Электроснабжение промышленного предприятия

Задание

1. Выбрать электрическую схему главной понизительной подстанции.

2. Вычислить токи короткого замыкания для выбора оборудования.

3. Выбрать оборудование ГПП.

4. Выбрать и рассчитать комплекс защит линии, отходящей от ГПП к РП.

Исходные данные

1. Мощность системы SС=1500МВА.

2. Длина линии 110 кВ LЛ1= IЛ2=20 км.

3. Мощность трансформаторов 110/10кВ

Sном т1= Sном т2=25МВ·А.

4. Напряжение короткого замыкания uк=10,5%.

5. Мощность, необходимая для собственных нужд подстанции 50кВ·А.

6. Максимальная нагрузка предприятия Sрм=25МВ·А.

7. Нагрузка РП РмрРП=5МВт.

8. cos φ = 0,95

Выберем схему ГПП с разъединителями и короткозамыкателями без выключателей и сборных шин на стороне высшего напряжения, так как такая схема является наиболее экономичной. На стороне низшего напряжения используем КРУ выкатного исполнения с двумя секциями шин.

Принципиальная силовая схема ГПП представлена на рис. 1.

Расчет токов короткого замыкания

Номинальный режим работы электроустановки характеризуется номинальными параметрами: Uном. Sном. Iном. Xном. Для того чтобы сопротивление схемы замещения были соизмеримы, ипользуют относительные единицы приведенные к базисным условиям

Ввиду отсутствия данных о воздушной линии 110кВ, примем ее сечение З×95мм2.

Примем базисную мощность 100МВ·А.

Для точки к-1 базисное напряжение Uб1=115кВ.

Составим расчетную схему рис. 2

Рисунок – 2

Рисунок – 3

Вычислить базисные относительные сопротивления (для точки К-2):

Упрощаем схему замещения в точке К – 2 до вида:

Рисунок – 4

Определим результирующее полное сопротивление до точки к.з.

Определим ток короткого замыкания

Определим ударный ток

Вычислив значение постоянной времени Та по рис. 3.2 [2] определим значение ударного коэффициента: Ку=1,8.

Для точки к-2 базисное напряжение Uб2=10,5кВ.

Определим мощность короткого замыкания в момент отключения выключателя

Вычислим базисные относительные сопротивления (для точки К-1)

Рисунок 4 – схема замещения для точки К-1

Упрощаем схему замещения в точке К – 1 до вида:

Рисунок – 6

2,47 < 3 => применяем графоаналитический метод расчета.

По расчетным кривым определяем кратность периодической составляющей I0 к.з. для моментов времени: 0с; 0,2с; ∞.

Кп0 = 3,4; Кпτ = 2,4; Кп∞ = 2,0.

Определим действующее значение периодического тока замыкания в различные моменты времени

I0 = Iном.u · Кп0 = 7,53 · 3,4 = 25,6 кА

Iτ = Iном.u · Кпτ = 7,53 · 2,4 = 18,1 кА

I∞ = Iном.u · Кп∞ = 7,53 · 2,0 = 15,1 кА

Определим ток ударный в точке К – 1

iу = 1,41· I0 · Kу = 1,41 · 25,6 · 1,8 = 65,2 кА

Определим мощность короткого замыканияв момент отключения выключателя

Sτ = 1,73· Iτ · Uб = 1,73 · 18,1 · 115 = 3605 МВ · А

Выбор высоковольтного оборудования

Все высоковольтное оборудование выбирают по номинальным параметрам:

– по номинальному току (по условию нагрева);

– по номинальному напряжению (пробой изоляции).

После того как выбрали оборудование, по этим параметрам проводят проверку на термическую и электродинамическую устойчивость току короткого замыкания.

Кроме того, некоторое оборудование имеет специфические условия проверки: высоковольтные выключатели проверяют на отключающую способность по току и мощности короткого замыкания. Для того чтобы обеспечить требуемый класс точности измерительных приборов, измерительные трансформаторы измеряют по допустимой вторичной нагрузке.

Выбор электрооборудования на 10кВ:

– шины;

– опорные изоляторы;

– вакуумный выключатель;

– трансформаторы тока;

– трансформатор напряжения.

Выбор электрооборудования на 110кВ:

– разъединитель.

Выбор шин

Шины выбирают по условию нагрева:

Iдл.доп.≥ Iм.р.,

Определяем максимально расчетный ток, кА:

,

где Uном. – номинальное напряжение на низшей стороне трансформатора, кВ.

Iдл.доп = 2820А ≥ Iм.р.= 2020А.

По [2] выбираем коробчатые шины.

Данные сечения шин проверяем на термоустойчивость к току короткого замыкания (q) находим по [2]: q = 775 мм2; α = 11.

Определяем минимально допустимое сечение:

qmin = α ∙ I∞ ∙ √ tп,

qmin= 11 ∙ 15,1 ∙= 105,5 мм2

где qmin - минимально допустимое сечение, при котором ток короткого замыкания не нагревает шину выше допустимой температуры, мм2;

Определяем приведенное время короткого замыкания:

tn = tn.n + tn.а,

tn = 0,39 + 0,014 ≈ 0,4

где tn.n – периодическая составляющая приведенного времени;

tn.а – апериодическая составляющая приведенного времени;

Определяем апериодическую составляющую приведенного времени:

tn.а 0,005 ∙ (β'')2,

tn.а = 0,005 ∙ (1,7)2 = 0,014

Определяем кратность тока:

β'' =

Io = I'',

где I'' – переходный ток;

β'' – кратность тока.

q min < q

105,5 < 775

Выбранные шины по нагреву проходят, так как выполнятся условие.

Проверяем выбранные шины на электродинамическую устойчивость к токам короткого замыкания:

 Скачать реферат