Выбор оборудования для подстанции №1

Выбор оборудования для подстанции №1

Выбираем два трехфазных автотрансформаторов связи АТДЦТН-500000/500/220 и выключатели ВТК-500. 

Паспортные данные автотрансформатора приведены в таблице 1.1. Паспортные данные выключателя приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.1- Паспортные данные трансформатора АТДЦТН-500000/500/220

АТДЦТН-500000/500/220
SHOM АВТ, МВА	Uвн, кВ	Uнн, кВ	Uк, %	Pк, кВт	Pхх, кВт	Iхх, %
500	500	230	12	1050	220	0,3

 Таблица 1.2- Паспортные данные выключателя ВТК-500

ВТК-500
UНОМ, кВ	IНОМ, А	IОТКЛ, кА	i ДИН, кА	I2T ∙ tT, кА2×с
500	3150	40	102	1875

 

Выбор оборудования для подстанции №3

Из задания берем активные мощности и тангенс нагрузок:

Р₂₂₀= 47 МВт, tg φ = 0,6;

Р₁₁₀ = 39 МВт, tg φ = 0,5; 

Р_6-10 = 29 МВт, tg φ = 0,5.

Рассчитываем реактивную нагрузку:

Q_i = P_i · tg φ_i;                                                 (1.1)

где P_i – активная нагрузка потребителя подстанции;

Q_i – реактивная нагрузка потребителя подстанции;

tg φ – коэффициент нагрузка потребителя подстанции.

 

Q₂₂₀= P₂₂₀ · tg φ = 47 · 0,6 = 28,2 МВАр.

Q₁₁₀ = P₁₁₀ · tg φ = 39 · 0,5 = 19,5 МВАр;

Q_6-10 = P_6-10 · tg φ = 29 · 0,5 = 17,4 МВАр;

Рассчитываем полную трансформируемую нагрузку подстанции:

                                                (1.2)

где S_i – полная нагрузка потребителя подстанции.

Расчетная нагрузка подстанции:

S_ΣРАСЧ. = S_ΣТР · k_см                                      (1.3)

где k_см=0,9 – коэффициент совмещения максимумов нагрузки.

S_ΣТР = S_ΣТР · k_см = 77,367 · 0,9  = 69,630 МВА.

Так как на подстанции используются напряжения 220, 110 и 10кВ принимаем к установке два автотрансформатора.

    Выбор номинальной мощности автотрансформатора производим с учетом его перегрузочной способности.

S_ном.т ≥ S_рас.т,                                                 (1.4)

где S_ном.т - номинальная мощность трансформатора;

S_рас.т - расчетная мощность трансформатора.

S_рас.т = S_{тр. рас} / k_{п. ав},                                              (1.5)

где S_{тр. рас} - суммарная расчетная мощность, передаваемая через трансформаторы (трансформируемая);

   k_{п. ав} - допускаемый коэффициент перегрузки трансформаторов в аварийном режиме.

    Допускаемый коэффициент перегрузки принимается k_{п. ав} =1,4 (ГОСТ 1429-85). Такая перегрузка допустима не более 5 суток при условии, что длительность максимума нагрузки не более 6 часов в сутки.

S _рас.т = 69,630 / 1,4 = 49,736 МВА

 

Выбираем автотрансформатор АТДЦТН-63000/220/110.

Паспортные данные автотрансформатора приведены в таблице 1.3.

 

 Таблица 1.3- Паспортные данные трансформатора АТДЦТН-63000/220/110

АТДЦТН-63000/220/110
SHOM АВТ, МВА	Uвн, кВ	Uк(вн-сн), %	Pк(вн-сн), кВт
63	230	11	200
	Uсн, кВ	Uк(вн-нн), %	Pхх, кВт
	121	35	37
SHOM НН, МВА	Uнн, кВ	Uк(сн-нн), %	Iхх, %
32	11	22	0,45

Выбор оборудования для подстанции №4

На ГЭС установлены два синхронных генератора СВ-850/190-40.

Паспортные данные генераторов приведены в таблице 1.4.

 

Таблица 1.4- Паспортные данные генератора СВ-850/190-40.

СВ-850/190-40
SHOM, МВА	Uном, кВ	Х”d, %.
111	13,8	26
РHOM, МВт	Iном, кА	Х’d, %.
100	4,64	27
n, об/мин	cos φ	Хd, %.
180	0.9	97

Трансформаторы ТЭЦ выбираются по полной мощности генератора.

