Проектирование электрической подстанции

/

/

1. Определение суммарной мощности потребителей подстанции

Суммарная активная мощность на стороне НН

Pнн = ?nнн•P?нн•Кмп = 2•6•0,7 = 8,4 МВт

Полная мощность на стороне НН

Sнн = Pнн/cosц = 8,4/0.7 = 7,7 МВ•А

Реактивная мощность на стороне НН

Qнн = Sнн•sinц = 7,7•0,436 = 3,36 МВ•А

Суммарная на стороне ВН

Pвн = Pнн = 8,4 МВт

Qвн = Qнн = 3,36 МВ•А

Sвн = v PІвн + QІвн = v8,4 І + 3,36 І = v81 = 9 МВ•А

2. Выбор силовых трансформаторов

Исходя из условия Sнт ? (0,65…0,7) Sвн > Sнт ? 6,3 МВ•А выбираем следующий трансформатор:

Таблица 1.

3. Расчёт токов короткого замыкания

Составляем расчётную схему для данной подстанции.

/

/

Рис. 1.

По расчётной схеме составляем электрическую схему замещения.

/

/

Рис. 2.

замыкание трансформатор электрический подстанция

Выразим параметры расчётной схемы в относительных единицах. Для этого приведём сопротивления схемы замещения к одним и тем же базовым параметрам.

SБ = 100 МВ•А; UБвн = 115•1,05 = 120,75 кВ;

UБнн = 6,6•1,05 = 6,93 кВ.

Определим базовый ток и базовое сопротивление:

IБвн = SБ/v3•UБвн= 100•10 /v3•120,75•10 = 0,52 кА;

IБнн = SБ/v3•UБнн = 100•10 /v3•6,93•10 = 8,33 кА;

XБ = UБ/v3•IБ = 6,93/v3•8,33 = 0,48 Ом.

Сопротивление обмоток силовых трансформаторов и линий электропередачи (в о.е.):

XT% = UK% = 10,5%

XИT1 = XИT2 = XT%•SБ/100•Sном = 10,5•100/100•6,3 = 1,66

XИЛ1ВН = XИЛ2ВН = XИЛ3ВН = XИЛ4ВН = Хс = 0,6

XИЛ1НН = XИЛ2НН = ХБ•l•SБ/UБ = 0,48•80•10 •100•10 / 6,93 •10 = 80

Преобразуем схему замещения к наиболее простому виду:

/

/

Рис. 3.

ZРЕЗ ЛВН1,2 = XИЛ1ВН • XИЛ2ВН/ XИЛ1ВН + XИЛ2ВН = 0,6•0,6/0,6+0,6 = 0,3

ZРЕЗ ЛВН3,4 = XИЛ3ВН • XИЛ4ВН/ XИЛ3ВН + XИЛ4ВН = 0,6•0,6/0,6+0,6 = 0,3

ZРЕЗ ЛВН = ZРЕЗ ЛВН1,2 • ZРЕЗ ЛВН3,4 / ZРЕЗ ЛВН1,2 + ZРЕЗ ЛВН3,4 = 0,15

ZРЕЗ Т = XИT1 • XИT2/ XИT1 + XИT2 = 1,66•1,66/1,66+1,66 = 2,76/3,32 = 0,83

ZРЕЗ ЛНН = XИЛ1НН • XИЛ2НН/ XИЛ1НН + XИЛ2НН = 80•80/80+80 = 40

Определим начальное значение периодической составляющей тока и мощности к.з. для каждой точки к.з.:

IПО1 = EИ/ ZРЕЗ ЛВН = 1/0,15 = 6,6

IПО2 = EИ/ ZРЕЗ ЛВН + ZРЕЗ Т = 1/0,15+0,83 = 0,98

IПО3 = EИ/ ZРЕЗ ЛВН + ZРЕЗ Т + ZРЕЗ ЛНН =1/0,15+0,83+40 = 0,025

Определим ударный ток:

iу = v2• IПО1•KУ1 = v2•6,6•1,7 = 12

iу = v2• IПО2•KУ2 = v2•1•1,6 = 2,26

iу = v2• IПО3•KУ3 = v2•0,025•1,369 = 0,048

4. Выбор электрических аппаратов

Выбор выключателей

Выключатели выбирают по номинальному напряжению Uном, длительному току Iраб, отключающей способности, проверяют на термическую и динамическую устойчивость.

