Проектирование понизительной подстанции электроснабжения общепромышленных потребителей. Разработка схемы главных электрических соединений

Число аккумуляторных элементов, нормально питающих шины управления и защиты:

n_шу = U_ШУ / U_ПОДЗ

n_шу = 230 / 2,15 = 107 шт.

Выбор зарядно-подзарядного устройства аккумуляторной батареи

Расчётная мощность зарядно-подзарядного устройства

P_{расч ЗПУ}  = U_ЗАР · (I_{m зар} + I_ЦУ)

где U_ЗАР - напряжение заряда ЗПУ :

U_ЗАР = n_шв · 2,15 + 2;

U_ЗАР = 120 · 2,15 + 2 = 260 В;

P_{расч ЗПУ}  = 260 · (27+10) = 9620 Вт

Принимаем ЗПУ из [3]:  ВАЗП–380/260–40/80  с парметрами : U_ЗАР.Н = 260 В

                                                                                      I_Н = 80 А

                                                                                                    S_{ном ЗПУ} = 23 кВА

I_{НОМ  ЗПУ} ³ I_ЗАР + I_{ПОСТ  ;}

80 А > 27+10 = 37 А;

 4. Выбор трансформатора собственных нужд

Таблица 6

 Мощности подогрева выключателей и приводов.

Таблица 7

Мощности собственных нужд.

Велечины в таблице определяются:

P_РАСЧ = К_И · P_У

cos j = К_М

Q_РАСЧ = P_РАСЧ · tg j

Расчётная мощность собственных нужд определяется по формуле :

(S_СН)_РАСЧ = ;                            

(S_СН)_РАСЧ = = 184,286 кВА.

Расчётная мощность трансформатора собственных нужд

(S_ТСН)_РАСЧ = (0,8 ¸ 0,9) · (S_СН)_РАСЧ ;         

(S_ТСН)_РАСЧ = 0,85 · 184,28 = 156,64 кВА.

Принимаем из [2] трансформатор собственных нужд :

                                                                                                                                          Таблица 8 

ТМ 160/10

5. Выбор кабеля

            Выбираем из [2] четырёхжильный кабель с бумажной пропитанной изоляцией в алюминиевой оболочке: F_жилs = 95 мм².

I_ДОП = 240 А.

I_ДОПå > I_{Р МАХ}  

240  > 231

Длину кабеля принимаем 100 м.

R_КЛ = 20,75

X_КЛ = 3,75

6. Результаты расчетов короткого замыкания

Таблица 9

Параметры короткого замыкания

7. Выбор основного оборудования и токоведущих

элементов подстанции

7.1.Расчет максимальных рабочих токов подстанции

Рис.4. Расчётная схема максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции

Таблица 10

Максимальные рабочие токи основных присоединений подстанции

В приведенных формулах :

K_пер = 1.5 –коэф. перегрузки трансформатора;

K_тр = 1.5 –коэф., учитывающий транзит энергии через шины подстанции;

K_рн = 0,6 –коэф распределения нагрузки по сборным шинам подстанции;

S_{ф 35} = 3000 кВА , S_{ф 10} = 2000 кВА – нагрузка района

S_тр = 25000 кВА – мощность трансформатора.

7.2.Расчёт теплового импульса

Для проверки электрических аппаратов и токоведущих элементов по термической устойчивости в режиме короткого замыкания необходимо определить величину теплового импульса для всех РУ :

В_к = (I")² · (В_*·t_к + Т_а)                                               

где I" – периодическая составляющая сверхпереходного тока ;

В_* = f(t_k) – относительное значение теплового импульса, для источников питания неограниченной мощности В_* = 1;

Т_а = 0,045с – постоянная времени цепи короткого замыкания;

t_к = t_з + t_св – время протекания тока короткого замыкания;

t_з – время срабатывания основной защиты (исходные данные);

t_св = 0,1 с – полное время отключения выключателя.

Таблица 11

Расчёт теплового импульса

7.3. Выбор сборных шин

Для распределительных устройств, напряжением выше 20 кВ применяют гибкие шины из провода АС. Сборные шины РУ–10 кВ выполняются жёсткими алюминиевыми шинами.

Cборные шины по экономической плотности тока не проверяются. Гибкие шины и кабели по условию электродинамической стойкости не проверяются.

Выбор сборных шин и коротких кабельных вставок (к ТСН) производится по условиям длительного (номинального) режима работы и устойчивости в режиме короткого замыкания. Минимально допустимой сечение шины по условию допустимого нагрева в режиме к. з. определяется по формуле:

q_min =

½С½ принимается  в зависимости от материала шины, С_Al = 88 ;

Жесткие шины проверяются также по динамической стойкости:

   <    ,                                                                      

где  a – расстояние между изоляторами фаз;

W – момент сопротивления сечения шины;

l – расстояние между изоляторами;

[s] = 40 Мпа - допустимое механическое напряжения для алюминия.

Исходя из длительного тока примем для РУ-10кВ шины А-80х100, расположенных на изоляторах плашмя с расстояниями:

l = 1 м ;  a = 0,7 м ;

 м³.

   МПа

Таблица 12

 Выбор сечения сборных шин

q_н  - сечение соответствующее номинальному току.

7.4. Выбор выключателей

Выбору подлежат выключатели для всех распредустройств и присоединений с учётом наиболее тяжёлого режима их работы. При выборе выключателей его паспортные параметры сравнивают с расчётными условиями работы.

Номинальное относительное содержание апериодической составляющей

i_НА =  · I_ОТК · B_НОМ

_, определяется для средних условий эксплуатации по кривым B_ном = f(t_м) в [4], где

t_М = t_{З МИН} + t_СВ = 0,01 + t_СВ

t_М – минимальное время от начала короткого замыкания до момента расхождения контактов выключателя;

t_св – собственное время отключения выключателя.

i_at =  · I" · .

Таблица 13

Выбор выключателей

7.5. Выбор разъединителей

Выбор производится аналогично п. 7.4. за исключением проверки по отключающей способности.

Таблица 14

Выбор разъединителей

7.6. Выбор трансформаторов тока

Выбор проверка трансформаторов тока производится по номинальному напряжению и максимальному рабочему току в номинальном режиме , ударному току и тепловому импульсу в режиме короткого замыкания.

Класс точности ТТ должен соответствовать его назначению: при питании приборов расчётного учёта энергии класс точности ТТ не должен быть ниже 0,5.

Таблица 15

Выбор трансформаторов тока

7.7. Выбор изоляторов

Гибкие шины РУ–220 кВ подвешиваются на гирляндах из 13-ти подвесных изоляторов ПС–11. Гибкие шины РУ–35 кВ – на  4-х изоляторах ПС–70.

Для РУ - 10кВ применяются опорные (ОНШ–10–5УХЛ) и проходные (ИП–10/2000–250УХЛ1) изоляторы, расчет которых производится по формулам:

-для опорных

  ;

где  – сила, действующая на изолятор.

 Н

 Н

-для проходных

 Н

2121250

7.8. Выбор разрядников

Для защиты оборудования от набегающих перенапряжении со стороны воздушных ЛЭП и коммутационных перенапряжении необходимо выбрать для каждого РУ тип вентильных разрядников и место их подключения.Выбираем из [2].

Таблица 16

Разрядники

7.9 Выбор трансформаторов напряжения

Выбор измерительных трансформаторов напряжения  производится по классу