Электроснабжение Сокольского деревообрабатывающего комбината

Результаты расчетов тяжения и  стрелы провеса провода

 

i	si , Н/мм2	υ, oc	Ti, H	fнв, м
				W1=26 км
1	31,5	+35	4725	3,1
2	32,5	+30	4875	3,0
3	34,5	+10	5175	2,8
4	35,5	0	5325	2,7
5	37,5	-10	5625	2,6
6	41	-30	6150	2,4
7	43	-40	6450	2,3

 

 

 

                                         м f_нб                                                                                        Н, Т_j

 

 

                                                                              Н   Т 

 

 

 

 

 

 

                                                                                           u                                                                                          u                  

                                     ^оС                                                                                              ^оС

 

 

Рис. 5.1 Монтажные кривые

5.6 Расчёт критической температуры и определение максимальной стрелы провеса.

 

 

 

Критическую температуру  определим по следующим образом:

 

                                                   u_кр = ,                                     (5.25)

 

где s₃ – напряжение материала провода при гололёде и отсутствии ветра,

      которое вычисляется  на основании уравнения состояния  провода (5.27)

 

Максимальная стрела провеса  провода определяется по формуле:

                                                   f_нб =                                                 (5.26)

 

                                                      (5.27)

                              ,                     (5.28)

где

                                                     (5.29)

 

или f(s₃ )=

Решая это уравнение методом  подбора, находим s₃ = 115,2 Н/мм².

Рассчитываем критическую  температуру:

u_кр = = 6 ^оС.

Поскольку в рассматриваемом случае  u_кр = 6 ⁰С < u_нб = 40 ^оС, то наибольшая стрела провеса будет при высшей температуре воздуха и нагрузке провода только собственной массой.

Определяем напряжение провода в этих условиях по формуле (5.29):

Отсюда

или f(s₁ )=

Решая это уравнение методом  подбора, находим s₁ = 91 Н/мм²

Следовательно, искомая максимальная стрела провеса равна:

f₁ = = 3,6 м

 

На ВЛ-110 кВ применяем стеклянные подвесные изоляторы марки 

ПС6 – Б, устанавливая их по 8 штук в поддерживающих и натяжных гирляндах [1].

К достоинствам стеклянных изоляторов относится высокая стойкость  к атмосферным воздействиям, высокая  механическая и электрическая прочность, в случае пробоя закаленное стекло изолятора не растрескивается, а рассыпается. Это облегчает нахождение не только места повреждения на линии, но и самого поврежденного изолятора в гирлянде.

Таким образом, при ориентировочно принятой ширине коридоров ВЛ-110 кВ, равной 150 м, устанавливаем 175 опор до ПС – Сокол.

При строительстве используем трос марки С-50. провод марки 

АС-150/24.

6.РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО  ЗАМЫКАНИЯ

 

 

 

Основной причиной нарушения  нормального режима работы системы  электроснабжения является возникновение  короткого замыкания (КЗ) в сети или в элементах электрооборудования вследствии повреждения изоляции или неправильного действия обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из стоя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства релейной защиты и автоматики.

Введем ряд допущений, упрощающих расчет и не вносящих существенных погрешностей:

1. Линейность всех элементов схемы;
2. Приближенный учет нагрузок;
3. Пренебрежение активными сопротивлениями элементов схемы при условии, что

                                                        r_å < х_å/3,                                             (6.1)

 

где r_å, х_å - суммарные активные и реактивные сопротивления

                элементов системы электроснабжения  до точки КЗ.

 

4. Симметричность всех элементов, за исключением мест КЗ;
5. Пренебрежение токами намагничивания трансформаторов.

Погрешность расчетов при данных допущений не превышает 2-5%.

Расчет токов КЗ упрощается при использовании схемы замещения. В ней все величины берутся  при одних и тех же условиях.

Исходная схема для расчетов токов КЗ представлена на рис.6.1.

Схема замещения представлена на рис.6.2.

1).Проверку режимов электрооборудования  обычно выполняют для режима трехфазного КЗ. Начальное действующее значение периодической составляющей трехфазного КЗ определяется по формуле:

 

                                                  I⁽³⁾_max = U_ср / Ö3*(Ö r²_1S + x²_1S),                          (6.2)

 

где U_ср, –среднее номинальное напряжение сети, в которой рассматривается

      КЗ, В;

      r_1S , x_1S -суммарные активные и реактивные сопротивления прямой

      последовательности, мОм.

 

Ток двухфазного короткого замыкания  определяется по формуле:

 

                                                   I⁽²⁾_к = Ö3/2 * I⁽³⁾_к,                                                (6.3)

 

Ударный ток определяется из выражения:

 

                                             i_уд = Ö2 * к_уд * I⁽³⁾_max                                                (6.4)

 

где к_уд – ударный коэффициент, который определяется по формуле:

 

                                                к_уд =1 + е^-0,01/Та                                                      (6.5)

 

                                              Т_а = x_1S / w х r_1S ,                                                     (6.6)

 

где w - угловая частота, с^-1 (w = 314 с^-1).

