Проектирование электрической части понижающей подстанции

предохранители или выключатели к обмотке трансформаторов 10 кВ.

В нашем случае будет применен постоянный оперативный ток.

Таблица 4.1 - Таблица собственных нужд подстанции

Тип потребителя	Установленная мощность		cosf	Нагрузка
				P, кВт	Q, квар
	Руст, кВт	количество
Охлаждение трансформаторов  ТДТН-63000/150-70У1	4	2	0,85	8	4,96
Устройство подогрева выключателя 150 кВ 35 кВ	2 1,8	6 5	- -	12 9	- -
Подогрев шкафов КРУ – 10 кВ	1	9	-	9	-
Подогрев релейных шкафов	1	10	-	10	-
Отопление, освещение и вентиляция: - ЗРУ, совмещенное с ОПУ	25	1	-	25	-
Наружное освещение ОРУ – 150 кВ	7	1	-	7	-
Подзарядно-зарядный агрегат	23	2	-	46	-
Подогрев приводов разъединителей	0,6	28	-	16,8	-
ИТОГО				142,8	4,96

Р

Расчетная мощность потребителей собственных нужд подстанции

определяется по выражению:

,                                           (4.1)

где      К_С – коэффициент спроса, учитывающий коэффициенты   одновременности и загрузки, принимается равным 0,8.

 ;                                          (4.2)

 кВА;

кВА.

Определяем мощность трансформатора собственных нужд:

;                                                   (4.3)

кВА.

Выбираем два трансформатора типа 2хТМ-100/10.

5 РАСЧЕТ ТКЗ

По величине токов к.з. производится  выбор и проверка электрооборудования, а также для расчета параметров электрических аппаратов релейной защиты.

Составляем расчетную схему проектируемой подстанции. Схема замещения представлена на рисунке 5.1.

Рисунок  5.1 - Схема замещения электрической сети.

Выбираем базисные условия и определяем параметры элементов схемы замещения.

За базисную мощность принимаем мощность равную S_б = 63 МВА, т.е. мощность трансформаторов.

За базисное напряжение принимаем напряжения равные средним напряжениям сети, которые равны: U_б1=158 кВ; U_б2=37 кВ; U_б3=10,5 кВ.  Точка КЗ К1 – на шинах высокого напряжения подстанции, К2 – на шинах среднего напряжения, К3 – на шинах низкого напряжения 10 кВ. Базисные токи определяются по формуле:

, кА                                             (5.1)

где        S_б - базисная мощность, МВА;

U_б - базисное напряжение, кВ.

 кА;

 кА;

 кА.

Сопротивление линий:

,                                          (5.2)

где       x₀ - удельное сопротивление 1 км линии, равно 0,4 Ом/км          

l - протяженность линии, км.

 о.е.

Сопротивление трансформаторов:

;                                           (5.3)

;

;                                          (5.4)

Определяем сопротивление системы:

;                                                       (5.5)

 о.е.

Далее рассчитываем токи КЗ в точках К1,К2,К3:

,                                             (5.6)

 

где        I – сверхпереходной установившийся ток, кА;

U_*С – напряжение системы, о.е.;

Х_*РЕЗ – результирующее сопротивление ветви, о.е.

1)  Ток КЗ со стороны 150кВ в точке К1:

;                                                       (5.7)

.кА

Ударный ток КЗ:

;                                            (5.8)

. кА

2)  Ток КЗ со стороны 35 кВ в точке К2:

;                                           (5.9)

Ударный ток КЗ (5.8):

 кА.

3)  Ток КЗ со стороны 10кВ в точке К3:

;                                          (5.10)

Ударный ток КЗ (5.8):

 кА.

Таблица 5.1 - Результаты расчётов токов короткого замыкания

Место КЗ	IПО, кА	iУД, кА
На стороне 150 кВ в точке К1	1,762	4,01
На стороне 35 кВ в точке К2	4,174	9,5
На стороне 10 кВ в точке К3	11,16	25,41

6 ВЫБОР КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ

Под коммутационными аппаратами понимают выключатели, разъединители, отделители, короткозамыкатели и выключатели нагрузки.

Выключатели выбираются по следующим условиям:

1.  По напряжению электроустановки:

U_уст ≤ U_ном  ,                                           (6.1)

где       U_уст – установленное напряжение, кВ;

U_ном – номинальное напряжение аппарата, кВ.

2. По току утяжеленного режима:

I_раб.ут ≤ I_ном ,                                                 (6.2)

где       I_ут.р – ток утяжеленного режима, А;

I_ном – номинальный ток аппарата, А.

3. По отключающей способности:

I_кз ≤  I_{ном.откл ,}                                             (6.3)

где       I_кз – сверхпереходной ток короткого замыкания;

I_{ном.откл} – номинальный ток отключения выключателя.

