значение ТА принимается 0,045 [2].

Расчетные данные и характеристики выключателя сводятся в таблицу 2.7:

Таблица 2.7 – Выбор выключателя в цепи трансформатора на стороне 10 кВ.

2.4.1.4 Выбор выключателей в цепи линий 10 кВ

Определение максимального тока в цепи линии производится по формуле:

                                                                        (2.13)

где Imax – максимальный ток в цепи линии, А;

Pmax – мощность одной линии 10 кВ, МВА, равна 2,3 МВА;

По каталогу выбирается выключатель то типа ВВ/TEL-10-20/630 УХЛ4

Технические характеристики выключателя:

Ø    номинальное напряжение: Uн = 10 кВ;

Ø    номинальный ток: Iн= 630 А;

Ø    ток электродинамической устойчивости: Iдин = 20 кА, ίдин= 52 кА;

Ø    термическая стойкость 1200 кА2·с;

Ø    полное время отключения 0,05 с.

Определение теплового импульса производится по формуле (2.10), значение тока короткого замыкания (I″) в максимальном режиме берется из таблицы 2.4, а значение ТА принимается 0,045 [2].

Расчетные данные и характеристики выключателя сводятся в таблицу 2.8:

Таблица 2.8 – Выбор выключателей в цепи линий 10 кВ.

2.4.1.5 Выбор секционного выключателя в цепи линий 10 кВ

Определение максимального тока для двух секций работающих параллельно производится по формуле (2.13):

По каталогу выбирается выключатель того же типа, как и в подпункте 2.4.1.4.

Определение теплового импульса производится по формуле (2.10), а значение тока короткого замыкания (I″) в максимальном режиме берется из таблицы 2.4.

Расчетные данные и характеристики выключателя сводятся в таблицу 2.9:

Таблица 2.9 – Выбор секционного выключателя в цепи линий 10 кВ.

2.4.2 Выбор разъединителей для цепи 35 кВ

Разъединители предназначены для отключения и включения цепей без тока и для создания видимого разрыва цепи в воздухе.

Выбор разъединителей производится по следующим параметрам:

Ø    по напряжению установки – Uуст ≤ Uн;

Ø    по длительному току – Iраб.max ≤ Iн;

Ø    проверка на электродинамическую прочность - ίУ ≤ ίдин;

Ø    на термическую стойкость – ВК ≤ IТ2 · tТ.

2.4.2.1 Выбор разъединителей в цепи линий и секционного выключателя на стороне 35 кВ

Используя данные, рассчитанные в пункте 2.4.1.2 пояснительной записки, по каталогу выбирается разъединитель типа РНД(З)-35/1000 У1 с приводом типа ПР-У1.

Расчетные данные и характеристики разъединителя приводятся в таблице 2.10:

Таблица 2.10 – Выбор разъединителей в цепи линий и секционного выключателя на стороне 35 кВ.

2.4.2.2 Выбор разъединителей в цепи трансформатора на стороне 35 кВ

Используя данные, рассчитанные в пункте 2.4.1.1 пояснительной записки, по каталогу выбирается разъединитель типа РНД(З)-2-35/1000 У1 с приводом типа ПР-У1.

Расчетные данные и характеристики разъединителя приводятся в таблице 2.11:

Таблица 2.11 – Выбор разъединителя в цепи трансформатора на стороне 35 кВ.

2.4.3 Выбор трансформаторов напряжения для цепи 35 и 10 кВ

Трансформаторы напряжения выбираются по следующим условиям:

Ø    по напряжению установки – UУСТ ≤ UН;

Ø    по вторичной нагрузке трансформаторов напряжения – S2 ∑ ≤ SH.

Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения приведена в таблице 2.12.

Таблица 2.12 – Вторичная нагрузка трансформатора напряжения.

Полная вторичная нагрузка всех измерительных приборов на трансформатор напряжения рассчитывается по формуле:

                                                                                  (2.14)

2.4.3.1 Выбор трансформаторов напряжения для цепи 35 кВ

Пользуясь таблицей 2.12 пояснительной записки и полной нагрузкой на трансформатор напряжения рассчитанной в пункте 2.4.3, по каталогу выбирается трансформатор напряжения типа 3НОМ-35-65 У1.

Выбор трансформатора напряжения для цепи 35 кВ приведен в таблице 2.13.

Таблица 2.13 – Выбор трансформатора напряжения в цепи 35 кВ.

2.4.3.2 Выбор трансформаторов напряжения для цепи 10 кВ

Пользуясь таблицей 2.12 пояснительной записки и полной нагрузкой на трансформатор напряжения рассчитанной в пункте 2.4.3, по каталогу выбирается По каталогу выбирается трансформатор напряжения типа НТМИ-10-66У3.

Выбор трансформатора напряжения приведен в таблице 2.14.

Таблица 2.14 – Выбор трансформатора напряжения в цепи 10 кВ.

2.4.3.3 Выбор предохранителей в цепи трансформаторов напряжения 10 кВ

Страницы: 1, 2, 3, 4