Задачи 1-9 по курсу "Производство электрической энергии" (Выбор жестких токоведущих частей трубчатого сечения для ОРУ. Выбор сборных шин для ЗРУ. Выбор сдвоенного реактора отходящих линий_

ПрЭЭ

Задача 1

Для ОРУ-220 кВ выбрать жесткие токоведущие части трубчатого сечения при следующих параметрах рабочих режимов и короткого замыкания: I_м.р.=600 А;  I_утяж=1,8I_м.р;  T_мах=4500 ч; i_у=8,0 кА; а_ф=2500 мм; L_пр=6000 мм.

Iутяж=1080А; Jэк=1,1А/мм²; qэк=Iм.р/Jэк=600/ 1,1=545кв.мм; выбираем трубу q-50/55- с Iдоп =1150 A (Al)

Iутяж< Iдоп

 

должно быть , если нет, то увеличиваем сечение на 1 ступень

 

Частота f₀не должна попадать в резонансную область 30 – 200 Гц. Распределенное усилие:

 

                                     для сплава АО

для сплава АД31T1

Задача 2

Для ЗРУ-6кВ выбрать сборные шины по условиям длительных режимов работы и проверить по условиям короткого замыкания. Расчетные условия: I_{мак.раб} =950 А ; I_утяж=1,6* I_мак.р.; а_ф=400 мм; L_пр=1200 мм; n_окр.ср.=40 ^оС; I_по=18 кА; t _рз=1,5 с; t _ов =0,08 с.

Проверка по длительно допустимому току из условий нагрева: ; 

Проверка на динамическую стойкость.

Момент инерции для прямоугольной шины:.

       Частота f₀не должна попадать в резонансную область 30 – 200 Гц.

Максимальное распределенное усилие на единицу длины:

      

 

Проверка на термическую стойкость.

Минимальное сечение по условию термической стойкости:

          

Задача 3

Выбрать сдвоенный реактор в цепи отходящих линий: Imax р=4x500А; Uн=10кВ; I_П0=28кА; tоткл=1,8с.

Допустимый ток отключения Iоткл=20кА.

Проверить по условиям КЗ.

Определить потерю напряжения на реакторе в нормальном режиме: cosφ=0,8, а также остаточное напряжение на шинах при коротком замыкании за реактором.

Реактор выбирают: по Uном, по току, по инд. сопр-ю.

1) Uном<=Uкат

2) реактор выбирают по току одной ветви: Imax=2*500=1000 А (а не 4*500 А как в условии!!!)

3) принимаем реактор РБАС-2х1000-10-0,14;

4)  рассчитываем инд. сопр-е:

результирующее сопротивление в цепи без реактора

 

требуемое сопротивление цепи КЗ из условия обеспечения ном. отключающей способности выключателя

 

требуемое сопротивление реактора для ограничения ТКЗ

5) ток за реактором:

6) проверка на эл. динамич. стойкость

i_у<=Im дин(из каталога);   

7) проверка на термич. стойкость:

8) проверка по остаточному напряжению

Расчетные параметры	Условие выбора	Каталожные данные

Задача 4

На понижающей подстанции в РУ-6 кВ расчетный ток короткого замыкания составляет I_п0=22 кА. Предложить средства для ограничения токов короткого замыкания до значения позволяющего обеспечить термическую стойкость кабеля сечением 180 мм². Наибольшая мощность утяжеленного режима обмотки низкого напряжения составляет (Sутяж) 25 МВА. Время действия релейной защиты 1,4 сек.

1) Uном<=Uкат

2) Iутяж=Sутяж/(1,73*Uн)<=Iном

3) результирующее сопротивление в цепи без реактора

 

требуемое сопротивление цепи КЗ

 

требуемое сопротивление реактора для ограничения ТКЗ

4) ток за реактором:

5) проверка на эл. динамич. стойкость

i_у<=Im дин(из каталога);   

6) проверка на термич. стойкость:

7) проверка по остаточному напряжению

Расчетные параметры	Условие выбора	Каталожные данные

Задача 5

В связи с реконструкцией подстанции  с трансформаторами 2×40 МВА для РУ-110 кВ выбрать современные выключатели и разъединители взамен отделителей и короткозамыкателей: I_утяж.=1,4 I_{ном. тр.}; I_по=6,5 кА; t_р.з.=1,8с; Обосновать тип выбранного выключателя.