4. Выбранный выключатель проверяем:

1) На электродинамическую стойкость:

i_уд ≤ i_.дин                                                                          (6.3)

где        i_уд – ударный ток КЗ, кА;

I_дин – ток электродинамической стойкости, кА.

3)  На термическую стойкость:

В_к ≤ I_Т²·t_Т ,                                            (6.4)

где       В_к – тепловой импульс тока КЗ, определяется по формуле:

В_к = I_по²·(t_откл+T_a),                                        (6.5)

где       t_откл – время отключения тока КЗ, с;

T_a – постоянная времени, с ;

I_т  - предельный ток термической стойкости, кА;

 

t_т – время протекания предельного тока термической   стойкости, с.

Разъединители и выключатели нагрузки выбирают по номинальному напряжению U_ном, номинальному длительному току I_ном, а в режиме К3 проверяют на термическую и электродинамическую стойкость.

Выключатели нагрузки проверяют дополнительно по току отключения:

I_раб.ут ≤ I_откл .                                            (6.6)

 

Выбор выключателей и разъединителей на стороне 150 кВ

Определяем максимальный рабочий ток:

 А.

Термический импульс короткого замыкания (6.5):

 кА^2·с.

Результаты расчета по выбору выключателя приведены в таблице 6.1, по выбору разъединителей в таблице 6.2.

Таблица 6.1 - Выбор выключателей на стороне 150 кВ

Устанавливаем элегазовый выключатель типа ВГБ-220-40/2000Т1.

Таблица 6.2 - Выбор разъединителей на стороне 150 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Проверка на динамическую стойкость
Проверка на термическую стойкость
кА2с

Принимаем к установке разъединитель типа РНД-220/1000.

 Выбор выключателей и разъединителей на стороне 35 кВ

1. Выбор выключателей и разъединителей после трансформаторов.

Определяем максимальный рабочий ток:

 А.

Термический импульс короткого замыкания (6.5):

 кА^2·с.

Результаты расчета по выбору выключателя приведены в таблице 6.3, по выбору разъединителей в таблице 6.4.

Таблица 6.3 - Выбор выключателей на стороне 35 кВ

Устанавливаем элегазовый выключатель типа ВГП-35Л-1250-У3.

Таблица 6.4 - Выбор разъединителей на стороне 35 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Проверка на динамическую стойкость
Проверка на термическую стойкость
кА2с

Принимаем к установке разъединитель типа РГП-35/1000 УХЛ1.

2.  Выбор секционных выключателей и разъединителей.

Определяем максимальный рабочий ток:

 А.

Термический импульс короткого замыкания (6.5):

 кА^2·с;

Результаты расчета по выбору выключателя приведены в таблице 6.5, по выбору разъединителей в таблице 6.6.

Таблица 6.5 - Выбор секционных выключателей на стороне 35 кВ

Устанавливаем элегазовый выключатель типа ВГБЭП-35-12,5/630-УХЛ1.

 

Таблица 6.6 - Выбор секционных разъединителей на стороне 35 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Проверка на динамическую стойкость
Проверка на термическую стойкость
кА2с

Принимаем к установке разъединитель типа РД-35/400 УХЛ1.

3. Выбор выключателей и разъединителей на отходящих линиях.

Определяем максимальный рабочий ток:

 А.

Термический импульс короткого замыкания (6.5):

 кА^2·с.

Результаты расчета по выбору выключателей и по выбору разъединителей аналогичны секционным выключателям и разъединителям.

Выбор выключателей на стороне 10 кВ

1. Выбор выключателей после трансформаторов.

Определяем максимальный рабочий ток:

А.

Термический импульс короткого замыкания (6.5):

 кА^2·с;

Результаты расчета по выбору выключателей приведены в таблице 6.7.

 

Таблица 6.7 - Выбор выключателей после трансформаторов на стороне 10 кВ

Устанавливаем вакуумный выключатель типа ВВУ-СЭЩ-П1-10-40/3150.

2.  Выбор секционных выключателей.

Определяем максимальный рабочий ток:

 А.

Термический импульс короткого замыкания (6.5):

 кА^2·с;

Результаты расчета по выбору выключателя приведены в таблице 6.8.

Таблица 6.8 - Выбор секционного выключателя на стороне 10 кВ

Устанавливаем вакуумный выключатель типа ВВУ-СЭЩ-Э(П)3-10-20/1600.

3. Выбор выключателей на отходящих линиях.

Определяем максимальный рабочий ток:

 А.

Термический импульс короткого замыкания (6.5):

 кА^2·с.

Результаты расчета по выбору выключателя приведены в таблице