Обоснование главных электрических схем распределительных устройств на электрических станциях и подстанциях

Страницы работы

46 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

Выбор сечения проводников ВЛ производится по экономической плотности тока:

Сечение проводника определяется по формуле:

Iнорм

                                                                       Fрасч = ,                                         (3.1)

jэк где  Iнорм – длительный рабочий ток нормального режима (без перегрузок), А;

jэк – нормированная экономическая плотность тока, А/мм2 [5, табл. 3.1].

Сечение, найденное по табл. 3.1, округляется. При этом принимается ближайшее меньшее сечение, если оно не отличается от расчётного значения больше чем на 15 %.

Выбранные по экономической плотности тока проводники проверяются:

–  по длительно допустимому току из условий нагрева

                                                                              Iраб.max Iдоп,                                    (3.2) где Iраб.max – максимальный рабочий ток;

            Iдоп – длительно допустимый ток выбранного проводника.

–  по длительно допустимому току для послеаварийного режима

                                                                           Iп.ав Iдоп;                                           (3.3)

–  по короне.

3.2. Расчет режимов электрической сети

При расчёте режимов электрической сети определяют напряжения во всех узлах сети, в результате чего могут быть сделаны выводы о возможности работы потребителей с полученными напряжениями. Для расчета используем следующие формулы:

                                                                  Sn' = Sn−1 + ΔSi ,                                       (3.4)

где  Sn−1 – мощность конца участка;

           ΔSi – потери мощности на рассматриваемом участке.

                                                  Si2 ⋅(Ri + jXi ) = Pi2 2+Qi2 ⋅Zi ,                            (3.5)

                               ΔSi =    2

                                              Uном                                        U ном где Ri , Χi – сопротивления линии на рассматриваемом участке.

На втором этапе по известным данным режима начала высоковольтной ЛЭП (Sн, Uн) определяем напряжения во всех узлах электрической сети по следующим формулам:

                                                           U n−1 = Un − ΔU n ,                                       (3.6) где  U n – напряжение в начале участка рассматриваемой сети; ΔUn – продольная составляющая падения напряжения:

Pn Ri + Qn ⋅ Χi

                                                         ΔU n = .                              (3.7)

U n

Пример 3.1

На подстанции (рис. 1) установлено два трансформатора типа ТДТН 40000/220 с номинальными напряжениями обмоток

230/38,5/11 кВ. Сопротивление обмоток: Z30 = 3,6+ j165 Ом; Z04 = 3,6+ j0 Ом; Z05 = 3,6+ j125 Ом  [6, табл. 1.7]. Потери мощности холостого хода: ΔPх= 54 кВт, ΔQx = 440 квар. К подстанции подходят две линии  напряжением 220 кВ, длиной l = 50 км каждая. Потерями мощности на корону пренебрегаем. Нагрузка на шинах среднего напряжения S4 = 20+ j15 МВА а на шинах низшего напряжения S5 = 24 + j8 МВА. Время использования наибольшей нагрузки 4700 ч.

Решение

1. Схема замещения электрической сети (рис. 1) приведена на рис. 3.1. 

Определим ток:

Sрасч

Iнорм =,

3⋅Uном ⋅nл где Sрасч – расчетная мощность нагрузки; nл – число линий.

(20+ 24)2 + (15+8)2 ⋅103

Iнорм == 63А.

3⋅230⋅2

Рис. 3. 1. Схема замещения электрической сети

Выберем сечение воздушной линии по экономической плотности тока: 

              jэк =1,1А   2 – экономическая плотность тока для Тmaх=4700 ч мм

[5, табл. 3.1]. 

                                                                                     Iнорм        63               2

                                                                 Fрасч =         =     = 57 мм .

                                                                                        jэк         1,1

Принимаем сечение провода АС–70/11с длительно допустимым током Йдоп = 265 А [5, прил. табл.1.2].

Выполняем проверку по допустимому току по формуле (3.2):

63 А ≤ 265 А

В послеаварийном режиме:

Sрасч

                                                                 Iп.ав =                          ,

3⋅Uном ⋅(n −1)

(20 + 24)2 + (15+ 8)2 ⋅103

Iп.ав ==125,5 А;

3⋅230⋅(2 −1)

125,5 А ≤ 265 А.

По условию короны сечение провода для линий напряжением 220 кВ принимается  240 мм2.

Следовательно, принимаем к установке воздушную линию сечением АС-240/32 с Йдоп = 605 А.

2. Произведем расчет режимов для электрической сети (рисунок 1), схема замещения которой приведена на рис. 3.1.

Требуется определить расчётную нагрузку подстанции и затем по известному напряжению на шинах высшего напряжения найти напряжения на средней и низкой сторонах подстанции.

По формуле (3.4) находим потери мощности в обмотках среднего и  низшего напряжения:

 МВ·А;

 МВ·А.

Определяем мощности в начале обмоток среднего и низкого напряжений:

                                                           S NI = SN + ΔSi ,                                 (3.8)

S04 = 20+ j15+ 0,02 + j0 = 20,02 + j15 МВ·А;

S05 = 24 + j8+ 0,04 + j2,59 = 24,04 + j10,59 МВ·А;

Мощность в конце обмотки высшего напряжения S0 = 20,02 + j15+ 24,04 + j10,59 = 44,06+ j25,59 МВ·А.

Потери мощности в обмотке высшего напряжения

 МВ·А.

Мощность в начале обмотки высшего напряжения по форму-

ле (3.4)

S30 = 44,06+ j25,59 + 0,075+ j5,58 = 44,14 + j31,17 МВ·А.

Учтём потери холостого хода

S23 = S30 + ΔPx + jQx = 44,14 + j31,17 + 0,054 + j0,44 =

= 44,19 + j31,6 МВ⋅А.

Найдём зарядную мощность одной линии, подключаемую к данной подстанции:

                                                      Qс =Uном2 b0 l ,                                 (3.9)

2

где b0 – удельная реактивная проводимость, зависящая от сечения линии и напряжения, примем b0 = 2,6⋅10−6 См/км [5, табл.1.2]:

Qс  Мвар.

Определяем расчётную нагрузку подстанции:

Sр = 44,19 + j31,6− j3,146⋅2 = 44,19 + j25,31 МВА.

По условию нам задано напряжение на  шинах подстанции, равное

Похожие материалы

Информация о работе