Электроснабжение промышленного предприятия (151206)

Посмотреть архив целиком

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 = αI ∙ √ 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,

tn = 0,39 + 0,014 ≈ 0,4


где tn.n – периодическая составляющая приведенного времени;

tn – апериодическая составляющая приведенного времени;

Определяем апериодическую составляющую приведенного времени:


tn 0,005 ∙ (β'')2,

tn = 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:


Gдоп.Gрасч.,


где Gдоп - дополнительное механическое напряжение в материале шин, (справочная величина зависит от материала шин);

Gрасч. – расчетное механическое напряжение в шинной конструкции, в результате действия электромагнитных сил при коротком замыкании.



где Fрасч – расчетная сила, действующая на шинную конструкцию, на изгиб, в момент протекания ударного тока;

W – момент сопряжения шины, по [2] W =48,6 ∙ 10-6 м3.



где l - длина пролета: в КРУ l = 1м;

а – расстояние между соседними фазами: в КРУ а =0,45 м;

80 МПа > =3,15 МПа.

Так как Gдоп = 80 МПа, а Gрасч = 3,15 МПа, то выбранные шины по электродинамической устойчивости проходят.


Выбираем опорные изоляторы


Выбираем изоляторы по номинальному напряжению, Uном., кВ:


Uном.Uуст.,

Uном. = 6кВ; = Uуст = 6кВ


По [2] выбираем опорные изоляторы типа ИО – 10–3.75 У3.

Выбранные изоляторы проверяем на электродинамическую активность к токам короткого замыкания:


Fдоп.Fрасч.,


где Fдоп – дополнительная сила, Н;

Fрасч – расчетная сила, действующая на изолятор, на изгиб, в момент протекания ударного тока;

По [2] определяем дополнительную силу:


Fдоп. = 0,6 ∙ Fразр. = 0,6 ∙ 3675 = 2205Н;

Fразр = 9,8 ∙ 375 =3675 Н;

Fрасч =1526 Н

Fдоп. = 2205Н > Fрасч = 1526 Н


Следовательно, условие на электродинамическую активность к тока короткого замыкания выполняется


Таблица 4 – Выбор опорных изоляторов

Тип

оборудования

Условие выбора

Каталожные

данные

Расчетные

данные

ИО-10–3.75У3

Uном.Uуст

Fдоп.Fразр

Uном 10 кВ

Fдоп = 2205 Н

Uуст. = 10 кВ

Fрасч.= 1526 Н


Выбираем высоковольтный выключатель


По условиям технико – экономических показателей выбираем вакуумный выключатель. Преимуществами вакуумного выключателя являются: высокая электрическая прочность вакуума и быстрое восстановление электрической прочности; быстродействие и большой срок службы, допускающий большое число отключении номинального тока без замены камеры; малые габариты, бесшумность работы, удобство обслуживания; пригодность для частых операций.


Выбираем выключатель максимальному току:


IномIм.р,

3150А > 2020 А.


По [2] выбираем тип вакуумного выключателя: ВВЭ – 10 – 31,5 / 3150 У3.

Выбираем выключатель по напряжению:


Uном.Uп/ст,

Uном.=10 кВ = Uп/ст =10 кВ


Проверяем выключатель термоустойчивость к токам короткого замыкания:



где Iном т.у – номинальный ток термоустойчивости, кА;

tт.с. – время срабатывания, с; tт.с = 3

По [2] номинальный ток термоустойчивости, Iном т.у = 31,5 А


Iном т.у =31,5 кА > 5,4 кА


Условие проверки на термоустойчивость к токам короткого замыкания выполняется.

Проверяем выбранный выключатель на электродинамическую устойчивость к токам короткого замыкания:


iмiу,


где iм – предельный сквозной ток, кА;

iу – ударный ток, (62,5кА).

По [2] предельный сквозной ток, iм = 80 кА.


iм = 80 кА > iу = 62,5кА.


Условие проверки на электродинамическую устойчивость к токам короткого замыкания выполняется.

Проверяем выбранный выключатель на отключающую способность по току и мощности короткого замыкания:


Iном.отклIτ,

S ном.отклSτ,


где S ном.откл – номинальная мощность отключения, МВ ∙ А;

Iном.откл – номинальный ток отключения, кА.


Случайные файлы

Файл
95019.rtf
TVI.DOC
57190.rtf
58985.rtf
doclad.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.