Проектирование системы электроснабжения промышленного предприятия (источник питания – шины 110 кВ районной подстанции, расположенной справа от предприятия на расстоянии 5 км), страница 5

Пользуясь найденными значениями радиусов, на чертеже Лист 1 описываем окружности вокруг центров электрических нагрузок соответствующих цехов.

5. Схема ГПП

Как рассматривалось ранее, на ГПП устанавливаем 2 трансформатора ТРДН-25000/110.

Это двухтрансформаторная подстанция с обмоткой ВН-110 кВ и с расщеплённой обмоткой НН.

Питание ГПП осуществляется по двухцепной воздушной линии напряжением 110 кВ от районной подстанции, протяжённость линии 5 км.

Из соображения повышения надёжности электроснабжения предприятия при плановом ремонте одной из линий, предусматриваем неавтоматизированную ремонтную перемычку с двумя разъединителями.

На стороне вторичного напряжения принимаем одиночную секционную систему шин с четырьмя секциями, т.к. на стороне 10 кВ трансформаторы с расщеплёнными обмотками.

При построении системы электроснабжения предприятия учитываем раздельную работу ВЛ и трансформаторов, при этом снижаются токи короткого замыкания. Схема ГПП представлена на чертеже Лист 2.

6. Выбор режима нейтрали трансформаторов ГПП

Режим нейтрали трансформаторов ГПП определяется по согласованию с энергопитающей системой. При этом трансформаторы  ГПП могут работать с изолированной нейтралью или с глухозаземленной нейтралью. Эти варианты режима нейтрали показаны на чертеже Лист 2. В случае  глухозаземленной  нейтрали  нейтраль заземляется с помощью специально установленного параллельно ОПН заземлителя QSG. В случае изолированной нейтрали заземлитель QSG отключается и к нейтрали подключается только ОПН.

В целом же сеть 110 кВ имеет эффективное заземление нейтрали. Это обеспечивается тем, что часть силовых трансформаторов 110 кВ может работать с изолированной нейтралью, а другая часть – с глухозаземлённой нейтралью. Все автотрансформаторы с напряжением 110 кВ имеют глухое заземление нейтрали.

7. Расчёт токов короткого замыкания

При составлении расчётной схемы исходим из того, что ни в одном из режимов работы не предусмотрена параллельная работа ВЛ-110 кВ или трансформаторов. Обе полуобмотки у трансформаторов одинаковые. А в параллель они не работают, следовательно, можно рассматривать схему за одной полуобмоткой трансформатора.

Расчётная схема сводится к схеме, показанной на рис. 7.1,а.

Для проведения расчётов составляем схему замещения. Схема замещения для данной схемы изображена на рис. 7.1,б.

Базисные условия.

Расчёт будем производить в относительных единицах.

За базисные значения принимаем:

S_б = 100 МВ ·А;   U_б1 = 115кВ;         U_б2 = 10,5 кВ.

Тогда I_б1=S_б /(√3 ·U_б)=1000/(√3·115)=5,02 кА;          I_б2=1000/(√3·10,5)=55,0 кА.

Сопротивление цепи к.з.

Сначала вычисляем индуктивное сопротивление схемы замещения в относительных единицах:

a)  для системы:

х_с* = S_б / S_с = 1000/800=1,25 о.е.;

b)   для линии электропередачи:

x_w* = x_уд ℓ (S_б /U² _ср) = 0,42 ·5·  (1000/115²) = 0,16, где x_уд =0,42 Ом – удельное индуктивное сопротивление линии [2];

ℓ, км – длина линии из условия задания;

c)   для трансформатора:

x_Т = x_в* + x_{н1*( н2*)} , где x_в* = (U_к · S_б) / (100 · S_ном ) · (1-к_р / 4) = 0,33;

x_н1* = x_н2* =(U_к · S_б) / (100·S_ном ) · (к_р / 2) = 4,60;

x_Т = 0,33+4,60 = 4,93;

к_р – коэффициент расщепления для трехфазных трансформаторов к_р = 3,5.

Находим активные сопротивления цепи в относительных единицах:

a)   для сети:

r_с* ≈ 0,025;

b)  для линии:

r_w* = r_уд ·ℓ ·(S_б /U² _{ср ном}) = 0,27·5·(1000/115²) = 0,102, где r_уд = 0,27 Ом/км [2] – удельное сопротивление провода АС-120;

c)   для трансформатора:

r_Т = r_В  + r_Н1 = 2·r_В, т.к. r_Н1 = r_Н2 = 2· r_В ;

r_В* = Р _кз ·S _б / S² _ном = 170 ·1000000 / 40000 ² = 0,106;

r_{Т *}= 3·0,106 = 0,32.

Результирующее сопротивление до точки к.з. К1:

х_1* = х_с*+х _{w *}= 1,25 + 0,16 = 1,41;

r_{1 *}= r_{с *}+ r_{w *}= 0,025 + 0,102 = 0,127.

Отношение

х_1* / r_{1 *}= 1,41 / 0,127=11,1 > 3, следовательно, активное сопротивление в расчёте токов короткого замыкания можно не учитывать.

Результирующие сопротивления до точки к.з. К2:

х₂ *= х_1*+х _{т *}= 1,41+4,93=6,34;

r_{2 *}= r_1*  + r_{т *}= 0,127+0,32=0,447.

Отношение х_2* / r_2* =6,34/0,447=14,2>3, следовательно, активное сопротивление при расчёте токов короткого замыкания можно также не учитывать.

Периодическую составляющую тока трехфазного короткого замыкания в точках К1 и К2 находим по формуле: