M = 6500 часов) по таблице П.2.1 в [1] прини-маем экономическую плотность тока.Для линии Л1По табл. П.2.3[1] и П.2.2[1]
qст 35 мм
2 ,
Iдоп 175 А. Предварительно выбираем провод АС-25. Проверка по допустимому токуНаиболее тяжелый режим для воздушной линии - это режим, когда распреде-лительная сеть получает питание по одной линии. При этом ток по этой линии равен Условие (9.1) выполняется, следовательно, выбранный провод проходит подопустимому току. Выбран провод АС-16.Параметры провода: провода состоят из стального сердечника и алюминиевых проволок, скрученных правильной скруткой с направлением скрутки соседних по-вивов в противоположные стороны, причем наружный повив имеет правое направ-ление скрутки. Длительно допустимая температура проводов при эксплуатации не должна превышать: +90°С.Гарантийный срок эксплуатации 4 года с момента ввода проводов в эксплуатацию. Срок службы проводов не менее 45 лет. 8 9
10 Выбор силовых трансформаторов10.1 Выбор типа и исполнения трансформаторДля обеспечения надежного питания электроприемников 1-й и 2-й категорий на ГПП устанавливается два силовых трансформатора. Выбираются трансформато-ры одинаковой мощности.По конструктивному исполнению выбираются масляные трансформаторы, так как они обладают хорошим отводом тепла от обмоток и сердечника, хорошей ди-электрической пропиткой изоляции, надежной защитой активных частей от воздей-ствий окружающей среды, являются наиболее экономичными.Выбирается вид охлаждения с естественной циркуляцией воздуха и масла(М). По способу регулирования вторичного напряжения выбираются трансформа-торы, имеющие устройство регулирования под нагрузкой (Н).
10.2 Выбор мощности силовых трансформаторовНоминальная мощность трансформатора определяется по условию:где
р - полная расчетная мощность, берется полная часть от всей нагрузки; N - количество трансформаторов;
-
- коэффициент загрузки, который для двухтрансформаторных ГПП прини-
мается равным 0,7 [1].При выборе мощности трансформаторов необходимо руководствоваться шка-лой стандартных номинальных мощностей.Выбираются трансформаторы ТМН-6300/35 с номинальной мощностью 6300 кВ∙А. Трансформаторы будут работать с недогрузкой, это дает перспективы на дальнейшее развитие, пополнение электрооборудования.
Проверяем выполнение условия (10.1):Условие (10.1) выполняется. Выбранные трансформаторы будут работать с недогрузкой по мощности. 10
10.3 Выбор мощности КТПНоминальная мощность трансформатора:Выбираются трансформаторы ТМ-1000/6 с номинальной мощностью 1000 кВ∙А. Проверяем выполнение условия (10.1):Условие выполняется.Данные по выбранным трансформаторам сведем в таблицу 10.1 Таблица 10.1 - Данные трансформаторов 11
-
Технико-экономический расчёт
Мощности обоих видов трансформаторов обеспечивают электроснабжение предприятия как в нормальном, так и в аварийных режимах.Рассмотрим следующие варианты мощности трансформаторов с учётом допу-стимой перегрузки в таблице 10.1.Проведём расчёт для трансформатора ТМН-6300/35.Потери активной мощности в трансформаторе:где β - коэффициент загрузки трансформатора (β = 0,7).Подставив все данные в выражение (11.1) получим:Потери активной мощности в питающих электрических сетях энергосистемы из-за потребления трансформаторами реактивной мощности находятся по формуле:где К
ИП - коэффициент изменения потерь, принимается равным 0,02 кВт/кВАр для трансформаторов ГПП [1];Q
т. - реактивная мощность, потребляемая трансформатором, кВАр;Р
л. - потери мощности в питающей линии электропередач от передачи по ней реактивной мощности, потребляемой трансформатором, кВт.Мощность Q
т. можно найти по формулеРеактивные мощности Q
ХХ и Q
КЗ вычисляются по следующим формулам:где I
ХХ, U
КЗ - данные трансформаторов (из таблицы 10.1).Подставляем полученные данные в выражение (11.4):Потери мощности в линии Р
л. находятся по формулегде R
л. - сопротивление линии, R
л. = 0,9 Ом по табл. П. 2.6 [1].Годовые потери электроэнергии в трансформаторе рассчитываются по следу-ющей формуле:где T
Г - годовой фонд рабочего времени (T
Г = 8760 ч);τ
M - число часов использования максимума потерь, ч;С
0 - стоимость 1 кВт∙ч электрической энергиигде – основная плата за 1 кВт максимальной нагрузки;
-
– дополнительная плата за 1 кВтч.
