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. 8 910 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. 1010.3 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 КИП - коэффициент изменения потерь, принимается равным 0,02 кВт/кВАр для трансформаторов ГПП [1];Qт. - реактивная мощность, потребляемая трансформатором, кВАр;Рл. - потери мощности в питающей линии электропередач от передачи по ней реактивной мощности, потребляемой трансформатором, кВт.Мощность Qт. можно найти по формулеРеактивные мощности QХХ и QКЗ вычисляются по следующим формулам:где IХХ, UКЗ - данные трансформаторов (из таблицы 10.1).Подставляем полученные данные в выражение (11.4):Потери мощности в линии Рл. находятся по формулегде Rл. - сопротивление линии, Rл. = 0,9 Ом по табл. П. 2.6 [1].Годовые потери электроэнергии в трансформаторе рассчитываются по следу-ющей формуле:где TГ - годовой фонд рабочего времени (TГ = 8760 ч);τM - число часов использования максимума потерь, ч;С0 - 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 τm 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 Q5 ток через Q4 будет такой же как на пассивных элемен-тах Q3, Q11, Q12.Суммарные токи через пассивные выключатели Q3, Q4, Q11, Q12: Суммарные ударные токи через пассивные выключатели Q3, Q4, Q11, Q12: Суммарные токи через секционный выключатель Q5 в подпитке участвуют ЭДтолько одной секции шин:Суммарные ударные токи через выключатель Q5: Суммарные токи через выключатель Q6,Q8: Суммарные ударные токи через выключатель Q6 и Q8 Суммарные токи через выключатель Q7,Q9: Суммарные ударные токи через выключатель Q7 и Q9 Результаты расчета токов К.З. в т. К1сведены в таблицу 12.1 Таблица 12.1 – токи К.З.1513 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры13.1 Выбор высоковольтного вводного выключателя Q3
По номинальному напряжению сети.
Выключатель выбирается исходя из условия:где UНОМ – номинальное напряжение выключателя;UС.НОМ – номинальное напряжение сети, UС.НОМ = 6 кВ. Выбираем выключатель с UНОМ = 6 кВ ВВЭ-6-25/630
По длительному току.
Выбираемый выключатель должен удовлетворять следующим условиям: где IНОМ – номинальный ток выключателя;IНОРМ.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 IНОРМ.max – расчетный ток на линии Л1 (4.26); Подставляя численные значение в (13.3) получаем:Номинальный ток выключателя по паспортным данным IНОМ =630 А.Условие проверки выполняется.
По симметричному току отключения. Проверка выполняется по условию:
где IП,τ – действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания (КЗ) к моменту расхождения контактов τ;IОТК.НОМ – номинальный ток отключения выключателя.Для выбранного выключателя IОТК.НОМ = 25 кА.При наличии подпитки от двигателей:где IПτС – действующие значения периодической составляющей токов КЗ от энергосистемы из (8.6). 16IПτД – действующие значения периодической составляющей токов КЗ от дви-гателей.
При питании от системы неограниченной мощности IПτС = IП∞ = IПОС.Для электродвигателей:где ТД – постоянная времени затухания периодической составляющей элек-тродвигателя. Примем ТД = 0,06 с (при отсутствии данных можно принять 0,04-0,06).Iпод- токи подпитки от двигателя, из табл. 8.1.Время от момента КЗ до момента расхождения контактов выключателя τ определяется выражением:где τЗ.min – минимальное время действия релейной защиты, принимается 0,01 с; tС.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 βН – нормированное содержание апериодической составляющей в токе от-ключения, определяется по рисуноку 5, и равен βН = 32%.Рисунок 2 - Содержание апериодической составляющей в процентах Т.к. ia.τ < ia.НОМ, то условие проверки выполняется.
Проверка выключателей по включающей способности
Проверка выключателей по включающей способности производится по усло-виям:где iУ – ударный ток КЗ; 17IП.О – начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи вы-ключателя;IВКЛ.НОМ – номинальный ток включения (действующее значение периодической составляющей).Наибольший пик тока включения:Ударный коэффициент, нормированный для тока включения iВКЛ.НОМ выклю-чателей равен KУН = 1,8. Поэтому если для ударного тока в расчетной точке КЗ KУ ≤ 1,8, то можно проверять только по IВКЛ.НОМ. При KУ > 1,8, проверка производится по двум условиям (iВКЛ.НОМ и IВКЛ.НОМ).Следовательно, проверка производится по одному условию (IВКЛ.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 KУ=1,79 меньше, чем 1,8, следовательно, проверяем аппарат по одному условию.
