Расчет системы электроснабжения

                                  

,                                            (5.7)

где - сопротивление энергосистемы прямой  последовательности.

Тогда сопротивление  обратной последовательности для энергосистемы 1 в максимальном режиме равно:

 Ом;

в минимальном 

 Ом.

Сопротивления нулевой последовательности для системы 2 в максимальном режиме равно:

 Ом;

в минимальном

 Ом.

Сопротивление линии  нулевой последовательности по сравнению с сопротивлением прямой последовательности увеличивается в 3 раза как для одиночной линии со стальным тросом (по 2, страница 95).

                                     

,                                                 (5.8)

                                                 Ом.

                                                 Ом.

Сопротивления нулевой  последовательности обмоток трансформатора равны сопротивлениям прямой последовательности.

Определим токи  КЗ в  точке К1.  Схема замещения приведена на рисунке

Определим результирующее сопротивление  нулевой последовательности в максимальном режиме

                

,                (5.9)

где  - сопротивление нулевой последовательности линии, Ом; сопротивление нулевой последовательности энергосистем, Ом.

 Ом.

Аналогично рассчитаем сопротивление в минимальном  режиме энергосистемы

Ом.

Определим токи  КЗ в  точке К1.  Ток однофазного КЗ в точке К1 в максимальном режиме энергосистемы равен 

                       

,                          (5.10)

где - эквивалентное сопротивление прямой системы электроснабжения при коротком замыкании в точке К1 в максимальном режиме, Ом;    - эквивалентное сопротивление нулевой последовательности  системы электроснабжения при коротком замыкании в точке К1 в максимальном режиме, Ом, U – средненоминальное  напряжение линии, кВ;

 кА.

В минимальном режиме

 кА.

Значения данных токов будут использоваться при выборе заземляющего устройства и проверки чувствительности устройств релейной защиты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Выбор основного электрооборудования и токоведущих частей

 

6.1 Выбор оборудования распределительного устройства высокого напряжения

 

6.1.1 Выбор гибких шин

 

Токоведущие части со стороны 110кВ выполняем гибкими проводами. Сечение выбираем по экономической плотности тока.

 при Т_max=4800 часов для неизолированных шин и проводов из алюминия.

;      (6.1)

где  - ток нормального режима, без перегрузок;

- нормированная плотность тока, А/мм²

;     (6.2)

 А;

 мм².

Принимаем сечение АС-95/16, .

Проверяем провод по допустимому  току

; А; .  (6.3)

Проверка на схлёстывание не выполняется, так как ток трехфазного короткого замыкания .

Проверка на термическое действие токов короткого замыкания не выполняется, так как шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Проверка на коронирование.

Разряд в виде короны возникает  при максимальном значении начальной  критической напряжённости электрического поля, кВ/см

,    (6.4)

где – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов ); - радиус провода.

Напряженность электрического поля около поверхности нерасщеплённого провода определяется по выражению:

,     (6.5)

где - линейное напряжение, кВ;

- среднее геометрическое расстояние между проводами фаз; при горизонтальном расположении фаз ;

где - расстояние между соседними фазами.

Провода не будут коронировать, если наибольшая напряжённость поля у поверхности любого провода  не более  .

Таким образом, условие  образования короны можно записать в виде:

;     (6.6)

 кВ/см;

 кВ/см;

.

Таким образом, провод АС-95/16 по условиям короны проходит.

 

6.1.2 Выбор выключателей

 

К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);

быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;

пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей;

легкость ревизии элементов конструкции выключателя;

взрыво- и пожаробезопасность;

удобство транспортировки  и эксплуатации.

В соответствии с ГОСТ 687—78Е выключатели характеризуются  следующими параметрами:

1) номинальный ток отключения — наибольший ток КЗ (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций. Ток КЗ состоит из периодической и апериодической составляющих. Номинальный ток отключения определяется действующим значением периодической составляющей в момент расхождения контактов.

