Определение суммарных мощностей потребителей на каждом напряжении подстанции. Расчет токов трехфазного КЗ для распредустройств высокого, среднего и низкого напряжения подстанции

Задание

Расчетная схема №40

Исходные данные

Вариант №3

UВН

Система С1

lW1

Нагрузка потребителей

На стороне СН

На стороне НН

UСН

n×p’

Kмп

cosγ

Тмакс

UНН

n×p’

Kмп

cosγ

Тмакс

Sном

Х

кВ

МВА

о.е.

км

кВ

шт×МВт

-

-

час

кВ

шт×МВт

-

-

час

220

900

0,7

175

110

4×30

0,75

0,85

6500

10

8×4 8×2

0,9 0,8

0,9 1

7000 6000

1.1. Определение суммарных мощностей потребителей на каждом напряжении подстанции

Суммарная активная мощность определяется по выражению [1],стр.18

, МВт где n, р’_н, К_мп – параметры потребителей на данной стороне подстанции.

Полная и реактивная мощность определяются по выражениям [1],стр.18

S_н=Р_н/cosγ, МВА

Q_н=S_н∙sinγ, МВАр где cosγ, sinγ – коэффициент активной и реактивной мощности соответственно.

Определяем нагрузку стороны СН

Р_сн=4∙30∙0,75=90 МВт

S_сн=90/0,85=105,88 МВА

Q_сн=90∙0,53=47,7

Для стороны НН получим

Р_нн1=8∙4∙0,9=28,8 МВт

Р_нн2=8∙2∙0,8=12,8 МВт

Q_нн1=Р_нн1∙tgγ=28,8∙0=0 МВАр

Q_нн2=Р_нн2∙tgγ=12,8∙0,48=6,14 МВАр

S_нн= МВА

Суммарные мощности на стороне ВН

S_вн=

=142,19 МВА

1.2. Выбор силовых трансформаторов

Число трансформаторов на подстанции выбирается в зависимости от мощности и ответственности потребителей. Принимаем по условию надежности несколько трансформаторов.

Расчетная мощность трансформаторов определяется из выражения:

, МВ×А

где S_расч - расчетная мощность трансформатора, МВ×А;

S_с - суммарная мощность потребителей, МВ×А;

K_ав – коэффициент аварийной перегрузки;

n – количество трансформаторов.

 МВА

По [2],табл. 3.8 выбираем трансформатор АТДЦТН-125000/220/110/10

Проверяем коэффициент послеаварийной перегрузки

К_ав=142,19/125=1,14

Такой коэффициент перегрузки допустим. Каталожные данные трансформатора приведены в таблеце1.

Таблица 1.1.                              Каталожные данные трансформатора

Марка трансформатора	Sн, МВА	Напряжение, кВ			ΔРхх, кВТ	ΔQхх, кВАр	Rтр, Ом			Хтр, Ом
		ВН	СН	НН			ВН	СН	НН	ВН	СН	НН
АТДЦТН-125000/220/110/10	125	230	121	10,5	85	625	0,5	1,0	0,5	48,6	0	82,5

2. Рассчитываем токи трехфазного КЗ для распредустройств высокого, среднего и низкого напряжения проектируемой подстанции

Расчет токов к.з. производится для выбора и проверки  электрооборудования, а также параметров электрических аппаратов релейной защиты. Точки короткого замыкания выбираем в таких местах системы, чтобы выбираемые в последующих расчетах аппараты были поставлены в наиболее тяжелые условия. Наиболее практичными точками являются сборные шины всех напряжений.

Составляем расчетную схему проектируемой подстанции. В схему замещения все элементы (система, трансформатор, линия) входят своими индуктивными сопротивлениями. Схема замещения представлена на рис. 1.

Рис.2.1. Схема замещения электрической сети

За базисную мощность принимаем мощность равную  S_б = 900 МВА;

За базисное напряжение принимаем напряжения равные средним  номинальным напряжениям сети, которые равны 230 кВ, 115 кВ и 10,5 кВ: U_б1 = 230 кВ, U_б2 = 115 кВ, U_б3 = 10,5 кВ. Принятые базисные напряжения вытекают  из точек к.з., которые намечаются в расчетной схеме, т.е.  К1 - на шинах высокого напряжения подстанции, K2 – на шинах среднего напряжения и К3 – на шинах низкого напряжения.

Базисные токи определяются по формуле:

, кА

где   S_б - базисная мощность, МВА;

U_б - базисное напряжение, кВ.

 кА;

 кА;

 кА;

Определяем сопротивления элементов схемы замещения.

Сопротивление системы определяется по выражению [3],табл.3.5:

x_c* = , где   x_d - относительное сопротивление системы, о. е.;

x_1* = =0,9 о.е.;

Сопротивление трансформатора определяем по выражению:

 о.е.;

 о.е.;

 о.е.;

Сопротивление линий определяется по выражению:

, где  x_o - удельное сопротивление 1 км линии, равное 0,4;

l - протяженность линии, км.

х_2* =х_3* = = 1,191 о.е.;

Сверхпереходной ток  от системы находим по формуле:

где  I - сверхпереходной установившийся ток, кА;

U_*c- напряжение системы, о.е.;

X_рез* - результирующее сопротивление ветви, о.е..

Рассчитаем ток короткого замыкания на стороне высокого напряжения трансформатора, то есть в точке К1.

Х_рез1* =х_1*+х_2*/2=0,7+1,191/2=1,3 о.е.

 кА

Ударный ток в точке К1 определяем по выражению:

 кА, где k_уд – ударный коэффициент, определяем по [4],табл.6.1.

Рассчитаем ток короткого замыкания на стороне среднего напряжения трансформатора, то есть в точке К2.

Х_рез2* =х_1*+х_2*/2+х_4*/2=0,7+1,191/2+0,827/2=1,71 о.е.

 кА

Ударный ток в точке К2 равен:

 кА

Рассчитаем ток короткого замыкания на стороне низкого напряжения трансформатора, то есть в точке К3.

Х_рез3* =х_1*+х_2*/2+(х_4*+х_9*)/2=0,7+1,191/2+(0,827+1,404)/2/2=2,411 о.е.

 кА

Ударный ток в точке К3 равен:

 кА

Результаты расчетов токов к.з. сводим в таблицу 2.

Таблица 2.1.                        Результаты расчётов токов короткого замыкания

Ток	Точка короткого замыкания
	K1	K2	K3
IK , кА	1,74	2,64	20,53
Iу, кА	4,38	6,65	51,68

3.Выбираем выключатели и разъединители в цепях трансформаторов