Определение расчетных нагрузок корпусов и предприятия

   кВА

Выбираем ближайший  больший  по стандартной  мощности трансформатор 

 МВА

 

 

 

Данные трансформатора с ближайшей стандартной мощностью  представлены в таблицу 11.

Таблица 11 [ 5 ] c 149

Тип	, кВ·А	Напряжения           обмоток, кВ		Потери               мощности, кВт		uк , %	iхх, %
		ВН	НН
ТРДН-25000/110	25000	115	10.5-10.5	25	120	10,5	0,65

 

Это трехфазный двухобмоточный трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения, с масляным охлаждением, с дутьем и естественной циркуляцией масла, с РПН, номинальной мощностью 25000 кВ·А, класса напряжения              110 кВ.

4. Схема электрических соединений ГПП

 

Подстанции 35-110 кВ следует проектировать преимущественно  комплектными, заводского изготовления, блочной конструкции. Распределительные устройства (РУ) 35 кВ и выше рекомендуется выполнять открытого типа. РУ 6-10 кВ можно выполнять из комплектных шкафов наружной установки (КРУН). РУ 6-10 кВ закрытого типа следует применять: в районах, где по климатическим условиям не могут быть применены КРУН; в районах с загрязненной атмосферой; при числе шкафов более 25.

Для ограничения  токов КЗ следует предусматривать  раздельную работу трансформаторов  ГПП. При мощности трансформатора 25 МВ×А и более применяется расщепление его вторичных обмоток. При недостаточности указанных мер на вводах 10 кВ устанавливаются токоограничивающие реакторы.

Закрытые РУ 35-220 кВ следует применять в районах  с загрязненной атмосферой, со стесненной городской и промышленной застройкой, а также в суровых климатических условиях при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Большую часть  подстанций промышленных предприятий  выполняют с открытыми РУ 110 кВ и закрытыми РУ 6-10 кВ.

При выборе схем подстанций следует отдавать предпочтение схемам без сборных шин.

Если подстанция проходная (транзитная) следует применять схему  с рабочей и ремонтной перемычками (рис. 6.1, б). По рабочей перемычке с выключателем QB осуществляется транзит мощности. При выполнении ремонтных работ на этом выключателе транзит мощности осуществляется через ремонтную перемычку с разъединителями QS1 и QS2.

 

 

б)

 

Рис.2. Типовая схема подстанции без сборных шин

на стороне высшего  напряжения (убрать перемычку Q)

 

 

5. Режимы работы нейтралей трансформаторов ГПП

Сети напряжением 110 кВ работают с эффективно заземленной нейтралью. Поэтому нейтрали трансформаторов ГПП на стороне 110 кВ соединяются с землей через заземляющий разъединитель. Режим заземления или разземления нейтрали трансформаторов определяется диспетчером энергосистемы.

Сети 10 кВ работают с изолированной или компенсированной (заземленной через индуктивность) нейтралью [1]. Режим компенсированной нейтрали принимается при токе однофазного замыкания на землю, превышающем 20 А. Величина этого тока в амперах для кабельной сети 10 кВ ориентировочно может быть оценена как

                                             (18)

          где U – номинальное напряжение сети, кВ; l_К – суммарная длина электрически связанных кабельных линий, км.

В курсовом проекте  по ситуационному плану следует  ориентировочно          оценить суммарную длину кабельной сети и выбрать режим нейтрали на стороне 10 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Определение сечения воздушных ВЛ-110 кВ

6.1 Потери мощности в трансформаторах ГПП определяются их нагрузкой S_р10 и паспортными данными

                                                          (19) 

                                                      (20)

           где , - Потери мощности в трансформаторах ГПП

 

 

6.2 Расчетная нагрузка  на стороне 110 кВ трансформаторов

.                                      (21)

где - Расчетная нагрузка на стороне 110 кВ трансформаторов

 

6.3 Ток нормального  режима в каждой цепи ВЛ 110 кВ

  , А.                                              (22)

где - Ток нормального режима в каждой цепи ВЛ 110 кВ

Для ВЛ напряжением выше 1 кВ применяются, как правило, сталеалюминиевые провода.

 

 

 

Сечение проводов ВЛ 110 кВ выбирается по экономической плотности  тока [1] (табл. 8), в соответствии к которой экономическое сечение провода

, мм².                                          (23)

, мм²

 Таблица 12[ 1 ] c 130

Проводники	Плотность тока jэ, А/мм2, при Тmax, ч/год
	1000...3000	3000...5000	более 5000
Голые алюминиевые и сталеалюминиевые провода	1,3	1,1	1,0
Кабели с бумажной пропитанной изоляцией с  жилами: медными / алюминиевыми	3,0 / 1,6	2,5 / 1,4	2,0 / 1,2
Кабели с пластмассовой изоляцией с жилами: медными / алюминиевыми	3,5 / 1,9	3,1 / 1,7	2,7 / 1,6

 

Принимаем для  ВЛ сталеалюминевые провода АС-120/19. Допустимый длительный ток для провода АС-120 составляет 390 А. При отключении 1 цепи ВЛ в послеаварийных режимах или ремонтных режимах ток в цепи составит

 

I_{ВЛ па} =2I_ВЛ = 180,2 А

 

Выбранное сечение должно удовлетворять следующим условиям:

q > q_кор;                                                                   (24)  

где q – расчетное сечение провода ВЛ 110 кВ

      q_кор  – минимально допустимое по условию коронирования сечение провода ВЛ 110 кВ, составляет q_кор = 70 мм² [3].

