- •Кафедра электрических станций и диагностики электрооборудования Курсовой проект
- •Аннотация
- •1. Характеристика подстанции и её потребителей
- •1.1. Определение типа подстанции (пс)
- •1.2. Характеристика нагрузки пс
- •Выбор силовых трансформаторов
- •2.1 Проверка трансформатора по перегрузочной способности.
- •Параметры трансформатора трдн-63000/220 представлены в табл.2.1(по [4] табл.3.8).
- •3. Расчет токов короткого замыкания.
- •4. Выбор электрической схемы распределительного устройства подстанции.
- •6. Выбор аппаратов и токоведущих частей.
- •Для выбора аппаратов и токоведущих частей необходимо знать максимальный ток продолжительного режима Iпрод.Расч, определяемого согласно таблице 6.1.
- •Выбор выключателей на вн (q4).
- •Для таблицы 6.2:
- •Выбор выключателя отходящей кабельной линии (q3).
- •Для таблицы 6.5:
- •Выбор трансформаторов тока.
- •Выбор трансформаторов напряжения.
- •7. Оперативный ток.
- •8. Выбор и обоснование конструкции ру.
- •9. Охрана труда.
- •9.2.1. Ограждение территории пс.
- •Заключение:
- •Список литературы:
Выбор силовых трансформаторов
Поскольку с шин подстанции ПС2 питается 35% потребителей 1 и 2 категорий, то по условиям надёжности электроснабжения, необходима установка двух силовых трансформаторов.
Мощность каждого трансформатора выбирается так, чтобы при отключении одного трансформатора, оставшийся в работе обеспечивал с допустимой перегрузкой питание нагрузки подстанции. Расчётная мощность одного трансформатора выбирается из условия по формуле:
МВА, (17)
Исходя из полученного результата, выбираем трансформатор типа ТРДН –63000/220
(таблица 1.4.3 [1]).
2.1 Проверка трансформатора по перегрузочной способности.
Производим проверку по перегрузочной способности в случае отключения одного из трансформаторов. Нагрузочная способность трансформаторов до 100 МВА определяется ГОСТ 14209-85. Для определения перегрузки исходный график S=f(t) должен быть преобразован в эквивалентный (в тепловом отношении) прямоугольный график нагрузки
Расчет перегрузочной способности трансформатора ТРДН-40000/220.
На исходном графике (рис.4.) откладывается номинальная мощность трансформатора, пересечением ее с исходным графиком выделяется участок наибольшей перегрузки продолжительностью h’ и участок начальной нагрузки.
Рис.5. Преобразование исходного графика в двухступенчатый
1) Находим начальную нагрузку в долях от номинальной мощности трансформатора (эквивалентную ступень охлаждения)
.
2) Находим предварительное значение коэффициента перегрузки
; .
Находим максимальное значение перегрузки
.
4) Так как , то принимаем значение перегрузки и ч.
При начальной нагрузке К1=0,93 в долях от номинальной мощности трансформаторов и h=4, при температуре окружающего воздуха 200С и типа охлаждения трансформаторов ДЦ, допустимая перегрузка равна K2доп = 1.3 (по [3] табл.2.3), а мы имеем K2 = 1.093. Получили, что K2 <K2доп. Следовательно, трансформатор проходит по режиму перегрузки в послеаварийном режиме.
Параметры трансформатора трдн-63000/220 представлены в табл.2.1(по [4] табл.3.8).
Параметры трансформатора ТРДН-40000/220.
Таблица 2.1.
Sном |
UВН |
UНН |
Uк |
Pхх |
Pкз |
Iх |
МВА |
кВ |
кВ |
% |
кВт |
кВт |
% |
63 |
230 |
6,3-6,3 |
11,5 |
82 |
300 |
0.8 |
3. Расчет токов короткого замыкания.
На проектируемой ПС произведем расчет начального значения периодической составляющей тока короткого замыкания- Iпо: на шинах высшего напряжения ПС1 – трехфазного и однофазного КЗ, на шинах низшего напряжения ПС1 – трехфазного КЗ. Для ограничения токов КЗ на стороне 6 кВ следует принять следующие меры:
-обеспечить раздельную работу трансформаторов;
-у трансформаторов мощностью 63МВА расщепленные обмотки включить раздельно;
-заземлить нейтраль только одного трансформатора.
В курсовом проекте принято, что двигательная нагрузка потребителей на напряжение
10 кВ достаточно удалена от шин ПС. В связи с чем можно не учитывать ток подпитки от нее места КЗ.
Для определения Iпо, составим схемы замещения для протекания токов прямой и нулевой последовательностей.
При определении параметров схем замещения будем пользоваться системой относительных единиц, отнесенных к базовым условиям. За величину базовой мощности примем Sб=1000 МВА и выберем базовые напряжения в соответствии со школой средних напряжений: 6,3 и 230 кВ.
На Рис.5. приведена расчетная схема для определения токов КЗ.
Рис.5. Расчетная схема для определения токов КЗ.
Ниже приведены численные значения исходных данных по генераторам, системам, линиям и трансформаторам:
Система Sкз, МВ*А x0/x1 |
Линии: длина, км, худ, Ом/км |
Генера- торы, МВт |
Трансформаторы МВ*А |
||||
Система 1 |
Система 2 |
ВЛ-1 |
ВЛ-2 |
ВЛ-3 |
ВЛ-4 |
Г-1,2,3 |
Т-1,2,3
|
5900:2,55 |
2100:2,65 |
42:0.39 |
49:0.4 |
33:0,39 |
5:0,41 |
100 |
125 |
На Рис.6. представлена схема замещения для токов прямой последовательности.
Рис.6. Схема замещения прямой последовательности.
Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности:
сопротивления систем: о.е.
о.е.
сопротивления линий: о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
сопротивление трансформаторов: о.е. где Uк1=11%, (по [4] табл.3.8).
Для трансформатора с расщепленной обмоткой НН можно в среднем считать, что (по [3] стр.14). Тогда , .
Поэтому .
где о.е.
о.е.
сопротивление генераторов: о.е.
где Хd’’=0.192 о.е. и cosφном.г=0.8 (по [4] табл.2.1).
ЭДС систем - о.е.
ЭДС генераторов - о.е.
Приведем схему к простейшему виду:
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
Находим токи трехфазного КЗ (в относительных единицах):
- на стороне ВН
о.е.
- на стороне НН
о.е.
Базовые токи при КЗ:
кА;
кА;
Находим токи трехфазного КЗ (в именованных единицах ):
кА;
кА.
На Рис.7. представлена схема замещения для токов нулевой последовательности.
Рис.7. Схема замещения нулевой последовательности.
Расчет параметров схемы замещения нулевой последовательности:
сопротивления систем - о.е.
- о.е.
сопротивления линий - о.е.
- о.е.
- о.е.
- о.е.
где о.е. – характеристика двухцепных линий с хорошо проводящими тросами (по [3] табл.3.1).
сопротивление трансформаторов - о.е.
- о.е.
Приведем схему к простейшему виду:
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
Находим ток однофазного КЗ (в именованных единицах):
- на стороне ВН
кА.
Для всех видов КЗ рассчитаем ударные токи КЗ по формуле:
,где Ку – ударный коэффициент (по [3] табл.3.2).
- шины ВН
,
;
- шины НН
.
Результаты расчета оформим в виде таблицы 3.1.
Таблица 3.1.
Место КЗ |
I (3)по, кА |
I (1)по, кА |
iу(3), кА |
iу(1), кА |
Шины ВН |
12,37 |
9,53 |
31,5 |
66,2 |
Шины НН |
25,3 |
- |
24,9 |
- |