Разработка системы электроснабжения термического производства завода отопительного оборудования

Результаты расчета потерь мощности и энергии в кабельных линиях представим в виде таблицах 12.2 и 12.3.

Покажем пример расчета потерь в линиях.

По формулам (12.8) и (12.9) определим активные и реативные потери мощности в линии Л1 ( для варианта №1 ):

Годовые потери активной и реативной энергии в линии определяем по (12.10), (12.11):

13. Расчет токов короткого замыкания

 на напряжении 10 кВ и 0,4 кВ.

Вычисление токов короткого замыкания (КЗ) производят с целью:

а) выбора электрических аппаратов;

б) проверки устойчивости элементов схемы при электродинамичес-ком и термическом действии токов КЗ;

в) расчета релейной защиты.

Расчетным видом КЗ является трехфазное, так как при нем обычно получаются большие значения сверхпереходного и ударного токов.

Для вычисления токов КЗ составляется расчетная схема, включающая все элементы, по которым протекают токи к выбранным точкам. На схеме приводятся основные параметры оборудования, которые требуются для последующего расчета. По расчетной схеме составляется схема замещения, в которой каждый элемент заменяется своим сопротивлением.

Рис.13.1. Расчетная схема

Расчет токов короткого замыкания на напряжении выше 1 кВ выполняется в относительных единицах. За базисное напряжение Uб принимается среднее номинальное напряжение 10,5 кВ. За базисную мощность принимаем мощность Sб=1000 МВА.

Рис.13.2. Схема замещения

Базисный ток определяется по следующей формуле

 .                                                            (13.1)

ЭДС синхронного генератора

, (13.2)

где I₍₀₎, cosf₍₀₎, U₍₀₎ - соответственно ток, коэффициент мощности, напряжение синхронного генератора до КЗ в относительных единицах.

Принимаем I₍₀₎ = 1; U₍₀₎ = 1; cosf₍₀₎ = 0,8; sinf₍₀₎ = 0,6.

Приведенное сопротивление синхронного генератора

.                                           (13.3)

Исходя из паспортных данных генератора, содержащихся на рис.13.1, имеем, что

.

Сопротивление двухобмоточного трансформатора мощностью 125 МВА

,                                                     (13.4)

где U_К% - напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

S_НТ - номинальная мощность трансформатора, МВА.

.

Сопротивление ветви генератор-трансформатор (блочная схема ТЭС)

Х_В* = Х_Г* + Х_Т* = 15,36 + 8,4 = 23,76.

Результирующее сопротивления Х₁ для схемы замещения

.

Сопротивление воздушной (кабельной) линии

,                                                (13.5)

где Х₀ - индуктивное сопротивление 1 км линии, Ом/км;

l - длина линии, км.

.

Сопротивление энергосистемы

,                                                               (13.6)

где S_К - мощность короткого замыкания, МВА.

.

Сопротивление ЛЭП, длиной 75 км.

.

Сопротивление обмоток трансформатора ТРДН-25000/110 определяем по [15, c 119, табл. 2.41].

Коэффициент связи

;                                              (13.7)

.

Сопротивления схемы замещения

;                                    (13.8)

;

;                                            (13.9)

.

Принимаем к установке на участке ГПП-РП две линии, каждая из которых выполнена двумя кабелями. По (13.5)

.

Место короткого замыкания питается от источника конечной мощности (ТЭС), системы неограниченной мощности и от синхронных электродвигателей.

Для точки К2.

Для ТЭС и ЭС воспользуемся следующими преобразованиями. Определим эквивалентное сопротивление

;                             (13.10)

.

Находим коэффициенты распределения

;                                           (13.11)

;                                    (13.12)

;

.

Результирующее сопротивление

Х_РЕЗ = Х_ЭКВ + Х₄ + Х₅ + Х₆ + Х₇ ;                        (13.13)

Х_РЕЗ = 4,74 + 22,68 + 3,99 + 76,02 + 4,35 = 111,78.

Условные сопротивления, связывающие непосредственно источник с точкой КЗ

;                                       (13.14)

;                                   (13.15)

.

.

Рис. 13.3. Преобразованная схема замещения для точки К2

Ток короткого замыкания от энергосистемы и электростанции определяется по формуле

,                                                           (13.16)

где Х_å - суммарное сопротивление ветви, содержащей источник ЭДС.

Для ТЭС

.

Для ЭС

.

Для перевода в именованные единицы найденых токов определим базисный ток по следующей формуле

;                                       (13.17)

кА.

Тогда суммарный ток от ЭС и ТЭС I_ПGS

I_ПGS = (I_*ТЭС + I_*ЭС)*I_б = (0,00804 + 0,0018)*549,87 = 5,41 кА.

Определим составляющие тока от синхронного двигателя. По [15, c.118, табл. 2.40] определим сверхпереходное сопротивление и сверхпереходную ЭДС в начальный момент короткого замыкания.

Для синхронного электродвигателя типа СДН3-2-18-31-20 по [15, c.133, табл. 2.48] , cosf_Н = 0,9.

Сверхпереходная ЭДС

,    (13.18)

где I₍₀₎ - ток СД до короткого замыкания в относительных единицах;

cosf₍₀₎ - коэффициент мощности СД до кз в относительных единицах.

Номинальная мощность СД данного типа равна 315 кВт. При данной мощности cosf₍₀₎ = 1 (электродвигатель не используется для компенсации реактивной мощности).

Зная паспортные данные определим номинальный ток СД

А;

реальный ток

А.

Тогда

;

.

Периодическая составляющая тока к.з. от СД

;                                     (13.19)

А.

Суммарное значение периодической составляющей тока к.з. для точки К2

I_ПО = I_ПGS + I_ПMG = 5,41 + 0,115 = 5,525 кА.

Общая формула для определения ударного тока

 ,                                               (13.20)

где i_уд - ударный коэффициент, определяемый по [15, c.127. табл. 2.45].

кА.

Для точки К1.

По (13.13) с учетом удаленности точки К1 от точки К2

Х_РЕЗ = Х_ЭКВ + Х₄ + Х₅ + Х₆ =  4,74 + 22,68 + 3,99 + 76,02 = 107,43.

Из предыдущих расчетов С₁ = 0,878, С₂ = 0,202. По аналогии с Х₁₁ и Х₁₂ (13.14) и (13.15)

 ; .

Рис. 13.4. Преобразованная схема замещения для точки К1

Приведем сопротивление кабельной линии ГПП-РП к номинальным параметрам синхронного электродвигателя

;                                       (13.21)

,                                     (13.22)

где r₀ - удельное активное сопротивление 1 км кабеля