12Тарифы на электроэнергию, отпускаемую промышленным предприятиям, в энергосистеме РБ: = 36 руб./кВт, = 0,9 коп./кВт чЧисло часов использования максимума потерь τ
m можно рассчитать по форму-ле:Для трансформатора ТМН-6300/35:Стоимость годовых потерь электроэнергии в электрической сети от передачи реактивной мощности
, потребляемой трансформатором:
Амортизационные отчисления рассчитываются по формуле:
где К - капитальные вложения;
Еа – коэффициент (норма) амортизационных отчислений, табл. 5.1 [1].
Текущие расходы равны:
где Ет.р.- коэффициент (норма) отчислений на текущий ремонт, табл. 5.1 [1].
Эксплуатационные расходы находятся по формуле:
Формула для приведённых затрат:
Подставляем данные для трансформатора ТМН-6300/35 в выражении(11.9) – (11.12):
Расчёт для трансформатора ТМН-10000/35 проводится аналогичным образом.
Результаты расчётов приведены в таблице 11.2.
Таблица 11.2 - Таблица сравнения вариантов
Так как для ТМН-6300/35 меньше капитальные затраты и эксплуатационные
расходы, то выбираем его.
Определим разницу приведенных затрат между возможными вариантами:
Так как условие выполняется, то выбираем 1 вариант: ТМН-6300/35.
13
12 Расчет токов короткого замыкания
Короткие замыкания (КЗ) в электрических системах возникают при наруше-нии изоляции токоведущих элементов электрических устройств, в результате её естественного старения (износа), своевременно не выявленного путем профилакти-ческих испытаний, или каких-либо повреждений в эксплуатации (например, перена-пряжений). Места расположения точек КЗ выбирают таким образом, чтобы при КЗ проверяемое электрооборудование, проводники находились в наиболее неблагопри-ятных условиях.
Вычисление токов короткого замыкания необходимо для: выбора электрообо-рудования, выбора средств ограничения токов короткого замыкания, проектирова-ния релейной защиты. Составляются расчётная схема и схема замещения. Расчёт то-ков короткого замыкания проводится с помощью метода именованных единиц.
12.1 Расчет КЗ в точке К1
Рисунок 12.1 – Расчетная схема при К.З. в т. К1
Рисунок 12.2 – Схема замещения
Приводим к основной ступени напряжения:
Выбираем;
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
где l0-длинна линии Л1, км. по таблице 3.3.
Х0-уд. индуктивное сопротивление ВЛ, Ом/км Сопротивление трансформатора:
Результирующее эквивалентное сопротивление:
14
Ток КЗ т. К1 от системы:
Ударный ток от системы:
Ток подпитки от Д1:
где РНОМ., UНОМ., η и cosφ – номинальные (паспортные) значения из табл.3.1; КI – кратность пускового тока по таблице 3.1;
С=1,1 для СД [1].
Ударный ток от Д1
Ток подпитки от Д2:
где РНОМ., UНОМ., η и cosφ – номинальные (паспортные) значения из табл.3.1; К
I – кратность пускового тока по таблице 3.1;С=1,1 для СД [1].Ударный ток от Д2При включенном СВ Q
5 ток через Q
4 будет такой же как на пассивных элемен-тах Q
3, Q
11, Q
12.Суммарные токи через пассивные выключатели Q
3, Q
4, Q
11, Q
12: Суммарные ударные токи через пассивные выключатели Q
3, Q
4, Q
11, Q
12: Суммарные токи через секционный выключатель Q
5 в подпитке участвуют ЭДтолько одной секции шин:Суммарные ударные токи через выключатель Q
5: Суммарные токи через выключатель Q
6,Q
8: Суммарные ударные токи через выключатель Q
6 и Q
8 Суммарные токи через выключатель Q
7,Q
9: Суммарные ударные токи через выключатель Q
7 и Q
9 Результаты расчета токов К.З. в т. К1сведены в таблицу 12.1 Таблица 12.1 – токи К.З.15
13 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры13.1 Выбор высоковольтного вводного выключателя Q3 -
По номинальному напряжению сети.
