Создание модели сети 110 кВ в программном комплексе RASTR

 

 

 

4.3.2. Выбор ячеек разъединителей 110 кВ

Выключатели выбираются по условиям:

1. Номинальному напряжению разъединителя:

U_НОМ.Р ≥ U_НОМ.У

U_НОМ.Р, кВ=110 кВ – для разъединителя типа SGF123 ;

110, кВ ≥ 110, кВ;

2. Номинальному току:

I_НОМ ≥ I_Н ;

Согласно п.2.1.21. [4]. В аварийных режимах допускается кратковременная перегрузка трансформаторов сверх номинального тока при всех системах охлаждения независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды в следующих пределах (см. табл. 3.2).

I_H, (1,45÷1,6) = 243,8÷269,04, А;

I_НОМ, А=1600 А – для разъединителя типа SGF123;

3. Амплитудное значение ударного тока при включении на короткое замыкание (проверка разъединителя на динамическую стойкость к токам короткого замыкания):

i_УД.К ≤ i_{ВКЛ.НАИБ};

i_УД.К = 2,55*3,707=9,453 (кА);

i_{ВКЛ.НАИБ}, кА = 100кА – для разъединителя типа SGF123;

9,435кА ≤ 100кА;

4. Термическую стойкость к токам короткого замыкания:

I²_ТЕР*t_ТЕР ≥ B_K=I²_К

t_ОТК+Т_А= (1.04÷3 ) с;

В_К = 15,9÷46,09 (кА²*с);

I²_ТЕР*t_ТЕР=4800 кА²*с – для разъединителя типа SGF123;

4800 , кА²*с ≥ 15,9÷46,09 кА²*с;

Результаты выбора выключателей сведены в таблицу 4.4.

 

                                                                                                                                    Таблица 4.4

Выбор и проверка разъединителей ОРУ-110кВ

Наимено-вание	Расчетные данные					Тип аппарата	Каталожные данные
	Uн.у., кВ	IН, А	IК,  кА	iУД.К, кА	ВК кА2*с		UН.Р, кВ	IН, А	IВ.Н., кА	I2t, кА2*с
ОРУ-110 кВ	110	269	3,7	9,45	46,09	SGF123	110	1600	100	4800

 

 

4.3.3. Выбор измерительных трансформаторов тока

Измерительные трансформаторы тока выбраны по следующим условиям:

- По напряжению установки;

-По номинальному току;

-По конструктивному исполнению;

-По классу точности;

-По электродинамической  стойкости;

-По термической стойкости;

-По вторичной нагрузке:

S₂ ≤ S_2НОМ.

Результаты выбора и проверки трансформаторов тока приведены  в таблице 4.5.

 

 

 

 

 

                                                                                                                                      Таблица 4.5

Выбор и проверка трансформаторов  тока

Наиме-нование	Расчетные данные						Тип аппарата	Каталожные данные
	Uн.у., кВ	IН, А	I(3)К, кА	iУД.К, кА	ВК кА2*с	S2, ВА		UН. кВ	IН, А	IТЕР., кА	IДИН., кА	I2t, кА2*с	S2, ВА
	110	269	3,7	9,45	46,09	-	TG 145	110	600	63	157,5	3969	30

 

 

ТТ 110 кВ обмотки: защита – 5Р, учет 0,5S, измерение – 0,5.

4.3.4. Выбор измерительных трансформаторов напряжения

Измерительные трансформаторы тока выбраны по следующим условиям:

-По номинальному напряжению  первичной обмотки;

-По конструктивному исполнению;

-По классу точности;

-По вторичной нагрузке:

S₂ ≤ S_2НОМ.

Результаты выбора и проверки трансформаторов тока приведены  в таблице 4.6.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                      Таблица 4.6

Выбор и проверка трансформаторов  напряжения

Наимено-вание	Расчетные данные		Тип аппарата	Каталожные данные
	Uн.у., кВ	SНАГР, ВА		UН, кВ	SНАГР, ВА
1	2	3	4	5	6
-	110	10	НАМИ-110	110	10

4.3.5. Выбор ОПН на стороне 110 кВ

1. Выбор наибольшего длительного  допустимого рабочего напряжения

Длительно допустимое рабочее  напряжение ограничителя выбирается по наибольшему рабочему напряжению сети с 5%-ным запасом и должно быть не менее:

U_НР=1,05*U_Ф.Н.Р.=1,05*126/ =76,4 (кВ).

Ближайшее большее к этому  значение по каталожным данным СП «АББ - УЭТМ» дл ограничителя типа PEXLIM R 96 XH 123 H класса энергоемкости R – 77кВ.

2. Выбор класса энергоемкости  ОПН

Примем энергоемкость  ОПН класса R =2,5 кДж/кВ.

           2. Значение квазиустановившегося перенапряжения в неполнофазном режиме можно оценить по рис. 4.1[8, рис. 8]

 

 

 

 

 

 

 

Рис 4.1 - Максимальные величины установившихся перенапряжений в полублочной схеме электропередачи 110 кВ при включении 2-х фаз ВЛ.

U_У=1,05*U_НР=1,05*76,4 =80,2 (кВ).

4. Выбор номинального  напряжения ОПН:

                                                    U_Н= U_У /T_r.................................(4.1)

По рис. 4.2 определяем значение коэффициента T_r=1,04[5, рис .1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А - при предварительном  нагружении удельной поглощаемой энергией 2,5 кДж/

при температуре окружающего воздуха +45 °С, В - в исходном состоянии при температуре окружающего воздуха +45 °С

Рис.4 2.- Зависимость относительных величин временных перенапряжений U_п промышленной частоты, которые должны выдерживать ОПН EXLIM R, от их длительности.

