Проектирование электрической части понижающей подстанции

Рис.5 Расчетная схема  подстанции.

 

 

 

 

Составляем схему замещения  для всех элементов расчетной схемы.

Рис.6 Схема замещения

Подстанции  с трехобмоточными                   

автотрансформаторами  и

двухцепной линией ВЛ.

 

 

 

Для расчета токов  короткого замыкания в точках К-1, К-2,

К-3 необходимо определить активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы.

 

Сопротивление системы Xc находим по формуле:

                                    

где - сопротивление системы в относительных единицах;

- номинальное базисное напряжение ;

-  расчетная мощность подстанции  с учетом собственных нужд;

(по заданию).

Активное суммарное  сопротивление ЛЭП ВН:

, т.к.  для двухцепной ЛЭП ВН:

     

 

 

Индуктивное суммарное  сопротивление ЛЭП ВН:

             где       

 

 

Расчет активных и  индуктивных сопротивлений автотрансформаторов.

Из таблицы 1 находим  напряжения короткого замыкания:

     

По этим напряжениям  находим индуктивные сопротивления  обмоток(пренебрегая активными сопротивлениями) в %:

                                                          

 

 

                                             !!!

 

 

 

                     

Переводим полученные значения в Ом:

 (по заданию).

 

 

Расчет активных сопротивлений.

Согласно действующему стандарту соотношение между мощностями. отдельных обмоток ВН/СН/НН может быть различным, например 100/100/100, 100/100/66,7 или 100/66,7/100.В нашем случае, трансформатор небольшой мощности ( и его потери заданы одной величиной тогда при соотношении мощностей 100/100/100 активные сопротивления обмоток равны между собой и составляют половину от «общего» сопротивления, определяемого по формуле:

,         где

Величины сопротивлений принимаются равными :

Активные и индуктивные  сопротивления обмоток трансформатора сведены в таблицу.

 

 

Таблица 5. Активные и индуктивные сопротивления обмоток трансформатора

Активное сопротивление обмотки ВН,	1,335 Ом
Активное сопротивление  обмотки СН,	1,335 Ом
Активное сопротивление  обмотки НН,	1,335 Ом
Индуктивное сопротивление  обмотки ВН,	77,97 Ом
Индуктивное сопротивление  обмотки СН,	0 Ом
Индуктивное сопротивление  обмотки НН,	149,45 Ом

 

 

 

4.1. Расчет тока  КЗ в точке К1.

С помощью вычислений преобразуем схему замещения к простейшему виду.

  

где  ;          

При этом схема замещения преобразуется  к виду:

 

Рис. 7 Преобразование схемы  замещения для точки К1.

 

Ток КЗ в точке К1 находим по формуле:

Постоянная времени  затухания апериодической составляющей:

, где ω – угловая частота сети, равная

Ударный коэффициент определяем по формуле:

 

Ударный ток:

 

4.2. Расчет тока  КЗ в точке К2.

Схема замещения для точки К2.

Поскольку            из таблицы 5, то схема приобретает вид: Р          

                                                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 8  Преобразование схемы замещения для точки К2.            

Ток КЗ в точке К2:

Постоянная времени  затухания апериодической составляющей:

Ударный коэффициент  определяем по формуле:

Ударный ток:

4.3. Расчет тока КЗ в точке К3.

Преобразование схемы  замещения для точки К3.    

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Рис. 9 Преобразование схемы замещения для точки К3.    

Сопротивление преобразованной схемы:

Ток КЗ в точке К3:

Постоянная времени  затухания апериодической составляющей:

Ударный коэффициент  определяем по формуле:

Ударный ток:

Результаты расчетов сводим в таблицу.

Точки КЗ	, кВ	, Ом	, Ом	, Ом	, кА	, сек		, кА
К-1	230	7	82,2	82,5	2,79	0,037	1,76	6,94
К-2	230	9,7	121,2	121,51	1,89	0,04	1,78	4,76
К-3	230	9,7	195,91	196,2	1,2	0,06	1,85	3,14

Таблица 6.

Таким образом, наибольший ток КЗ возникает в точке К1.

5. Выбор оборудования.

Все виды аппаратов должны выбираться в соответствии с вычисленными максимальными расчетными величинами для нормального режима и короткого  замыкания. Для их выбора производится сравнение указанных расчетных величин с допускаемыми значениями высоковольтного оборудования. Составляется таблица сравнения указанных расчетных и допустимых величин. При этом для обеспечения надежной безаварийной работы расчетные величины должны быть меньше допустимых.

Рассчитаем максимальные токи, протекающие в цепях ВН, СН и НН каждого из трансформаторов.

1.Цепь ВН.

Расчетный максимальный ток:

   

2. Цепь СН.

Расчетный максимальный ток:    

                                   

3. Цепь НН.

Расчетный максимальный ток:    

                                    

 

1. Выбор силовых выключателей.

При выборе типов выключателей следует руководствоваться следующим (НОРМЫ технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ):

- В ОРУ 110-750 кВ следует предусматривать элегазовые выключатели, которые должны обеспечивать работоспособность во всем требуемом диапазоне температур;

  -В ОРУ 35 кВ должны предусматриваться элегазовые или вакуумные выключатели.

-В РУ 6, 10 кВ должны предусматриваться шкафы КРУ с вакуумными или элегазовыми выключателями.

 

 

1. Выбор выключателей ВН.

Руководствуясь нормами  и рассчитанными значениями максимальных токов, протекающих по двухцепным линиям, подходящим к трансформаторам, принимаем на стороне ВН элегазовые выключатели наружной установки            ЯЭ-220Л-11(21)У4.

Найдем интеграл Джоуля:

, где 

 - время включения релейной защиты (0,1с);

- время отключения выключателя  (по каталогу);

 и  - значения из таблицы 6.

 

.

 

Ток КЗ в точке К1 (из таблицы 6):

Постоянная времени  затухания апериодической составляющей:

Ударный коэффициент:

Ударный ток:

 

 

Условия выбора, данные выключателей , сведем в таблицу.

 

 

 

Таблица 7. Выбор выключателей ВН.

Место установки	Тип оборудования	Условия выбора	Данные аппарата	Данные сети ВН
Q1-Q12	ЯЭ-220Л-11(21)У4

 

По данным сравнения  выбранная марка выключателей подходит.

 

2. Выбор выключателей CН.

На отходящей линии CН принимаем к установке элегазовые выключатели наружной установки  ЯЭ-110Л-23(13)У4.

Найдем интеграл Джоуля:

 

.

 

Ток КЗ в точке К2 (из таблицы 6):

Постоянная времени  затухания апериодической составляющей:

Ударный коэффициент:

Ударный ток:

Условия выбора, данные выключателей , сведем в таблицу.

 

 

Таблица 8. Выбор выключателей CН.

Место установки	Тип оборудования	Условия выбора	Данные аппарата	Данные сети СН
Q19-Q30	ЯЭ-110Л-23(13)У4

 

 

3. Выбор выключателей НН.

На низком напряжении 35 кВ к установке принимаем элегазовые выключатели наружной установки типа  ВГТ-35-50/3150У1.

Интеграл Джоуля          

Ток КЗ в точке К3 (из таблицы 6):

Постоянная времени  затухания апериодической составляющей:

Ударный коэффициент:

Ударный ток:

Таблица 9. Выбор выключателей НН.

Место установки	Тип оборудования	Условия выбора	Данные аппарата	Данные сети НН
Q13-Q18, Q40-42	ВГТ-35-50/3150У1