Выключатель выбирается исходя из условия:где U
НОМ – номинальное напряжение выключателя;U
С.НОМ – номинальное напряжение сети, U
С.НОМ = 6 кВ. Выбираем выключатель с U
НОМ = 6 кВ ВВЭ-6-25/630
Выбираемый выключатель должен удовлетворять следующим условиям: где I
НОМ – номинальный ток выключателя;I
НОРМ.max – наибольший ток нормального режима;
-
послеаварийном режиме возможно длительное снижение напряжения. По ГОСТ – 13109 – 97 допускается снижение напряжения до 0,9*UНОМ. При этом наибольший ток послеаварийного режима (то же максимального длительного режи-
ма) будет:где I
НОРМ.max – расчетный ток на линии Л1 (4.26); Подставляя численные значение в (13.3) получаем:Номинальный ток выключателя по паспортным данным I
НОМ =630 А.Условие проверки выполняется.
-
По симметричному току отключения. Проверка выполняется по условию:
где I
П,τ – действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания (КЗ) к моменту расхождения контактов τ;I
ОТК.НОМ – номинальный ток отключения выключателя.Для выбранного выключателя I
ОТК.НОМ = 25 кА.При наличии подпитки от двигателей:где I
ПτС – действующие значения периодической составляющей токов КЗ от энергосистемы из (8.6). 16I
ПτД – действующие значения периодической составляющей токов КЗ от дви-гателей.
При питании от системы неограниченной мощности I
ПτС = I
П∞ = I
ПОС.Для электродвигателей:где Т
Д – постоянная времени затухания периодической составляющей элек-тродвигателя. Примем Т
Д = 0,06 с (при отсутствии данных можно принять 0,04-0,06).I
под- токи подпитки от двигателя, из табл. 8.1.Время от момента КЗ до момента расхождения контактов выключателя τ определяется выражением:где τ
З.min – минимальное время действия релейной защиты, принимается 0,01 с; t
С.В – собственное время отключения выключателя, равное 0,04 с. Подставляя значения в (13.7) получим:Подставляя численные значения в (9.5), (9.6) получаем:Условие (13.4) выполняется.
-
Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ Для успешного отключения асимметричного тока КЗ должно быть выполнено
условие:где
iа. - апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контак-тов.Подставляя численные значение, получаем:где β
Н – нормированное содержание апериодической составляющей в токе от-ключения, определяется по рисуноку 5, и равен β
Н = 32%.Рисунок 2 - Содержание апериодической составляющей в процентах Т.к. i
a.τ < i
a.НОМ, то условие проверки выполняется.
-
Проверка выключателей по включающей способности
Проверка выключателей по включающей способности производится по усло-виям:где i
У – ударный ток КЗ; 17I
П.О – начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи вы-ключателя;I
ВКЛ.НОМ – номинальный ток включения (действующее значение периодической составляющей).Наибольший пик тока включения:Ударный коэффициент, нормированный для тока включения i
ВКЛ.НОМ выклю-чателей равен K
УН = 1,8. Поэтому если для ударного тока в расчетной точке КЗ K
У ≤ 1,8, то можно проверять только по I
ВКЛ.НОМ. При K
У > 1,8, проверка производится по двум условиям (i
ВКЛ.НОМ и I
ВКЛ.НОМ).Следовательно, проверка производится по одному условию (I
ВКЛ.НОМ). Данные берем из табл.9.2.Условия (9.15) выполняется.
-
Проверка на электродинамическую стойкость
Проверка производится по сквозным токам по условиям:Ударный коэффициент в точке КЗ K
У=1,79 меньше, чем 1,8, следовательно, проверяем аппарат по одному условию.