Проектирование районной понизительной подстанции напряжения в 35/6 КВ разных мощностей

При этом считается, что периодическая составляющая тока не претерпевает существенных изменений и остается равной, как и в начальный момент. При этом учитывается лишь затухание апериодической составляющей тока короткого замыкания. На основании этого ударный ток определится [2,4,5]:(5.12)гдеkУ – ударный коэффициент;(5.13)гдеТа – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания;(5.15)гдеХРЕЗ, RРЕЗ – соответственно результирующие (суммарные) индуктивные и активные сопротивления до точек К.З. (т.т. К1 и К2). ω= 2πƒ– угловая частота, (ƒ=50 Гц).6 Выбор токоведущих частей и электрического оборудования подстанцииВыбор необходимого оборудования производится на основании принятой схемы электрических соединений (раздел 3.1). В распределительных устройствах напряжением 35 кВ и выше применяются гибкие шины, выполненные проводами марки АС.6.1 Выбор и проверка ошиновки распределительного устройства высокого напряженияВыбор сечения шин производится по условию нагрева.(6.1)(6.2)гдеν0 - действительная температура воздуха 20°С;В качестве гибких шин на стороне ВН 35 кВ применяем провод марки АС-260/56Выбранное сечение проверяется на термическую стойкость при протекании тока КЗ по [1,4]:(6.3)гдеνК- расчетная температура нагрева шины током короткого замыкания, °С;νК.ДОП.- допустимая температура нагрева шины при коротком замыкании (для алюминиевых гибких и жестких шин -200°С);Для определения расчетной температуры проводника предварительно найдем температуру проводника до момента возникновения КЗ:(6.4)гдеνДОП - длительно допустимая температура проводника +70°С;νО.НОМ - номинальная температура воздуха +25°С;По кривой (Приложение И[1]), используя νH,определяем сложную функциютемпературы проводника до момента возникновения КЗ – ƒН = 30°С.Сложная функция температуры проводника, при протекании тока КЗ определится по:(6.5)гдеВК - импульс квадратичного тока КЗ;(6.6)гдеI(3)П - начальное значение периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания в точке К1 (раздел 5.2);tОТКЛ. = tР.З. +tОТКЛ.В =(0,16÷0,2) с;tР.З. – время действия основной релейной защиты, с;tОТКЛ.В – полное время отключения выключателя, с;k – коэффициент учитывающий удельное сопротивление и эффективную теплоемкость проводника (алюминиевые шины - 1,054);g – сечение проводника, мм2.По кривой (Приложение И[1]), используя ƒК определяем конечное значение температуры проводника в режиме короткого замыкания νK = 35°C. Условие (6.3) выполняется, проводник выбран правильно.6.2 Выбор и проверка ошиновки распределительного устройства низкого напряженияВ случае выполнения схемы распределительного устройства жесткой ошиновкой ее сечение определяется согласно вышеприведенной методики по выражениям (6.1-6.6). Определим максимальный ток протекающий по РУ НН.(6.7)гдеРНОМ – номинальная мощность i-го потребителя, МВт;Выбираем жесткую ошиновку марки АДО 80х8 по две шины на фазу с допустимым током 2400А. По кривой (Приложение И[1]), используя νH,определяем сложную функциютемпературы проводника до момента возникновения КЗ – ƒН = 55°С.По кривой (Приложение И[1]), используя ƒК определяем конечное значение температуры проводника в режиме короткого замыкания νK = 56,64°C. Условие (6.3) выполняется, проводник выбран правильно.В отличие от гибкой ошиновки она дополнительно проверяется на электродинамическую стойкость [1,3,4]Определим наибольшее удельное усилие при трехфазном КЗ(6.8)гдеiУ – ударный ток трехфазного КЗ в точке К2, А;а – расстояние между соседними фазами, 0,13 м для напряжения 10 кВ [2]. Определим изгибающий момент (6.9)гдеl –длина пролета между опорными изоляторами шинной конструкции, м. (6.10)гдеh –ширина шины, м. Определим напряжение в материале шины, возникающее при воздействии изгибающего момента:(6.11)где W – момент сопротивления шины на изгиб, см3 (Приложение К). Шины электродинамически устойчивы если:гдеσДОП – допустимое механическое напряжение в материале шины (приложение К [1]).Условие выполняется, соответственно материал и тип шинопровода РУ НН выбран верно.6.3 Выбор и проверка электрических аппаратовНа стороне высокого напряжения подстанции выбираем разъединители, выключатели, ограничители перенапряжения, контрольно-измерительная аппаратура (трансформаторы тока и напряжения, измерительные приборы). На стороне низкого напряжения подстанции определяем тип ячеек ЗРУ, в которых установлено: разъединители, выключатели, ограничители перенапряжения, контрольно-измерительная аппаратура (трансформаторы тока и напряжения, измерительные приборы).6.3.1 Выбор разъединителейТаблица 6.1Параметры выбора разъединителяПараметры выбораТип разъединителяРасчетные данныеКаталожные данныеСторона ВНРНДЗ-35/100035100372,22100010,943640,85252·0,08=50Сторона НН РВР(З)-10/250010102337250022,89212517,98452·0,08=1626.3.2 Выбор