Расчет тока генератора в момент включения и проверка допустимости синхронизации. Расчет заземляющего устройства подстанции с высшим напряжением 110кВ

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Выполнить расчёт установившегося режима замкнутой электрической сети.

Схема цепи.

Дано:

Uном=150кВ=1,5*105В

UA=153кВ=1,53*105В

P1=27МВт=2,7*107Вт

P2=16МВт=1,6*107Вт

P3=10МВт=107Вт

Q1=12МВАр=1,2*107Вар

Q2=6МВАр=6*106Вар

Q3=6МВАр=6*106Вар

SТ1НОМ=40МВА=4*107ВА

SТ2НОМ=25МВА=2,5*107ВА

SТ3НОМ=16МВА=1,6*107ВА

LA1=25км

L12=25км

L23=35км

LA3=20км

F=150мм2

r0=0,2 Ом/км

x0=0,435 Ом/км

b0=2.61*10-6См/км

Принимаем следующие трансформаторы:

T1 – ТРНД – 40 000/150

Sтном=4*107ВА

Uвн=158кВ =1,58*105В

Uнн=10,5кВ =1,05*104В

ΔPx=40кВт=4*104Вт

ΔPк=160кВт=1,6*105Вт

uk=10,5%

Ixx=0,7%

Т2,Т3 – ТДН – 16 00/150

Sтном=1,6*107ВА

Uвн=158кВ =1,58*105В

Uнн=11кВ =1,1*104В

ΔPx=40кВт=4*104Вт

ΔPк=88кВт=8,8*104Вт

uk=11%

Ixx=0,8%

Uном – номинальное напряжение цепи.

UА – напряжение в центре питания

Рi,Qi – расчётные нагрузки на вторичной стороне трансформатора.

STi,HOM – номинальные мощности трансформаторов

А – сечение проводов линий.

Решение:

а) определяем параметры линий и трансформаторов и составляем схему замещения.

Параметры схем замещения рассчитываем по погонным параметрам сталеалюминевых проводов:

RA1=R12=r0*LA1=0,2*25=5 (Ом)

XA1= X12=x0* LA1=0,435*25=10,88 (Ом)

BA1= B12=b0* LA1=2,61*10-6*25=6,23*10-5 (Ом)

QCA1= QC12=U2НОМBA1=(1,5*105)2*6,23*10-5=1,4*106(ВАр)

R23=r0*L23=0,2*35=7 (Ом)

X23=x0*L23=0,435*35=15,23 (Ом)

B23=b0* L23=2,61*10-6*35=9,14*10-5(См)

QC23=U2ном *B23=(1,5*105)2*9,14*10-5=2,06*106 (ВАр)

R3А’= r0*L3А’=0,2*20=4 (Ом)

X3А’= x0* L3А’=0,435*20=8,7(Ом)

B3А’= b0* L3А’=2,61*10-6*20=5,22*10-5 (Ом)

QC3А’= U2НОМB3А’=(1,5*105)2*5,22*10-5=7,83*105(ВАр)

Параметры замещения трансформаторов рассчитываются по паспортным данным:

RT1= ΔPk(Ом)

XT1==65,53 (Ом)

ΔQX1=IXX%( ВАр)

RT2= RT3= ΔPk(Ом)

XT2= XT3= =171,63 (Ом)

ΔQX2= ΔQX3= IXX%( ВАр)

Схема замещения кольцевой цепи.

б) приведение нагрузок узлов к первичному напряжению.

Для узла 1:

P1B=P1+ ΔPT1=2,7*107+1,27*105=2,71*107 (Вт)

ΔPT1= ΔPX1+ ΔPk14*104+1.6*105=1,27*105 (Вт)

S1==2,95*107 (ВА)

Q1B=Q1+ΔQT1-=1,2*107+2,45*106-1,4*106=1,3*107 (ВАр)

ΔQT1= ΔQX1+=2,5*105+=2,45*106 (ВАр)

QСA1=U2HOM*BA1=(1,5*105)2*6,23*10-5=1,4*106(Вар)

QС12=U2HOM*B12=(1,5*105)2*6,23*10-5=1,4*106(Вар)

Для узла 2:

P2B=P2+ ΔPT2=1,6*107+1,2*105=1,61*107 (Вт)

ΔPT2= ΔPX2+ ΔPk21,9*104+8,8*104=1,2*105 (Вт)

S2==1,71*107 (ВА)

Q2B=Q2+ΔQT2-=6*106+1,3*106-=5,6*106 (ВАр)

ΔQT2= ΔQX2+=1,12*105+=1,3*106 (ВАр)

QС12=U2HOM*B12=(1,5*105)2*6,23*10-5=1,4*106(Вар)

QС23=U2HOM*B23=(1,5*105)2*9,14*10-5=2*106(Вар)

Для узла 3

P3B=P3+ ΔPT3=107+1,2*105=1,01*107 (Вт)

ΔPТ3= ΔPX3+ ΔPk31,9*104+8,8*104=1,2*105 (Вт)

S2==1,36*107 (ВА)

Q3B=Q3+ΔQT3-=6*106+1,21*106-=5,63*106 (ВАр)

ΔQT3= ΔQX3+=1,12*105+=1,21*106 (ВАр)

QС23=U2HOM*B23=(1,5*105)2*9,14*10-5=2*106(Вар)

QС3А=U2HOM*B3A’=(1,5*105)2*5,22*10-5=1,17*106(Вар)

Схема замещения кольцевой цепи после приведения нагрузок к высшему напряжению.