Выбираем трансформатор типа ТДЦ-125000/220, паспортные данные приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5- Паспортные данные трансформатора ТДЦ-125000/220

ТДЦ-125000/220
SHOM, МВА	Uвн, кВ	Uнн, кВ	Iхх, %	Uкз, %	Pхх, кВт	Pкз, кВт
125	242	13,8	0,55	11	120	380

 

Составление схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательности сети

План элетросетевого района

 При составлении схемы прямой, обратной и нулевой последовательности вводится ряд упрощений:

- ЭДС системы принимается равной единице, так как она является источником бесконечной мощности;

- ЭДС нагрузки принимается равной нулю;

- При составлении схемы нулевой последовательности не учитывается нагрузка, так как нет информации о режиме нейтрали нагрузки.

Рисунок 1 - План электросетевого района

 

Расчёт ударного тока К.З.

· Для расчёта ударного тока определяем активные сопротивления схемы замещения.

· Т.к. значение эквивалентной ЭДС посчитано, то в схеме замещения и в расчёте ЭДС не участвуют.

 

5.1  Расчёт параметров схемы замещения

Коэффициенты перевода реактивных сопротивлений в активные выбираются в соответствии с номинальной мощностью элементов

 

Активное сопротивление системы:

r_c = х_c /20,                                                         (5.1)

r_c = 1 / 20 = 0,05,

    Активное сопротивление трансформаторов и автотрансформаторов рассчитываем по формуле:

r_т = х_т /27,                                                                   (5.2)

 

Автотрансформаторы связи с ОЭС.

r_ат.в1 + r_ат.с1 = 8,314 /27 = 0,308;

 

Автотрансформаторы п/ст 3, 5 и 6.

r_атвн = 65,983 / 27 = 2,444;  

r_атсн = 0 / 27 ≈ 0;

r_атнн = 126,467 / 27 = 4,684.

 

Трансформаторы п/ст 4.

    r_т = х_т /27 = 30,484 / 27 = 1,129.   

 

Сопротивление трансформаторов п/ст 9.       

r_тв9 = 93,098 / 27 = 3,448;  

r_тн9 = 58,457 / 27  = 2,165.

 

Сопротивление трансформаторов п/ст 10.     

r_тв10 = 18,152 / 27 = 0,672;  

r_тн10 = 254,681 / 27 = 9,433;  

Активные сопротивление ВЛ рассчитывают по формуле:

r_л = r₀ ∙ l ∙ S_d / U²_ном.,                                           (5.3)

при x₀=0,15 Ом/км

 

r_л1-2 = 0,15 ∙ 65 ∙ 34641 / 230² = 6,385 (отн.ед).

Для других линий рассчитываем также, результаты заносим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 – Активные сопротивления линий ВЛ

Наименование ЛЭП	1-2	2-3	2-4	4-5	1-5	1-6	5-6	7-8	8-9	9-10	7-10
Длина ЛЭП, км	65	25	70	90	120	40	30	40	31	35	37
Сопротивление линии, Ом	6,385	2,456	6,876	8,840	11,787	3,929	2,947	15,716	12,180	13,752	14,537

 

Активные сопротивления генераторов:

r_г = х_г /80;                                                          (5.4)

r_г = 81,141 / 80 = 1,014.

 

Активные сопротивления нагрузки рассчитываются по формуле:

 r _нагр = х _нагр / 2,4                                           (5.5)

 

Сопротивление нагрузки во третьем узле:

х _нагр3 = 161,658 / 2,4 = 67,358;

 

Сопротивление нагрузки в шестом узле:

х _нагр6 = 242,487 / 2,4 = 101,036;

 

Сопротивление нагрузки в седьмом узле:

х _нагр7 = 275,553 / 2,4 = 114,814;

 

Сопротивление нагрузки в восьмом узле:

х _нагр8 = 336,788 / 2,4 = 140,328;

 

Сопротивление нагрузки в девятом узле СН:

х _нагр9 = 233,161/ 2,4 = 97,150;

 

Сопротивление нагрузки в девятом узле НН:

х _нагр8 = 275,553/ 2,4 = 114,814;

 

Сопротивление нагрузки в десятом узле:

х _нагр10 = 233,161/ 2,4 = 97,150.

