Проектирование системы электроснабжения города (стр. 7 из 24)

Расчет производим для точек КЗ:

1). На шинах 110 кВ ГПП.

2). На шинах 10 кВ ГПП.

3). На шинах 10 кВ ТП4.

4). На шинах 35 кВ ГПП.

5). На шинах 35 кВ ТП завода №1.

Согласно заданию мощность короткого замыкания равна бесконечности, при этом реактивное сопротивление системы равно хс = 0. За базисную мощность принимаем Sб = 100 МВА, за базисное напряжение принимаем Uб = 115 кВ.

Тип замыкания: трехфазное симметричное и однофазное.

Длины кабельных и воздушных линий.

Длины замеряем на генплане.

Длина воздушной линии 110 кВ ЦП - ГПП – ℓ110 = 6,7км.

Длина воздушной линии 35 кВ ГПП - ТП завода №1 – ℓ35 = 3,3км.

Длина кабельной линии 10 кВ ГПП - ТП4 – ℓ10 = 3,115км.

Реактивное сопротивление линий.

Удельные индуктивные сопротивления линий.

х0.110 = 0,413 Ом/км; х0.35 = 0,396 Ом/км; х0.11 = 0,083 Ом/км.

2.12 Реактивные сопротивления линий

Так как от ГПП до ТП-2 проложены два параллельно подключенных кабеля одинакового сечения и с одинаковой нагрузкой, сопротивление кабельной линии будет в 2 раза меньше.

Аналогично для линий 35 и 10 кВ.

х35 = 0,107; х10 = 0,129.

Реактивное сопротивление трансформатора ГПП

Определяем сопротивление трансформатора отдельно для обмоток ВН - СН и ВН - НН трансформатора ТДЦТН-63000/110. Технические характеристики трансформатора:

uк.ВН-СН = 10,5%; uк.ВН-НН = 17%; Sнт = 63 МВА.

Аналогично для обмотки НН.

хТ.НН = 0,27.

Базисный ток.

Действующее значение тока трехфазного КЗ в контрольных точках.

Аналогично для точек К2, К3, К4 и К5.

I2`` = 18,8 кА; I3`` = 13,7 кА;

I4`` = 8,2 кА; I5`` = 5,6 кА.

Ударный ток КЗ в контрольных точках.

Ударный коэффициент принимаем равным куд = 1,8.

Аналогично для точек К2, К3, К4 и К5.

iуд2 = 47,8 кА; iуд3 = 34,8 кА;

iуд4 = 21 кА; iуд5 = 14,2 кА.

Ток однофазного КЗ для точки К1.

Выбор силовых трансформаторов ГПП.

Суммарная нагрузка ГПП.

ΣSГПП = ΣSТП + ΣSЗ = 58 802 + 21 554 = 80 360 (кВА).

Мощность одного трансформатора ГПП.

Мощность рассчитываем с учетом коэффициента запаса, равного кз = 0,75.

2.13 Выбор силовых трансформаторов ГПП

Выбираем трансформаторы, руководствуясь следующими условиями:

а). Номинальная мощность трансформаторов ГПП должна быть больше или равна 53 570 кВА.

б). Трансформаторы должны быть трехобмоточными с обмотками на напряжение ВН – 110кВ, СН – 35кВ и НН – 10 кВ.

в). Трансформаторы должны быть оборудованы устройствами РПН.

По таблице приложения П8 [2] выбираем трансформатор типа ТДЦТН-63000/110.

Это трехфазный трехобмоточный трансформатор мощностью 63 000 кВА, с обмотками на напряжения 110, 35 и 10 кВ, с принудительной циркуляцией воздуха и масла, и с устройством РПН.

Проверка режима работы трансформаторов в послеаварийном режиме.

Послеаварийный режим - режим, при котором отключен один трансформатор и вся нагрузка ложится на трансформатор оставшийся в работе.

Согласно ПУЭ допускается перегрузка трансформатора на 40% (S = 140%) в послеаварийном режиме продолжительностью 24 часа.

С учетом коэффициентов допустимой перегрузки (кп = 1,4) и несовпадения максимумов нагрузки (к0 = 0,9). Допустимая нагрузка трансформатора составит

Т.к. допустимая мощность одного силового трансформатора ГПП (98 000 кВА) больше суммарной нагрузки микрорайона (80 360 кВА), следовательно выбранные трансформаторы смогут работать в послеаварийном режиме. Окончательно принимаем для установки на ГПП силовых трансформаторов типа ТДЦТН-63000/110.

2.14 Выбор аппаратуры на ГПП

Выбор и проверка выключателей 110 кВ.

Ток выключателя в послеаварийном режиме.

Предварительно выбираем элегазовый выключатель марки ВГТ-110 II-40/2500 У1, производства ОАО «УРАЛЭЛЕКТРОТЯЖМАШ».

Проверка.

Номинальное напряжение 110 кВ (наибольшее 126 кВ) ≥ 110 кВ;

Максимальный ток 2500 А ≥ 422 А;

Номинальный ток отключения 40 кА ≥ 22 кА;

Наибольший пик сквозного тока 102 кА ≥ 58,4 кА;

Ток динамической стойкости 40 кА ≥ 22 кА.

Проверка на термическую стойкость.

Полный квадратичный импульс тока при трехфазном КЗ.

где τв110 – полное время отключения выключателя, с;

τрз – время срабатывания РЗ, с;

τа – время действия апериодической составляющей тока КЗ, с.