Соответственно формуле 4.1 расчетное значение номинального напряжения ОПН равно:

U_Н= 80,2 /1,04=77 (кВ).

Каталожное значение номинального напряжения ОПН – 96 кВ.

5. Определение защитного  уровня ограничителя при коммутационных  перенапряжениях:

Выбранный тип ограничителя проверяется на обеспечение им требуемого защитного уровня от коммутационных перенапряжений. Величина коммутационных перенапряжений определяет значение напряжения, остающегося на ограничителе, которое  должно быть при расчетном токе не менее, чем на 15-20% ниже испытательного напряжения U_КИ защищаемого оборудования[8, п. 3.5.1]:

U_остк £ U_КИ / (1,15-1,2).

Для электрооборудования 110 кВ нормируется одноминутное испытательное  напряжение частоты 50 Гц:

U_{ИСП 50}=180 кВ.

Выдерживаемый уровень коммутационных перенапряжений можно определить по формуле:

                                  U_КИ =1,41*1,35*0,9* U_{ИСП 50}                               (4.2)

U_КИ=1,41*1,35*0,9*180=308,4 (кВ).

По каталогу «Нелинейные  ограничители перенапряжения серии  EXLIM, PEXLIM» ЗАО «АББ УЭТМ», 2004г., для выбранного типа ОПН U_остк=110 кВ.

U_остк=110 кВ < 308.4/1.2=257 кВ.

6. Выбор ОПН по условиям  взрывоопасности:

Ток срабатывания противовзрывного устройства выбранного ОПН равен 40 кА. Максимальное значение тока короткого  замыкания на шинах 110 кВ – 3,707 кА.

7. Выбор длины пути  тока утечки:

В месте установки ОПН  вторая степень загрязнения, которой  соответствует ток утечки 2,5 см/кВ. Согласно каталога длина пути утечки ОПН 3,2 см/кВ.

 

 

 

 

 

 

4.3.6. Проверка проводников ошиновки по условиям короны

Проверке по условиям короны подлежат ВЛ напряжением 35 кВ и выше, прокладываемые по трассам с отметками  выше 1500 м над уровнем моря. При  более низких отметках проверка по условиям короны и уровню радиопомех для напряжений 110 кВ не производится, если диаметр провода не менее 11,3 мм, что для марки провода АС соответствует сечению 70 мм². Сечение применяемых на ОРУ - 110 кВ проводов марки АС составляет не менее 120 мм².

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ВЫБОР И РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЩИТ И АВТОМАТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

5.1. Расчет токов короткого замыкания

        Для  защиты от перенапряжений устанавливаются  ОПН:

- в воздушных линиях с обеих сторон [9, п.4.2.154];

- на шинах 110 кВ.

Выбор основного электротехнического  оборудования выполнен на основе проверки его соответствия номинальным токам, токам короткого замыкания и  устойчивости (термической и электродинамической) к воздействию токов КЗ.

Схема первичных соединений ОРУ – 110 кВ – одна, секционированная выключателем система шин (110 - 9). На территории РП осуществляется строительство четырех ячеек ВЛ - 110 кВ, две ячейки для включения в рассечку линии «Заовражье - 1» и две для включения в рассечку линии «Заовражье - 2» и одной секционирующей ячейки.

В соответствии с [9, п. 1.2.11] рассмотрим различные режимы согласно исходным данным предоставленным филиалом ОАО «Вологдаэнерго».

Рассмотрим режим работы РП в автономном режиме без включения  в сеть.

Режим системы:

- В работе: ПС «Красавино».

- ПС «Великий Устюг»  отключено.

- ПС «Заовражье» отключено.

Параметры генераторов: Хd=0,1, Е=1,13

Параметры силовых трансформаторов: U_k=10,5%, S_н=32 МВ*А

Рассчитаем сопротивление  генераторов:

Х1 = Х2 = Х3 =

Рассчитаем сопротивление  силовых трансформаторов 32 МВА:

Х5 = Х6 =

Рассчитаем сопротивления  для различных режимов работы.

                                 Рис. 5.1.- Расчетная схема

                                     Рис. 5.2 – Схема замещения

                                  Рис. 5.3 – Схема замещения

Х1”=

Х2”=

                                 Рис. 5.4 – Схема замещения

Х3”=

Х4”=

                                    Рис. 5.5 – Схема замещения

Х5”= 0,128+0,181=0,309 (Ом).

Рассчитаем ток короткого  замыкания от одного генератора в  точке К1:

Рассчитаем ток короткого  замыкания от одного генератора в  точке К2:

Приведем ток короткого  замыкания к напряжению 110 кВ:

 

 

Рассчитаем ток короткого  замыкания в максимальном режиме для точки К2:

Приведем ток короткого  замыкания к напряжению 110 кВ:

_{Ток короткого  замыкания на шинах  РП при питании  от ГТ ТЭЦ в автономном режиме без включения  в сеть.}

                                                                     Таблица 5.1

Токи короткого замыкания

Шины РП 110 кВ

 

Рассмотрим режим работы совместно с системой.

Режим системы:

- В работе: ПС «Красавино».

- В работе ПС «Великий  Устюг».

- ПС «Заовражье» отключено.

                                                                    Таблица 5.2

Токи короткого замыкания

Ток кз на шинах ПС  «В. Устюг»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                         Рис. 5.6 – Расчетная схема

Определим сопротивление  воздушной линии от ПС «В. Устюг» до РП-110 кВ:

Для провода АС – 120: Ro=0.249 Ом/км, Хо=0,403 Ом/км