Производство электроэнергии

 

 

 

Выбор ошиновки ОРУ – 110 кВ

 

В качестве ошиновки ОРУ – 110кВ применим провод марки АС.

Выбор гибкой ошиновки производим по I_нб; I_нб = 342А.

Выбираем  провод АС-240/32 =605А.

Проверяем выбранное сечение на термическое действие токов.

q_min = = = 17мм²

На электродинамическое  действие токов кз проверяется гибкая связь ошиновки РУ в том случае, если 20 кА и 50 кА.

В данном случае такую проверку не проводим.

 

Выбор трансформаторов напряжения.

 

При выбранной  схеме ОРУ – 110 кВ используются по одному ТН на каждой секции шин.

Выбор ТН проводим по напряжению, а затем его проверяем  по вторичной нагрузке и соответствие нужному классу напряжения.

Выбираем  ТН НКФ – 110-58. Номинальная мощность в классе 0,5 =400ВА. Примем, что в качестве вторичной нагрузки ТН:

- 6 счётчиков с =1,5Вт;

- 6 вольтметров с =2ВА;

- 6 ваттметров с =10ВА и

- 6 варметров с =10ВА.

Получим  S_потр= 6*1,5 + 6*2 + 6*10 + 6*10 = 141ВА < .

Трансформатор напряжения будет работать в требуемом  классе точности.

 

 

 

Выбор трансформаторов тока 110кВ,

ТТ выбираем встроенные в выключатель. Для точности расчётов показаний необходимо чтобы  номинальное значение тока первичной  обмотки было как можно ближе  к значению тока в нормальном режиме.

Однако расчетном  значением при выборе ТТ является аварийный режим.

 

Присоединение	Расчетный ток А	(первичный ток) А
Выключатель питающей линии	342	1200
Обходной выключатель	342	1200
Выключатель трансформатора по стороне  35 кВ	= = 1123А	1200
Шиносоединительный выключатель	342	1200

 

 

 

Выбор оборудования РУ – 35кВ (12шт)

 

Применяем схему  ОРУ – 35кВ две рабочие с обходной системой шин.

В качестве выключателей применяем воздушные выключатели

ВВУ -35А-40/2000У1, разъединители серии РНД – 35/2000У1

 

 

Условия выбора и проверки	ВГТ – 35II – 50/3150	РНД – 35/2000
Номинальное напряжение сети Uном = 35кВ	Uвуст  = 35кВ      Uвуст = Uном	Uруст = 35кВ       Uруст = Uном
Номинальный рабочий ток   Iнб=	Iвном = 3150А          Iвном > Iнб	Iрном= 2000А           Iрном > Iнб
Отключение  симметричного  составляющего тока  кз                     I(з) по=6,81 + 0,474 = 7,3кА (учли обе составляющие тока кз, хотя током кз от нагрузки можно пренебречь)	Iоткл = 40 кА             Iоткл > I(з) по
Отключение  апериодической составляющей тока кз При расчете эквивалентной  постоянной времени пренебрегаем составляющей тока от нагрузки,                                               тогда Таэ =      ,  где x1 = xc+ xл = 0,0315 + 0,038 = 0,07о.е   Та1  = 0,3с     Та2 = 0,127с (таблица 6.2 Ульянов)        Таэ = = = 0,01+0,035 = 0,045с                     = 8,1кА	=40%   =    = = 22,56кА             >
Динамическая   стойкость  , = = 2,07  *7,3*2,07 = 21кА	= 102кА          >	= 102кА         >
Термическая стойкость  Вк = )              = 0,2 с        Вк  =  7,32*(0,2 + 0,05) = 13,3кА2*с	= 402*3 = 4800кА2*с                                      > Вк	= 402*3 = 4800кА2*с      = 402*1 = 1600кА2*с   >  Вк               > Вк

 

 

 

Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока 35кВ применяем встроенные в выключатель.

 

Присоединение	Расчетный ток А	(первичный ток) А
Вводный выключатель ТВ по стороне 35кВ	1126	1500
Выключатель отходящей линии	= 99	600
Обходной выключатель	1126	1500
Шиносоединительный выключатель	1126	1500

 

Выбор ошиновки ОРУ – 35кВ

 

Наибольший  рабочий ток   I_нб = 1126А.

Выбираем  провод АС – 700 с количеством проводов в фазе – 2.

= 1180 А ;  = 1800 А – взят с учётом развития.