выключателейТаблица 6.2Параметры выбора выключателяПараметры выбораТип выключателяРасчетные данныеКаталожные данныеСторона ВНВВС-35 II-20/6303535372,2263010,943520,85202·0,08=322,2320Сторона НН ВВУ-Э-10-31,5/250010102337250022,89231,517,9831,5·0,03=29,77,8231,56.3.3 Выбор ограничителей перенапряженияТаблица 6.3Параметры выбора ограничителя перенапряженияПараметры выбораТип ограничителяРасчетные данныеКаталожные данныеСторона ВНОПН-У УХЛ13535Сторона ННОПН-КР/TEL УХЛ 21010Для ЗРУ НН выбираем типовые ячейки КРУ С-410.6.4 Контрольно-измерительная аппаратураВ электроустановках, работающих в режиме с изолированной нейтралью, необходимо предусмотреть устройство контроля изоляции. Для присоединения вольтметров контроля изоляции применяются трехфазный пятистержневой или три однофазных трансформатора напряжения. Измерение энергии производится в цепях трансформатора на стороне высокого и низкого напряжений.6.4.1 Выбор трансформаторов токаВ силу того, что индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, принимается Z2 ≈ r2 . Определим общее сопротивление вторичной цепи трансформатора тока, которое состоит из сопротивлений приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:(6.12)Сопротивление приборов определяется по выражению:(6.13)гдеSПРИ. – 0,5ВА мощность потребляемая приборами [2];I2Н - вторичный номинальный ток трансформатора тока, 5 А. Сопротивления контактов принимается 0,05 Ом.Сопротивление соединительных проводов зависит от их длины и сечения. При выполнении вышеуказанного условия необходимо, чтобы Определимсечение соединительных проводов(6.14)гдеρ- удельное сопротивление материала провода (медь- 0,0175; алюминий – 0,0283) lРАСЧ – расчетная длина проводов, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока (схема полной звезды lРАСЧ = l, схема неполной звезды lрасч =l, где l – фактическая длина соединительных проводов от трансформаторов тока до приборов для разных систем напряжений: l=(3-5)м при Uн =10 кВ, l=(50-60)м при Uн =35 кВ.В качестве соединительных проводов применять многожильные контрольные кабели. По условию механической прочности минимальное сечение алюминиевой жилы 4 мм2 [1,4].Таблица 6.4Параметры выбора трансформатора токаПараметры выбораТип ТТРасчетные данныеКаталожные данныеСторона ВНТФНР-353535372,22500По конструкции и классу точности10,9431250,85=492·4=96001,131,2Сторона ННТВ-10-1У101023376000По конструкции и классу точности22,89213017,98=85,52·4=292411,95206.4.2 Выбор трансформаторов напряженияРасчетная нагрузка вторичной цепи трансформатора напряжения S2 определяется суммой активной ΣPПРИБ. и реактивной ΣQПРИБ. мощностей присоединенных измерительных приборов и реле - ВА.(6.15)Таблица 6.5Параметры выбора трансформатора напряженияПараметры выбораТип ТНРасчетные данныеКаталожные данныеСторона ВННОМ-35-653535По конструкции и схеме соединения обмоток по классу точности19,5150Сторона НННОМ-101010По конструкции и схеме соединения обмоток по классу точности24,575ЗаключениеВ курсовом проекте рассмотрены вопросы проектирования новой подстанции 35 кВ. Выполнен выбор силовых трансформаторов типа ТРДНС-40000/35, выбрана коммутационная и измерительная аппаратура, трансформаторы собственных нужд и другое оборудование.К исполнению принята подстанция 35/10 кВ, выполненная по схеме 110-4Н: «два блока линия-трансформатор с выключателями в цепях трансформаторов и неавтоматической перемычкой со стороны линии».Рассчитаны токи короткого замыкания. Разработка подстанции выполнена в соответствии с рекомендациями методической и нормативной литературы, приведенной в библиографическом списке.Список использованных источников1. Правила устройства электроустановок РК. Министерство энергетики и минеральных ресурсов РК, 2004 2. РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования/ под ред. Б.Н.Неклепаева.- М.:Изд-во НЦ ЭНАС, 2001 3. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов.-М.:Изд-во «Мастерство», 2001. 4 Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций.- М.:Энергоатомиздат, 1987 5. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах.-М.:Энергия, 1972 6. Справочник по проектированию электроснабжения/под ред. Ю.Г. Барыбина, Л.Е. Федорова, М.Г. Зименкова, А.Г. Смирнова.- М.: Энергоатомиздат, 1990 7. Неклепаев Б.Н. Электрические станции .-М.: Энергия,1976 8. Электрическая часть электростанций и подстанций/ справочные материалы под ред. Б.Н. Неклепаева. -М.: Энергия, 1978 9. Мельников Н.А. Электрические сети и системы.-М.: Энергия, 1975 10. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения/под ред. И.А.Баумштейна и М.В.Хомякова.-М.: Энергоиздат, 1981 11. Вакуумная коммутационная аппаратура. ФГУП «НПП Контакт», Россия г.Саратов, 2005 12. Высоковольтное оборудование. Карпинский электромашиносторительный завод, Россия г.Карпинск, 2005 13. Вакуумные выключатели ВВ/ТЕL, ОПН/TEL. Таврида Электрик, Россия г.Москва, 2005