2) допустимое относительное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения %, которое определяется по кривой рис. 6.1:

.    (6.7)

Рисунок 6.1 - Нормированное содержание апериодической составляющей

 

Нормированное значение определяется для момента расхождения контактов .

Если  с, то принимают .

3) цикл операций — выполняемая выключателем последовательность коммутационных операций с заданными интервалами между ними.

В эксплуатации выключатель  может неоднократно включаться на существующее КЗ с последующим отключением, поэтому  ГОСТ 687—78Е предусматривает для  выключателей определенный цикл операций.

Если выключатели предназначены  для автоматического повторного включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:

О — 180 с — ВО — 180 с — ВО;

О — — ВО—180 с — ВО.

Выключатели с  кВ должны также выполнять цикл:

О — — ВО —20 с — ВО.

Выключатели без АПВ должны выдерживать  цикл:

О—180с—ВО—180с—ВО,

где О — операция отключения;

ВО — операция включения и  немедленного отключения;

20, 180 — промежутки времени в  секундах; — гарантируемая для выключателей минимальная бестоковая пауза при АПВ (время от погасания дуги до появления тока при последующем включении). Для выключателей с АПВ должно быть в пределах 0,3 — 1,2 с, для выключателей с БАПВ — 0,3 с.

4) стойкость при сквозных токах характеризуется токами термической стойкости и электродинамической стойкости (действующее значение), — наибольший пик (амплитудное значение); эти токи выключатель выдерживает во включенном положении без повреждений, препятствующих дальнейшей работе. Завод-изготовитель должен выдерживать соотношение

.

5) номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений, при и заданном цикле. В каталогах приводится действующее значение этого тока и амплитудное значение .

Выключатели конструируются таким образом, что соблюдаются  условия:

; .

6) собственное время отключения — интервал времени от момента подачи команды на отключение до момента прекращения соприкосновения дугогасящих контактов.

Время отключения — интервал времени от подачи команды на отключение до момента погасания дуги во всех полюсах.

Время включения  — интервал времени от момента подачи команды на включение до возникновения тока в цепи.

7) параметры восстанавливающегося напряжения определяются в соответствии с нормированными характеристиками собственного переходного восстанавливающегося напряжения (ПВН).

8) выключатели, не предназначенные для АПВ, должны допускать не менее пяти операций ВО при токах КЗ без осмотра дугогасительного устройства. Выключатели, предназначенные для АПВ, должны допускать в тех же условиях от 6 до 10 операций ВО в зависимости от I _откл._ном (ГОСТ 687—78Е, таблица 4).

В соответствии с этим производится выбор высоковольтного  выключателя по вышеизложенной методике. Выбираем элегазовый выключатель марки

ВГП-110.

Таблица 6.1 - Выбор вводных выключателей на стороне 110кВ

Условия выбора	Расчётные величины	Каталожные данные выключателя
	кВ	кВ
	А	А
	кА	кА
	кА	кА
	кА	кА
	кА	кА
	кА2∙с	кА2∙с

 

Таблица 6.2 - Выбор секционного выключателя на стороне 110кВ

Условия выбора	Расчётные величины	Каталожные данные выключателя
1	2	3
	кВ	кВ
	А	А
	кА	кА
	кА	кА
	кА	кА
	кА	кА
	кА2∙с	кА2∙с

 

Выбор вводных выключателей произведен исходя из тока проходящего через  трансформатор в случае когда  он работает на обе системы шин  низкого напряжения (аварийный режим):

; А.

Выбор секционного выключателя  произведен по току соответствующему транзитной мощности, вычисленной по формуле:

; А.

Расчет апериодической составляющей тока короткого замыкания (по методике изложенной в [18]):

; А; (6.8)

 с,

где - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания (для РУ повышенного напряжения подстанции с [18]).

Расчет интеграла Джоуля :

, кА²∙с. (6.9)

Здесь - максимальное время отключения повреждения на этом участке (включая действие релейной защиты).

Определяем номинальное  допускаемое значение апериодической составляющем в отключаемом токе для времени  (по [20]):

, кА, (6.10)

где принята по графику рисунок 5.1 для времени с.