 

Выбор оборудования ЗРУ – 10 кВ (18шт)

 

В качестве ячеек  КРУ – 10 кВ применяем ячейки К  – 63 и К – 61М «Электрощит» г. Самара с вакуумными выключателями  ВВ/ТЕL – 10 « Таврида Электрик»

 

 

 

 

Условия выбора и проверки	Вводная ячейка К-61М	Линейная ячейка К-63
Номинальное напряжение    Uном = 10 кВ	Uуст = 10кВ     Uв = 10кВ, где  Uв – напряжение  номинальное выключателя Uуст ,                  Uв = Uном	Uуст = 10кВ          Uв = 10кВ
Наибольший рабочий ток: вводная ячейка – = = = 730А    - линейная ячейка: = = = 55А	- номинальный ток главных  цепей и соответственно номинальный  ток выключателя = 3150А Номинальный ток сборных шин = 3150А	- номинальный ток главных  цепей и соответственно номинальный  ток выключателя = 630А Номинальный ток сборных шин = 3150А
Отключение симметричного тока  кз   = 19,8 + 0,88 = 20,7кА (учли  ток кз от системной нагрузки)	= 31,5кА	= 31,5кА
Отключение  ассиметричного тока кз.  Находим эквивалентную  постоянную        времени (приближённо) , где - постоянная времени, берём из расчёта ударного тока при кз на стороне 35кВ (Ульянов) = 0,5 + 0,06 = 0,56с	= 30% = =                  = *0,3*31.5 = 13,3 кА >	= 30% = =                     = *0,3*31.5 = 13,3 кА >
Динамическая устойчивость = ,   = = = = 1,4 = *20,7*1,4 = 41,1кА	= 128кА <	= 81кА >
Термическая устойчивость = ,  где = 1с = 20,72 *(1 + 0,002) = 430кА2 *с	=	=

 

 

Выбор ошиновки от вводов Т 10 кВ до вводной ячейки в ЗРУ – 10 кВ

В качестве ошиновки используем полосовую медную шину = 730 А,

выбираем  шину 100Х8 с двумя полосами на фазу. = 3060 А (взят с учётом развития)      >

Проверяем на термическую стойкость.

q_min = = = 124 < q_экв = 2*70

Проверяем на динамическую стойкость

= - для медных шин, если полученная частота будет больше 200 Гц, то тогда не надо будет проводить специальный механический расчет

J = = = 0,133

= = 22Гц > 50Гц ÷ 100Гц, если частота колебаний попала в диапазон  50Гц ÷ 100 Гц, то возможно возникновение резонанса.

Механический  расчет двухполюсной шины.

Находим расстояние между шинами по условиям не возникновения резонансных внутренних колебаний.

l_n 0,133* 10 ^-2 * , E = 10*10¹⁰ Па,

J_n = 0,133 ,   m_n = 2,152*2 = 4,304 кг/мм

l_n 0,133* 10 ^-2 * = 3,14 см

Второе условие  по выбору l_n

l_n 0,216* ,

где К_ф – коэффициент формы,  К_ф  0_,35 (при b/h = 0,08);

a_n = 2b = 2*8 = 16 см.

l_n 0,216* * = 26см

Принимаем меньшее из значений  l_n = 3,14см

Сила взаимодействия между полосами в пакете

= = = 18,5Н

Напряжение  в материале

,   где  - момент сопротивления одной полосы,

= = 26,667

= 0,006МПа

Напряжение  в материале шин от взаимодействия фаз 

= 0,42 МПа

Медные двухполюсные шины прошли проверку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ)
2. СХЕМЫ принципиальные электрические распределительных устройств подстанций напряжением 35 – 750 кВ. Типовые решения. ОАО «ФСК ЕЭС». 2007.
3. Васильев А.А. и др. Электрическая часть станций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат,1990.
4. Рожкова Л.Н., Козулин Д.Е. Электрические станции и подстанции. - М.: Энергоатомиздат, 1987.
5. Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки: ГОСТ 14209-85. – М., 1987.
6. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
7. Лисовский Г.С., Хейфиц М.Э. Главные схемы и электротехническое оборудование подстанций 35-750 кВ. – М:. «Энергия», 1977.
8. Ключенович В. И. Выключатели переменного тока высокого напряжения. Рекомендации по выбору и справочные данные. Методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию, №2839. – Новосибирск.: НГТУ, 2004.