Полный квадратичный импульс тока, выдерживаемый выключателем.

где Iтс – ток термической стойкости выключателя, кА;

τтс – время протекания тока термической стойкости, с.

Т.к. полный квадратичный импульс тока, выдерживаемый выключателем в 4800 А2·с больше импульса тока при трехфазном КЗ в 227,5 А2·с, значит выключатель выдержит ток КЗ по условиям термической стойкости.

Выключатель подходит по всем параметрам.

Для выбора другой аппаратуры производим аналогичные действия. Результаты заносим в таблицу 18.1.

Таблица 18.1 - Результаты выбора и проверки аппаратуры ГПП

Параметр		Расчетные данные для точек КЗ	Усло-вия	Расчетные данные аппаратов
Выключатели 110кВ
Марка – ВГТ-110 II-40/2500 У1
Номинальное напряжение		110 кВ	≤	126 кВ
Максимальный ток		422 А	≤	2 500 А
Номинальный ток отключения		22 кА	≤	40 кА
Наибольший пик сквозного тока		58,4 кА	≤	102 кА
Ток динамической стойкости		22 кА	≤	40 кА
Полный квадратичный импульс тока при трехфазном КЗ		227,5 А·с2	≤	4 800 А·с2
Разъединители 110 кВ
Марка – РПД-110 УХЛ1
Номинальное напряжение		110 кВ	≤	126 кВ
Максимальный ток		422 А	≤	1 600 А
Наибольший пик сквозного тока		58,4 кА	≤	102 кА
Ток динамической стойкости		22 кА	≤	40 кА
Полный квадратичный импульс тока при трехфазном КЗ		227,5 А·с2	≤	4 800 А·с2
Трансформаторы тока 110 кВ
Марка – ТРГ-110 II
Номинальное напряжение		110 кВ	≤	126 кВ
Номинальный ток		422 А	≤	600 А
Максимальный ток		422 А	≤	1 600 А
Наибольший пик сквозного тока		58,4 кА	≤	102 кА
Термическая стойкость		15,1 А·с–2	≤	40 А·с–2
Трансформаторы напряжения 110 кВ
Марка – СРА123
Номинальное напряжение		110 кВ	≤	126 кВ
Выключатели 35 кВ
Марка – ВБУ-35-630/20
Номинальное напряжение		35 кВ	≤	35 кВ
Максимальный ток		355,5 А	≤	630 А
Номинальный ток отключения		8,2 кА	≤	20 кА
Наибольший пик сквозного тока		21 кА	≤	80 кА
Ток динамической стойкости		8,2 кА	≤	20 кА
Полный квадратичный импульс тока при трехфазном КЗ		33,5 А·с2	≤	1 200 А·с2
Разъединители 35 кВ
Марка – РВЗ - 2 - 35/400
Номинальное напряжение		35 кВ	≤	35 кВ
Максимальный ток		355,5 А	≤	400 А
Наибольший пик сквозного тока		21 кА	≤	42 кА
Ток динамической стойкости		8,2 кА	≤	16 кА
Полный квадратичный импульс тока при трехфазном КЗ		227,5 А·с2	≤	4 800 А·с2
Трансформаторы тока 35 кВ
Марка – ТФН-35М
Номинальное напряжение		35 кВ	≤	35 кВ
Номинальный ток		355,2 А	≤	400 А
Максимальный ток		355,5 А	≤	400 А
Наибольший пик сквозного тока		21 кА	≤	60 кА
Термическая стойкость		5,8 А·с–2	≤	60 А·с–2
Трансформаторы напряжения 35 кВ
Марка – ЗНОЛ-35
Номинальное напряжение		35 кВ	≤	35 кВ
Выключатели ячеек РУ 10 кВ
Марка – ВР2-10-630/20
Номинальное напряжение		10 кВ	≤	10 кВ
Максимальный ток		193 А	≤	630 А
Номинальный ток отключения		18,8 кА	≤	20 кА
Наибольший пик сквозного тока		47,8 кА	≤	51 кА
Ток динамической стойкости		18,8 кА	≤	20 кА
Полный квадратичный импульс тока при трехфазном КЗ		167,6 А·с2	≤	1 200 А·с2
Выключатели секционные и вводные РУ 10 кВ
Марка – ВР2-10-2000/20 (включены по 2 шт. параллельно)
Номинальное напряжение		10 кВ	≤	10 кВ
Максимальный ток		3 975 А	≤	2 х 2 000 А
Номинальный ток отключения		18,8 кА	≤	2 х 20 кА
Наибольший пик сквозного тока		47,8 кА	≤	2 х 51 кА
Ток динамической стойкости		18,8 кА	≤	2 х 20 кА
Полный квадратичный импульс тока при трехфазном КЗ		167,6 А·с2	≤	2 х 1 200 А·с2
Трансформаторы тока 10 кВ
Марка – ТПОЛМ-10Т
Номинальное напряжение		10 кВ	≤	10 кВ
Максимальный ток		260,2 А	≤	630 А
Наибольший пик сквозного тока		47,8 кА	≤	51 кА
Термическая стойкость		12,9 А·с–2	≤	52 А·с–2
Трансформаторы напряжения 35 кВ
Марка – НОМ-10
Номинальное напряжение	10 кВ		≤	10 кВ

2.15 Расчет линий 110 и 35 кВ