в) Расчёт предварительного потокораспределения в замкнутой цепи. Определение узла потокораздела.

PA1==

==3,1*107 (Вт)

QA1==

==4,04*107(ВАр)

P3А==

==2,23*107 (Вт)

Q3A==

==1,03*107 (ВАр)

Р12А1=3,1*107-2,71*107=3,9*106 (Вт)

Q12=QA1-Q1B=4,04*107-1,3*107=2,74*107 (ВАр)

Р32А’3=2,23*107-1,01*107=1,22*107 (Вт)

Q32=QA’3-Q3B=1,03*107-5,63*106=4,67*106 (ВАр)

г) уточненный расчёт потокораспределения и напряжений на первичной стороне трансформаторов.

Разомкнутая электрическая сеть.

Потери мощности в линии 12:

ΔP12==1,69*105 (Вт)

ΔQ12==3,68*105 (ВАр)

Мощность в начале линии 12:

РН1212+ ΔP12=3,9*106+1,69*105=4,07*106 (Вт)

QH12=Q12+ ΔQ12=2,74*107+3,68*105=2,78*107 (ВАр)

Мощность в конце линии 12:

РКА1= РН12=4,07*106+2,71*107=3,11*107 (Вт)

QKA1= QH12+Q1B=2,78*107+1,3*107=4,08*107 (ВАр)

Потери мощности в линии А1:

ΔPА1==5,76*105 (Вт)

ΔQА1==1,25*106 (ВАр)

Мощность в начале линии А1:

РНА1А1+ ΔPА1=3,1*106+5,76*105=3,16*107 (Вт)

QHА1=QА1+ ΔQА1=1,25*106+4,04*107=4,16*107 (ВАр)

Мощность потребляемая схемой от источника питания:

РАНА1=3,16*107 (Вт)

QA=QHA1-=4,16*106-1,4*106=2,97*106 (ВАр)

Потеря напряжения в линии А1:

ΔUA1===4,103 (В)

Напряжение в узле 1:

U1=UA-ΔUA1=1,53*105-4*103=1,49*105 (В)

Потеря напряжения в линии 12:

ΔU12===2,19*10,3 (В)

Напряжение в узле 2:

U2=U1-ΔU12=1,49*105-2,19*103=1,47*105 (В)

д) расчёт напряжений на вторичной обмотке трансформаторов:

Потеря напряжения в трансформаторе T1:

ΔUТ1==      =5,73*103 (В)

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора, приведенное к высшему напряжению:

U’1= U1-ΔUТ1=1,49*105-5,73*103=1,44*105 (В)

Коэффициент трансформации трансформатора Т1

KT1===15,05

Действительное напряжение на вторичной обмотке трансформатора T1:

U”1===9,57*103 (В)

Потеря напряжения в трансформаторе T2:

ΔUТ2===7,96*103 (В)

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора, приведенное к высшему напряжению:

U’2= U2-ΔUТ2=1,44*105-7,96*103=1,37*105 (В)

Коэффициент трансформации трансформатора Т2:

KT2===14,36

Действительное напряжение на вторичной обмотке трансформатора T2:

U”2===9,54*103 (В)


Контрольная работа №2

На основании исходных данных выполнить следующее:

1) определить электрические нагрузки 380/220В главного корпуса завода, отнесённые к шинам вторичного напряжения цеховых трансформаторных подстанций;

2) выбрать единичную (номинальную) мощность цеховых трансформаторов;

3) определить максимальное, минимальное и оптимальное количество цеховых трансформаторов;

4) определить суммарную мощность конденсаторных установок до 1000В , необходимую для снижения числа трансформаторов до оптимального;

5) определить расчётную нагрузку главного корпуса, отнесенную к шинам распределительного пункта 10 кВ, питающего цеховые трансформаторы главного корпуса;

Коэффициент загрузки трансформаторов нормальном режиме β=0,9.

Расчёт электрических нагрузок выполнить с помощью коэффициентов использования (Ки) и расчётной мощности (Кр).

Дано:

F=34 000 м2

Руд осв=13 Вт/м2

tgφосв=0,33

Кс осв=0,9

Решение:

РНОМ ОСВУД ОСВF=34 000*13=442000 (Вт)

РРАСЧ ОСВ= РНОМ ОСВ* Кс осв=442000*0,9=397800 (Вт)

QРАСЧ ОСВ= РРАСЧ ОСВ* tgφосв=397800*0,33=131274 (кВАр)

Решение:

Расчёт производим в табличной форме

а) определяем суммарные расчётные нагрузки силовых электроприёмников до установки КУ.