                                                                   120 > 70

q > q_мех;                                                                  (25)

где q_мех  – минимально допустимое по условию механической прочности сечение провода зависит от района по гололеду [3]. Для двухцепных линий q_мех=120 мм²

120 = 120 мм2

 

  I_д > I_{ВЛ па},                                                                 (26)

           где I_{ВЛ па} – ток послеаварийного (ремонтного) режима. 

         390 > 180,2 А

После выбора сечения  провода следует указать его  марку и из справочной литературы привести паспортные данные:

                                            

                                                 Таблица 13 [ 8 ] c. 356

Марка провода	Iд	r0	x0	b0 ∙10-6
	А	Ом/км	Ом/км	См/км
АС-120/19	390	0,244	0,427	2.658

 

Где r₀ – погонное активное сопротивление провода,  Ом/км;

x₀ – погонное реактивное сопротивление провода,  Ом/км;

b₀ – погонная емкостная проводимость провода,  См/км;

I_д – допустимый длительный ток, А.

 

7.  Расчет токов КЗ

 

Расчет токов  КЗ выполняется в предположении, что ни в одном из режимов параллельная работа элементов схемы электроснабжения не предусматривается.

Расчетная схема  включает в себя питающую систему  С, линию электропередачи W, трансформатор Т (рис. 3, а).  Для проведения расчетов составляется схема замещения (рис. 3, б), в которой элементы расчетной схемы представлены ЭДС системы Е_С и сопротивлениями Z_С, Z_W и Z_Т. Расчетные точки КЗ (К1 и К2) указаны на рис. 3

а)                                            б)

Рис. 3. Расчетная схема (а) и схема замещения (б)

 

 

 

9.1. Выбор базисных  условий 

Поскольку схема  охватывает две ступени напряжения, расчеты целесообразно выполнять в относительных базисных единицах (о.е.). В качестве независимых базисных величин выбираются базисная мощность S_б и базисное напряжение U_б.

Базисная мощность выбирается из соображений возможного сокращения вычислительной работы. Здесь целесообразно принимать значения 100, 1000 MB×А и т.д., мощность S_КЗ на шинах районной подстанции или номинальную мощность трансформатора ГПП.

Базисное напряжение рекомендуется принимать равным среднему номинальному значению на каждой ступени напряжения U_б1 = 115 кВ, U_б2 = 10,5 кВ.

Базисные значения токов, кА, рассчитываются по выражениям:

;

                                                                                          (27)

                                                                   (28)

9.2. Сопротивления схемы 

Система:

                                                           (29)

                                                      (30)

Линия:

  ,                                             (31)

 

.                                                (32)

Трансформатор с расщеплением вторичной обмоткой:

                                                  (33)

                                      

                                                                     (34)     

                                

где  3,5 – коэффициент расщепления [1].

 

Суммарные сопротивления  цепи до точки К1:

х₁ = х_С + х_W;                                                                   (37)

х₁ = х_С + х_W  = 1+ 0.36 = 1.36                                                           

 r₁ = r_С + r_W;                                                                    (38) 

r₁ = r_С + r_W = + =  0.224

                                                                   (39)

 

 

 

 

Суммарные сопротивления  цепи до точки К2:

х₂ = х_С + х_W + х_Т;                                                                 (40)

х₂ = 1+ 0.36 +7.87  = 9.23

  r₂ = r_С + r_W + r_Т;                                                                 (41)

r₂ = + + 0.096=0.32

                                                                   (42)

Для оценки влияния на ток КЗ активных сопротивлений следует  вычислить отношения  и . При условии активным сопротивлением при расчете тока КЗ можно пренебречь.

9.3. Токи КЗ 

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точках К1 и К2, кА,

                                                                  (43)

                                                                      (44)

 

 

 

Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока К3, с,

                                                                   (45)

                                                        (46)

Ударный коэффициент

                                                                      (47)

                                                                   (48)

Ударный ток К3, кА

                                                                (49)

                                                                   (50)

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Выбор оборудования распределительных устройств

Аппараты и проводники электроустановок должны соответствовать окружающей среде и роду установки, иметь необходимую прочность изоляции, выдерживать токовую нагрузку длительного режима и токи КЗ, удовлетворять требованиям технико-экономической целесообразности и др.

 

8.1 Выбор выключателей  на напряжение 110 кВ

                                                                                                     Таблица 13