2).Определим параметры схемы  замещения.

Расчет токов КЗ будем производить в относительных единицах.

Принимаем базисную мощность системы  S_d = 100 МВ*А.

- Базисные напряжения на стороне  ВН: U_d1 = 115 кВ;

На стороне НН: U_d2 = 11 кВ.

Базисные токи:

• на стороне ВН: I_d1 = S_d / * U_d1 = 100 / * 115 = 0,5 кА;
• на стороне НН: I_d2 = S_d / * U_d2 = 100 / * 11 = 5,25 кА;

 

- Сопротивление системы:

 

х_с = I_d1 / I⁽³⁾_к =0,5/6,8=0,074

 

- Параметры линии 110 кВ (ВЛ-110 от ПС – Сокол до ГПП длиной 26 км):

Активное и индуктивное  сопротивление определяем согласно формулам (5.7) – (5.8) следующим образом:

 

                                                r_Л = r₀*l*S_d/U_d1²,                                                   (6.7)

 

                                                х_Л = х₀*l* S_d/U_d1²,                                                 (6.8)

 

r_Л1 = 0,199*26*100/115² = 0,039

х_Л1 = 0,42*26*100/115² = 0,083

 

- Параметры трансформатора ТДН-16000/110/10:

                                           х_т =                                                       (6.9)

где U_ном – номинальное напряжение, кВ;

      S_ном,т - номинальная полная мощность трансформатора, кВ*А.

      U_к – напряжение короткого замыкания трансформатора, % [8];

 

х_т =

 

- Параметры линии 10 кВ:

r_Л2 = 0,129*1,35*100/11² = 0,14

х_Л2 = 0,075*1,35*100/11² = 0,084,

где r_о = 0,129 ом/км, х_о = 0,075 Ом/км – удельное активное и индуктивное сопротивления кабельной линии ААБл 3х240 (см. п. 11, табл. 11.2).

 

Для примера определим  токи КЗ в точке К1:

r_S1 = r_Л1 = 0,039

х_S1 = х_с + х_л1 = 0,074 + 0,083 = 0,157

z_S1 = Ö r_S1² + х_S1² = Ö 0,039² + 0,157² = 0,162

I⁽³⁾_к1 = I_d1 / z₁ = 0,5 / 0,162 = 3,091 кА

I⁽²⁾_к1 = Ö3/2 * 3,091 = 2,68 кА

Т_а = 0,157 / 314*0,039 = 0,013 с

к_уд =1 + е^-0,01/0,013 = 1,46

i_уд = Ö2 * 1,46 * 3,091 = 6,38 кА

Расчет токов КЗ для остальных  точек ведется аналогично, результаты расчетов сведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1.

Расчет токов КЗ

 

Точка КЗ	rS Ом	хS Ом	I(3)к, кА	I(2)к, кА	куд	iуд,кА
К1	0,039	0,157	3,091	2,68	1,46	6,38
К2	0,039	0,817	6,42	5,56	1,46	13,26
К3	0,179	0,901	5,73	4,95	1,54	4,34

 

7.ВЫБОР ТОКОВЕДУЩИХ  ЧАСТЕЙ И КОММУТАЦИОННО - ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ

 

 

 

7.1.Выбор комплектных распределительных  устройств

 

 

 

Главную понизительную подстанцию принимаем к установке комплектной, типа КТПБ (М) 110-5Б-65/10-2Х16000-59-А-1-85-ХЛ1 Самарского завода «Электрощит».

При проектировании ГПП будем применять  комплектные ячейки 10кВ. отдельные  блоки, модули и узлы заводского исполнения.

Комплектные распределительные устройства (КРУ) предназначены для приема и  распределения электроэнергии трехфазного  переменного тока промышленной частоты, состоят из набора типовых шкафов в металлической оболочке и поставляются заводом - изготовителем блоками из нескольких шкафов или отдельными шкафами в полностью смонтированном виде со всей аппаратурой и всеми соединениями главных и вспомогательных цепей[8].

Предприятия Министерства электроэнергетической  промышленности России изготовляют  комплектные распределительные устройства двух видов: стационарный (КСО) и выкатного типа (КРУ).

В шкафы КРУ и КСО встраивают выключатели, трансформаторы напряжения, разрядники, кабельные сборки, силовые трансформаторы и аппаратуру для собственных нужд ГПП, различную аппаратуру (конденсаторы, разрядники) для защиты вращающихся машин от перенапряжения и т. д., силовые предохранители, шинные перемычки.

В КСО всю аппаратуру главных  и вспомогательных цепей устанавливают стационарно.

Применение КРУ и КСО позволяет  сократить время, требуемое на проектирование, монтаж и наладку распределительных устройств.