Проектирование районной понизительной подстанции напряжения в 110/10 КВ разных мощностей

При этом считается, что периодическая составляющая тока не претерпевает существенных изменений и остается равной, как и в начальный момент. При этом учитывается лишь затухание апериодической составляющей тока короткого замыкания. На основании этого ударный ток определится:

где kуударный коэффициент, определяемый по выражению^где Та — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, которая может быть определена по формуле:

где Хрез., Rрез. — соответственно результирующие (суммарные) индуктивные и активные сопротивления до точек К.З. (т.т. К1 и К2). ω= 2πƒ- угловая частота, (ƒ=50 Гц).Ударный ток в точке К1: Ударный ток в точке К2:

6.Выбор токоведущих частей и электрического оборудования подстанции.

Выбор необходимого оборудования производится на основании принятой схемы электрических соединений. В распределительных устройствах напряжением 35 кВ и выше применяются гибкие шины, выполненные проводами марки АС 6.1 Выбор и проверка ошиновки распределительного устройства высокого напряжения.

В случае выполнения ошиновки гибкими проводниками их сечение принимается, как правило, равным сечению провода линии высокого напряжения. Согласно ПУЭ, сборные шины электроустановок и ошиновки в пределах открытых и закрытых РУ всех напряжений по экономической плотности тока не проверяются [1]. В зависимости от принятой схемы распределительного устройства сечение гибкой ошиновки проверяется по допустимому току нагрева (см. раздел 4).Выбор сечения шин производится по условию нагрева. Imax≤ Iдоп.

В данном выражении Iдопдолжен быть определен с поправкой на температуру воздуха, отличной от принятой в таблицах (+25 о С) по выражению:

Где — действительная температура воздуха Выбранное сечение проверяется на термическую стойкость при протекании тока КЗ по [ 1,4 ]: где — расчетная температура нагрева шины током короткого замыкания;

температура нагрева шины при коротком замыкании (для алюминиевых гибких и жестких шин — 200оС).Для определения расчетной температуры проводника предварительно находится температура проводника до момента возникновения КЗпо [ 4 ] :гдедлительно допустимая температура проводника +70 оС. — номинальная температура воздуха + 25 оС. 0Сfн=31,94Сложная функция температуры проводника, при протекании тока КЗ определится по: где Вкимпульс квадратичного тока КЗ, определяемый как: I (3)Пначальное значение периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания в т.т. К1 и К2.

t от кл. = tр.з. +tоткл. в =(0,16 — 0,2)с, tр.з. — время действия основной релейной защиты tоткл. в — полное время отключения выключателя.

k — коэффициент учитывающий удельное сопротивление и эффективную теплоемкость проводника (алюминиевые шины, провода, кабели — 1,054). g — сечение проводника, мм2. По кривой (Приложение И), используя ƒкопределяем конечное значение температуры проводника в режиме короткого замыкания:

Следовательно, проводник термически стоек.

6.2. Выбор и проверка ошиновки распределительного устройства низкого напряжения.

В случае выполнения схемы распределительного устройства жесткой ошиновкой ее сечение определяется согласно вышеприведенной методики. В отличие от гибкой ошиновки она дополнительно проверяется на электродинамическую стойкость [1,3,4]. Жесткие шины, закрепленные на изоляторах, представляют собой динамическую колебательную систему, находящуюся под воздействием электродинамических сил. Наибольшее удельное усилие при трехфазном КЗ определяется по [ 4,7 ]: где iу- ударный ток трехфазного КЗ — А (определен выше) а — расстояние между соседними фазами, м. Равномерно распределенная сила f создает изгибающий момент М= f l2 /10 Нм, где l -длина пролета между опорными изоляторами шинной конструкции, м. М=0,55*100 000/10=5500.

НмНапряжение в материале шины, возникающее при воздействии изгибающего момента МПагде W — момент сопротивления шины на изгиб, см3(Приложение К). Шины электродинамически устойчивы если: гдедопустимое механическое напряжение в материале шины (Приложение К).

6.3. Выбор и проверка электрических аппаратов.

В соответствии с принятой схемой электрических соединений подстанции в курсовом проекте необходимо произвести выбор и проверку следующих аппаратов: На стороне высокого напряжения подстанции -разъединители, выключатели, ограничители перенапряжения, контрольно-измерительная аппаратура (трансформаторы тока и напряжения, измерительные приборы). На стороне низкого напряжения подстанцииопределить тип ячеек ЗРУ, в которых установлено: разъединители, выключатели, ограничители перенапряжения, контрольно-измерительная аппаратура (трансформаторы тока и напряжения, измерительные приборы). При выборе аппаратов следует учесть возможность появления в схеме электроснабжения подстанции утяжеленного режима. Рабочий ток утяжеленного режима находится при отключении одного из параллельно работающих трансформаторов с учетом аварийно допустимой перегрузки оставшегося в работе, либо при отключении одной из питающих линий. При выборе коммутационной аппаратуры следует учитывать современное развитие коммутационной техники. НаОРУ высокого напряжения использовать воздушные (элегазовые), вакуумные выключатели. В ЗРУ низкого напряжения вакуумную технику, Основные технические параметры коммутационных аппаратов приведены [9,11,12,13,14,15,16] либо в Приложении Л. Перед выбором коммутационных аппаратов необходимо учесть род установки — наружный или внутренний.