б) Определяем расчётные нагрузки освещения.

в) определяем суммарные нагрузки всего корпуса до установки КУ.


Исходные данные

Справочные данные

Расчётные параметры

Электроприёмники (ЭП)

Количество работающих ЭП шт

Номинальная мощность

Коэффициент использование Ки

Коэффициент реактивной мощности tgφ

Средние нагрузки за наиболее загруженную смену

Эффективное число ЭП:

nэ=2∑Рном/(РНОМ НАИБ)

Коэффициенты расчётных нагрузок

Расчётные нагрузки

Суммарная Рном

- наименьшего (Pном наим)ЭП

- Наибольшего (Рном наиб)

Активная, кВТ

Pсм=КиРHOM

Реактивная, кВАр

Qсм=Рсмtgφ

Активные нагрузки: Кр=F1(Ки,nэ)

Реактивные нагрузки: К’р=Кр

Активная кВт Ррасч=Кр∑Рсм

раективнаякВАр

Qрасч=К’р∑Qсм

Полная, кВА

Sрасч=(Р2расч= Q 2расач)1/2

Ток, А

Iрасч=S расч/1,73Uном

(Uном =10кВ)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

а)

Станки металлорежущие мелкосерийного производства

156

1070

1,5-20

0,14

1,73

149,8

1851,1

107

0,65

0,65

97,37

1203,22

1207,15

6,98

То же, при тяжелом режиме

75

2660

5-80

0,17

1,17

452,2

3112,2

67

0,65

0,65

293,93

2022,93

2044,17

11,82

То же, с особо тяжёлым режимом работы

10

540

28-80

0,24

1,17

129,6

631,8

14

0,82

0,82

106,272

518,076

528,86

3,06

Автоматические поточные линии

200

1400

3,5-20

0,6

1,02

840

1428

140

0,8

0,8

672

1142,4

1325,39

7,66

Печи сопротивления с автоматической загрузкой

20

1600

50-100

0,8

0,33

1280

528

32

0,85

0,85

1088

448,8

1176,93

6,80

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Печи сопротивления с неавтоматической загрузкой

10

410

15-65

0,5

0,33

205

135,3

13

0,85

0,85

174,25

115,005

208,78

1,21

Индукционные печи низкой частоты

10

200

20

0,7

0,33

140

66

20

0,9

0,9

126

59,4

139,30

0,81

То же точечные

20

908

38-55

0,35

1,33

317,8

1207,64

34

0,75

0,75

238,35

905,73

936,57

5,41

Сварочные трансформаторы для автоматической дуговой сварки

10

400

40

0,35

1,73

140

692

20

0,85

0,85

119

588,2

600,12

3,47

Краны, тельферы с ПВ =25%

90

606

1-28

0,05

1,73

30,3

1048,38

44

0,75

0,75

22,725

786,285

786,61

4,55

Насосы

43

2400

20-100

0,7

0,62

1680

1488

48

0,85

0,85

1428

1264,8

1907,59

11,03

Вентиляторы

160

2867

7-120

0,65

0,75

1863,55

2150,25

48

0,85

0,85

1584,02

1827,71

2418,60

13,98

б) Все силовые ЭП главного корпуса

808

15067

1-120

0,48

7242,25

14354,7

252

0,73

0,73

5286,84

10478,9

в) Нагрузка электрического освещения корпуса

442

0,33

397,8

131,27

397,8

131,27

г) Суммарная нагрузка главного корпуса до установки КУ

15509

7640,05

14485,97

5684,64

10610,17

12037,1

д) Конденсаторные установки КУ

-6507,05

-6507,05

е) Суммарная нагрузка главного корпуса после установки КУ

15509

0,48

7640,05

7978,92

252

0,73

5348

5824,61

7906,96


г) Определяем единичную мощность трансформаторов.

σ=Sрасч/F=12037,06/34000=0,35 кВА/м2

0,2< σ<0,5кВА/м2 – SHOM=1600 кВА

д) Определяем расчётные значения числа цеховых трансформаторов.

- минимальное

Nрасч min= РРАСЧ /(β* SHOM)= 5684,64/(0,9*1600)=3,95  N min=4 (шт)

- максимальное

Nрасч мах= SРАСЧ /(β* SHOM)= 12037,06 /(0,9*1600)=8,35  N мах=9 (шт)

- оптимальное

NОПТ= Nрасч min+ΔN+m= Nmin+m=3,95+0,05+1=5 (шт)

Из таблицы m=1

NОПТ принимаем 6 штук. (Ближайшее четное большее).

е) Определяем мощность низковольтных конденсаторных установок QНК, необходимую для снижения числа трансформаторов с Nmax до Noпт.

QНК=QРАСЧ-=6507,05 (ВАр)

ж) Определяем расчетные нагрузки после установки КУ. (таблица)

з) Определяем расчётную нагрузку с учётом потерь в трансформаторах

Похожие материалы

Информация о работе