 

ЭДС источника питания:

				Е Σ1 = 0,971
				Е Σ2= 0,925
				Е Σ3= 0,921

                                                                                                   

Ток двухфазного К.З на землю:

 

На шинах ВН

I^1.1_кВН = m^1.1 ∙ I^1.1_кА1ВН = 1,532 ∙ 0,0150 = 0,0230

I^1.1_кВН = I^1.1_кВН ∙ I_б = 0,0230 ∙ 174 = 4,00 кА

 

 

На шинах СН

I^1.1_кСН = m^1.1 ∙ I^1.1_кА1СН = 1,53 ∙ 0,0089 = 0,0136

I^1.1_кСН = I^1.1_кСН ∙ I_б = 0,0136 ∙ 174 = 2,36 кА

 

На шинах НН

I^1.1_кНН = m^1.1 ∙ I^1.1_кА1НН = 1,526 ∙ 0,0069 = 0,0105

I^1.1_кНН = I^1.1_кНН ∙ I_б = 0,0105 ∙ 174 = 1,82 кА

 

Ток однофазного К.З:

 

На шинах ВН

 

I^1.1_кВН = m¹ ∙ I¹_кА1ВН = 3 ∙ 0,0061 = 0,0183

I¹_кВН = I¹_кВН ∙ I_б = 0,0183 ∙ 174 = 3,19 кА

 

На шинах СН

 

I^1.1_кСН = m¹ ∙ I¹_кА1СН = 3 ∙ 0,0037 = 0,0110

I¹_кСН = I¹_кСН ∙ I_б = 0,0110 ∙ 174 = 1,91 кА

 

На шинах НН

I^1.1_кНН = m¹ ∙ I¹_кА1НН = 3 ∙ 0,0029 = 0,0087

I¹_кНН = I¹_кНН ∙ I_б = 0,0087 ∙ 174 = 1,51 кА

Ток двухфазного К.З:

 

 На шинах ВН

I²_кВН = m ∙ I²_кА1ВН = √3 ∙ 0,0126  = 0,0218

I²_кВН = I²_кВН ∙ I_б = 0,0218  ∙ 174 = 3,80 кА

 

На шинах СН

I²_кСН = m ∙ I²_кА1СН = √3 ∙ 0,0074 = 0,0129

I²_кСН = I²_кСН ∙ I_б = 0,0129 ∙ 174 = 2,24 кА

 

 

 На шинах НН

 

I²_кНН = m ∙ I²_кА1НН = √3 ∙ 0,0057 = 0,0099

I²_кНН = I²_кНН ∙ I_б = 0,0099 ∙ 174 = 1,72 кА

 

Результаты расчётов сводим в таблицу 8.2

Таблица 8.2 - Результаты расчёта тока КЗ

	Место КЗ
	К1	К2	К3
Установившийся ток КЗ Iуст к.з, кА	3,95	5,83	15,44
Установившаяся мощность КЗ Sуст к.з, МВА	788	374	281
Начальный сверхпереходный ток КЗ I”к.з, кА	4,39	8,03	21,71
Мощность КЗ S”к.з, МВА	874	515	395
Ударный ток КЗ  iу к.з, кА	8,51	17,49	49,12
Апериодическая составляющая тока КЗ, кА	2,31	6,15	19,69
Ток двухфазного К.З на землю, кА	4,00	2,36	1,82
Ток однофазного К.З, кА	3,19	1,91	1,51
Ток двухфазного К.З, кА	3,80	2,24	1,72

 

Выбор оборудования для подстанции №1

Выбираем два трехфазных автотрансформаторов связи АТДЦТН-500000/500/220 и выключатели ВТК-500. 

Паспортные данные автотрансформатора приведены в таблице 1.1. Паспортные данные выключателя приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.1- Паспортные данные трансформатора АТДЦТН-500000/500/220

АТДЦТН-500000/500/220
SHOM АВТ, МВА	Uвн, кВ	Uнн, кВ	Uк, %	Pк, кВт	Pхх, кВт	Iхх, %
500	500	230	12	1050	220	0,3

 Таблица 1.2- Паспортные данные выключателя ВТК-500

ВТК-500
UНОМ, кВ	IНОМ, А	IОТКЛ, кА	i ДИН, кА	I2T ∙ tT, кА2×с
500	3150	40	102	1875