Аппараты внутренней установки предназначены для работы в закрытых распределительных устройствах, а также в закрытых ячейках ЗРУ. Аппараты наружной установки предназначены для работы в открытых распределительных устройствах. Выбранные электрические аппараты проверяют на устойчивость в режиме короткого замыкания по методике приведенной ниже. При выборе коммутационных аппаратов следует ориентироваться на установку в одном распределительном устройстве однотипных аппаратов, что упрощает их эксплуатацию. В курсовом проекте достаточно произвести расчеты по выбору одного аппарата каждого наименования, работающего в наихудших условиях. Результаты выбора подстанционных аппаратов вносятся в расчетные таблицы.

6.3.

1.Выбор разъединителей.

Таблица 6.1- Параметры выбора разъединителя.

Параметры выбора * Тип разъединителя Расчетные данные Каталожные данные Uсети.

ном. ≤ Uн, кВРНД110Б/100 011 0110Iнорм.

расч. ≤ Iн, А328iу ≤ iпр.скв., кА1,613 1500Bк ≤ I2тер. t тер, кА2· с56,5806.

3.2. Выбор выключателей.

Таблица 6.2- Параметры выбора выключателя.

Параметры выбора * Тип выключателя.

Расчетные данные Каталожные данные Uсети.

ном. ≤ Uн, кВВНСГ15110Iнорм.

расч. ≤ Iн, А3 281 2000iу ≤ iпр.скв., кА1,61485Bк ≤ I2тер. t тер, кА2· с56,5Iп ≤ I откл.

ном., кА 31,56.

4.Контрольно-измерительная аппаратура.

Количество электроизмерительной аппаратуры, устанавливаемой на подстанции, должно быть минимально возможным для облегчения обслуживания, упрощения и удешевления установки, но и достаточным для правильного ведения эксплуатации. Измерение переменного тока требуется в цепях силовых трансформаторов и в цепях отходящих линий электропередачи. Для измерений тока в трехфазной цепи следует применять один амперметр. Измерение напряжения производится на всех секциях сборных шин на стороне высокого и низкого напряжений силового трансформатора. Напряжение в каждом случае измеряется одним вольтметром с переключателем. В электроустановках, работающих в режиме с изолированной нейтралью, необходимо предусмотреть устройство контроля изоляции. Для присоединения вольтметров контроля изоляции применяются трехфазныйпятистержневой или три однофазных трансформатора напряжения.

Измерение энергии производится в цепях трансформатора на стороне высокого и низкого напряжений. Счетчики учета активной энергии устанавливаются для определения количества электроэнергии, переданной через силовой трансформатор и израсходованной на собственные нужды, а также отпускаемой через отходящие линии. Счетчики реактивной энергии устанавливаются, как правило, со стороны низшего напряжения трансформаторной подстанции через измерительные трансформаторы тока и напряжения класса точности 0,5. 6.

4.1 Выбор трансформаторов тока.

Таблица 6.3- Параметры выбора трансформатора тока.

Параметры выбора.

Тип трансформатора тока.

Расчетные данные Каталожные данные U сети.

ном. ≤ Uн, кВТФНР-35110I норм.

расч. ≤ I 1н, А328 500.

По конструкции и классу точности iу≤ i дин., кА 1,61Bк≤ I2тер. t тер, кА2· с56,5Z2 ≤Z2 ном., Ом 36,53 506.

4.2. Выбор трансформаторов напряжения.

Таблица 6.4- Параметры выбора трансформатора напряжения.

Параметры выбора Тип трансформатора напряжения Расчетные данные Каталожные данные U сети.

ном. ≤ Uн, кВНКФ -110−57 110 100:

по конструкции и схеме соединения обмоток по классу точности S2 ≤ S 2ном. 562 000.

Расчетная нагрузка вторичной цепи трансформатора напряжения S2 определяется суммой активной ΣPприб. и реактивной ΣQприб. мощностей присоединенных измерительных приборов и реле — ВА= 56 ВАЗаключение.

В данной курсовой работе был произведен расчет нагрузок потребителей, выбран трансформатор, разъединители, выключатели, трансформаторы тока и напряжения.

Список использованных источников

1. Правила устройства электроустановок РК. Министерство энергетики и минеральных ресурсов РК, 2004 2. РД 153−34.0−20.527−98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования/ под ред. Б. Н. Неклепаева.

М.:Изд-во НЦ ЭНАС, 2001 3. Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов.

М.:Изд-во «Мастерство», 2001. 4 Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций.

М.:Энергоатомиздат, 1987 5. Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах.

М.:Энергия, 1972 6. Лисовский Г. С., Хейфиц М. Э. Главные схемы и электротехническое оборудование подстанций 35−750.-М.: Энергия, 1977 7. Справочник по проектированию электроснабжения/под ред. Ю. Г. Барыбина, Л. Е. Федорова, М. Г. Зименкова, А. Г. Смирнова.

М.: Энергоатомиздат, 1990 8. Неклепаев Б. Н. Электрические станции .-М.: Энергия, 1976 9. Электрическая часть электростанций и подстанций/ справочные материалы под ред. Б. Н. Неклепаева. -М.: Энергия, 1978 10. Мельников Н. А. Электрические сети и системы.

М.: Энергия, 1975 11. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения/под ред. И. А. Баумштейна и М. В. Хомякова.

М.: Энергоиздат, 1981 12. Вакуумная коммутационная аппаратура. ФГУП «НПП Контакт», Россия г. Саратов, 2005 13. Высоковольтное оборудование. Карпинский электромашиносторительный завод, Россия г. Карпинск, 2005 14. Вакуумные выключатели ВВ/ТЕL, ОПН/TEL. Таврида Электрик, Россия г. Москва, 2005.