Выбор выключателей

Расчетные параметры цепи	Условие выбора	Каталожные данные выключателя
Bк=

Условия выбора аппаратов

Условия выбора	Выкл-ль	Разъединитель	Отделитель	Выключатель нагрузки
1.	+	+	+	+
2.	+	+	+	+
3.	+	-	-	+
4.	+	+	+	+
5.	+	+	+	+

Задача 6

Для однотрансформаторной подстанции 220кВ, подключенной по схеме блок линия трансформатор с выключателем, определить возможный годовой недоотпуск электроэнергии вследствие внезапных отключений.

 Р_мак=12 МВт; Т_м=6000 ч

 

Задача 7

Выбрать кабель, предохранитель и плавкую вставку в цепи трансформатора для следующих исходных данных: трансформатор ТМ-250; U_ном=10 кВ; кабель проложен в воздухе; ν_окр=30 ⁰С; время использования максимальной мощности (номинальной) Т_мак=4500 ч; I_утяж.=1,5 I_{ном. тр.}; I_по=15 кА.

               

Проверка по  длительно допустимому току:

     

где  К1– поправочный коэффициент на температуру почвы или воздуха;

К2– поправочный коэффициент на число параллельно проложенных кабелей и расстояние между ними;

К3– поправочный  коэффициент позволяет учитывать удельное сопротивление земли, при прокладке кабелей в земле.

Проверка на термическую стойкость.

      

Выбор предохранителя:

·  по Uном

·  ток плавкой вставки(ближайшее большее) >Iутяж

·  по току отключения: Iоткл>Iпо

Для кабеля из сшитого полиэтилена: проверка по термич. стойкости I_терм=К*I_{т.с.1сек} , где . Должно вып-ся условие: Iтерм>Iпо

Задача 8

Выбрать трансформаторы тока в цепи трансформатора 220 кВ для схемы рисунка 1: ; , , , длина соединительного провода , . Требуемый класс точности 0,5. Подключенные приборы (для одной катушки): амперметр – 0,1 В×А; счетчик активной мощности – 2,5 В×А; счетчик реактивной мощности – 2,5 В×А ваттметр – 0,5 В×А; варметр – 0,5 В×А.

Выбираем к установке трансформатор тока ТФЗМ 220Б-I ; .Определяем вторичную нагрузку ТТ:.

Номинальная нагрузка в классе точности 0,5:

Эквивалентное сопротивление приборов:

   ;

.Расчетное сечение проводов:  .

Выбираем алюминиевый провод сечением .

Расч. пар.ры цепи	Усл. выбора	Кат. данные ТТ
		;

Задача 9

Выбрать трансформатор напряжения для схемы рисунок 1. К секции РУ–10 кВ подключены 9 линий.  На линиях установлены счетчики активной и реактивной мощности. Требуемый класс точности 0,5. Длина соединительного провода .

В цепи трансформатора установим следующие приборы: вольтметр, ваттметр, варметр, счетчики активной и реактивной энергии.

Расчет нагрузки трансформаторов напряжения

Тип прибора	Мощ-ть катушки, В×А	Число катушек	Число приб.	cosφ	tgφ	P, Вт	Q, вар
Вольтметр	2	1	1	1	0	2	-
Ваттметр	1,5	2	1	1	0	3	-
Варметр	1,5	2	1	1	0	3	-
Счетчик акт. мощ-ти	2	2	8	0,38	0,4	32	13
Счетчик реакт. мощ-ти	3	2	8	0,38	0,4	48	19,2
Итого						88	32,2

Эквивалентная мощность приборов:

. Установим ТН типа 2´НАМИТ-10. Номинальная мощность одного трансформатора ;.

Сечение соединительных проводов принимается 2,5 мм².

Условия выбора трансформатора напряжения

Расч. пар-ры цепи	Усл. выбора	Кат. данные ТН

Задачи ПрЭЭ

1.  Выбор жестких токоведущих частей трубчатого сечения для ОРУ.

2.  Выбор сборных шин для ЗРУ.

3.  Выбор сдвоенного реактора отходящих линий.

4.  Выбор сдвоенного реактора по заданному сечению проводника