Для наружной установки:

Uуст = 110 кВ;

Iраб мах = 2ЧIном л = 2Ч0,52 = 1,04 кА;

IПО = 5;

iу = 12;

v2• IПО + iу = 19

Исходя из этого выбираем выключатель ВМК - 110 - 2000-20У1.

Таблица 2.

Для внутренней установки выбираем выключатель

ВЭМ-6э-1000-20Т3.

Таблица 3.

Выбор разъединителей, отделителей и короткозамыкателей.

Выбор разъединителей, отделителей и короткозамыкателей производится, так же как и выключателей, но без проверок на отключающую способность.

Таблица 4. Разъединители

Таблица 5. Отделители

Таблица 6. Короткозамыкатели

Таблица 7. Выбор средств ограничения тока короткого замыкания

Выбор измерительных трансформаторов

Выбор трансформаторов тока.

Uном>Uисх.

Iном>Iраб. макс

Bк<(КтIном)^2tт

По классу точности

Iу=v2КдIном

Выбор трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения выбирают по следующим параметрам:

а) напряжению Uном>Uисх.;

б) конструкции и схеме соединения обмоток;

в) классу точности

Выбор трансформаторов собственных нужд

Sтсн=0.001Sн

Sтсн=6,3 (кВА)

5. Расчет заземляющего устройства

Заземляющее устройства являются составной частью большинства электроустановок и служат для обеспечения необходимого уровня электробезопасности в зоне обслуживания электроустановки и за ее пределами, для отвода в землю импульсных токов с молниеотводом и разрядников, для создания цепи при работе защиты от замыкания на землю и для стабилизации напряжения фаз электрических сетей относительно земли.

В результате расчета необходимо определить:

а) требуемое ПУЭ сопротивление растекания заземляющего устройства подстанции.

б) требуемое сопротивление искусственного заземления.

в) размеры подстанции, схему заземляющего устройства, тип, форму, количество и размещение электродов на участке.

г) параметры заземления.

Для обеспечения безопасных значений напряжений прикосновения и шагового в ПУЭ нормируется величина сопротивления заземляющего устройства.

а) в установках 110 кВ Rз

При использовании естественных заземлителей сопротивление искусственного заземлителя Rи меньше требуемого Rз:

Rи=RЕ-Rз/RЕRз

Rи=1.5-0.5/1.50.5=1.3 Ом

Определяем сопротивление одной продольной полосы:

Rn.o.=

Rn.o.= Ом

Сопротивление всех продольных полос с учетом коэффициента использования:

Ом

Ом

Общее сопротивление сетки полос:

Ом

Общее сопротивление естественных заземлителей и сетки полос:

Если , то искусственных заземлителей в виде вертикальных электродов не требуется. Если , то необходимо использовать стержневые заземлители, общее сопротивление которых:

6. Выбор защиты от перенапряжений и грозозащиты

Основным аппаратом защиты оборудования подстанции от перенапряжения являются вентильные разрядники. Они устанавливаются на сборных шинах, если к шинам подключены воздушные линии электропередачи; на выводах высшего и среднего напряжения автотрансформаторов; в цепях силовых трансформаторов и отдельных линий, если разрядники, установленные на шинах, не обеспечивают должной защиты оборудования; в нейтралях силовых трансформаторов 110-220 кВ, работающих с изолированной нейтралью.

Таблица 11.

Литература

1. Крючков И.П., Кувшинский Н.Н. Неклепаев Б.Н. «Электрическая часть электростанций и подстанций. М Энергия 1978 г.

2. Лекции по курсу «Электрооборудование станций и подстанций».