Разработка системы электроснабжения промышленного предприятия (расстояние от районной подстанции до предприятия - 11 км)

стороне 110 кВ при питании каждого трансформатора ГПП через разъединитель QS отдельной линии. Выключатели 110 кВ устанавливаются на высокой стороне трансформаторов ГПП.

На стороне 10 кВ ГПП устанавливаем закрытое распределительное устройство (ЗРУ) 10 кВ с двойной системой шин, разделенной на 4 секции, т.к. силовые трансформаторы имеют расщепленную вторичную обмотку. Секции связываются между собой секционными выключателями, которые в нормальном режиме отключены. Расщепленные вторичные обмотки трансформаторов питают секции через выключатели.

Схема электрических соединений изображена на листе 2.

6. Выбор режима нейтрали трансформаторов ГПП

Выбор режима работы нейтрали трансформаторов ГПП осуществляем согласно ПУЭ[2].

Работа электрических сетей напряжением 2-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземлённой через дугогасящий реактор.

I_з = U∙l_∑к/10 = 10∙ 4/10 = 1 А.

Компенсация емкостного тока замыкания на замыкания на землю дугогасящими реакторами должна применяться при емкостных токах, превышающих 20 А в сетях 10 кВ[7].

Для компенсации емкостного тока замыкания на землю в сетях используются заземляющие дугогасящие реакторы с автоматическим или ручным регулированием тока.

Работа электрических сетей напряжением 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземлённой, так и с эффективно заземлённой нейтралью.

7. Расчет токов короткого замыкания. Выбор коммутационных аппаратов.

7.1. Составление схемы замещения.

Расчет проводим для трансформатора на одну ступень выше по мощности.

Данные трансформатора с ближайшей стандартной мощностью представлены в таб. 6.1.:

Таблица 6.1.

Тип	, кВ·А	Напряжения обмоток, кВ		Потери мощности, кВт		uк , %	iхх, %
		ВН	НН
ТРДН-32000/110	32000	115	10,5	44	145	10,5	0,75

При составлении схемы К.З. исходим из того, что ни в одном из режимов работы не предусмотрена параллельная работа  ВЛ-110 кВ,  трансформаторов.

Расчетная схема представлена на рис. 2. Для проведения расчетов составляем схему замещения рис. 3., где  Z_c, Z_w и Z_т – соответственно сопротивления системы, воздушной линии электропередачи (ЛЭП)  и трансформатора.

Рис. 2                                                 Рис. 3

Исходя из того, что расчетные токи короткого замыкания находятся на двух разных ступенях напряжения, расчет токов короткого замыкания целесообразно выполнять в относительных базисных единицах.

Принимаем следующие базисные значения:

- базисная мощность: S_Б=1000 МВА;

- базисные напряжения:       на шинах 110 кВ -  115 кВ, на шинах 10 кВ -  10,5 кВ.

Базисные значения токов определяются из выражения:

, кА                                                                                                                                           (27)

 = 5,02 кА;

 = 54,99 кА.

Индуктивное сопротивление системы:

,                                                                                                                                           (28)

 = 1

Активное сопротивление системы:

,                                                                                                                                           (29)

 = 0,02

Индуктивное сопротивление линий:

,                                                                                                                                           (30)

 = 0,366

Активное сопротивление линий:

,                                                                                                                                           (31)

 = 0,333

Индуктивные сопротивления на стороне 110 и 10 кВ:

,                                                                                                                                           (32)                                                                                                                                                 где   3,5 – коэффициент расщепления;

 = 0,41

,                                                                                                                                           (33)                                                                                                                                                

 = 5,742

Активное сопротивление трансформатора на стороне 110 и 10 кВ:

,                                                                                                                                           (34)                                                                                                                                                

 = 0,071

,  = 0,142                                                                                                                                           (35)                                                                                                                                                

Индуктивное и активное сопротивление цепи при определении тока короткого замыкания в точке К1:

,                                                                                        

 1 + 0,366 = 1,366

,                                                                                          

 0,02+0,333 = 0,353

Индуктивное и активное сопротивление цепи при определении тока короткого замыкания в точке К2:

,                                                                              

 1,366 + 0,41 + 5,742 = 7,518

,                                                                                 

 0,353 + 0,071 + 0,142 = 0,566

Отношение индуктивного к активному сопротивлению участников:

 = 3,86;                                                                                                                                            (36)                                                                                                                                                

 = 13,28;                                        

Так как отношение х к r больше 3, то активным сопротивлением можно пренебречь.

7.2 Определение ударного тока К3.

Периодическая составляющая токов короткого замыкания в точке К1 и К2:

, кА                                                                                                                                           (37)

 = 3,37 кА

, кА

 = 7,3 кА

Постоянная времени цепи К3:

,                                                                                                                                           (38)

 = 0,012 с

 = 0,042 с

Определяем величину ударного тока:

,                                                                                                                                           (39)                                                                                                                                                

 = 1 + 0,434 = 1,434

 = 1 + 0,788 = 1,788

Ударный ток К3:

                                                                                                                                           (40)

 = 6,81 кА

 = 18,4 кА

7.3.  Выбор электрических аппаратов 110 и 10 кВ.

7.3.1  Выбор выключателей  на напряжение 110 кВ.

На стороне 110 кВ принимаем к установке элегазовые выключатели типа GL-132:

 110 кВ

 2000 А

 145 В

31,5 кА

Выбор и проверка выключателей осуществляется:

1.  По номинальному напряжению установки:

,                                                                                                                                                (41)                                                                                                                                                    

110 кВ = 110 кВ

2.  По наибольшему току длительного режима:

,                                                                                                                                                (42)

;                                                                                                                                                (43)

2000 А > ;

2000 А > 252 А

3.  По отключающей способности периодической составляющей тока К3:

; 31,5 кА > 3,37 кА                                                                                                                                                (44)

4.  По отключающей способности  полного тока КЗ (суммы апериодической и периодической составляющей):

;                                                                                                                                                (45)

;  62,4 кА > 4,906 кА, где β_ном – степень асимметрии отключаемого тока, т.е. номинальное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе, %;

β_ном = f (τ)  из рис.15.1. [1].

i_аτ  – апериодическая составляющая тока КЗ;

                                                                                                                                                (46)

 = 0,121 кА, где γ_t – коэффициент затухания апериодической составляющей тока КЗ;

, = 0,036,                                                                                                                                                (47)

где t_откл – наименьшее время отключения  от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов;

t_откл,Q = 0,03 сек. – собственное время отключения выключателя (каталожные данные