а) для системы при заданной мощности КЗ:
; (3.10)
(3.1.14)
б) для ВЛ:
, (3.1.15)
где , , ;
, (3.1.16)
где , , ;
в) для двухобмоточных трансформаторов Т1,Т2 (35/10кВ):
(3.1.17)
г) для двухобмоточных трансформаторов Т3,Т4 (10/0,4кВ):
(3.1.18)
д) для двигателей основных насосов (СТДП-2500-2УХЛ4):
(3.1.19)
где -полная мощность СД;
(3.1.20)
– сверхпереходное сопротивление, =0,2;
е) для двигателей подпорных насосов (ВАОВ-630 L-4У1):
(3.1.21)
где -полная мощность ВАОВ;
(3.1.22)
– сверхпереходное сопротивление, =0,2;
На рис.3.4 приведена преобразованная схема замещения.
Рис. 3.4. Преобразованная схема замещения
Параметры преобразованной схемы замещения, определены следующим образом:
;
; ;
;
;
Суммарное приведенное индуктивное сопротивление от источника питания до точки короткого замыкания К-1:
(3.1.23)
Для того чтобы определить нужно ли учитывать активное сопротивление в лини проверим, выполняется ли условие < 0,33 [3]
(3.1.24)
0,085>0,034
Видно, что условие не выполняется, значит активное сопротивление следует учесть.
Определим периодическую составляющую тока К-1:
(3.1.25)
Для выбора и проверки электрооборудования по условию электродинамической стойкости необходимо знать ударный ток КЗ (iуд):
Ударный ток КЗ в точке К-1:
(3.1.26)
где куд – ударный коэффициент;
Ударный коэффициент определим по графику
[3], (3.1.27)
где и -суммарные сопротивления от источника до точки КЗ.
данному значению отношения соответствует значение ;
Мощность КЗ в точке К-1:
(3.1.28)
Суммарное эквивалентное сопротивление схемы замещения от источника до точки короткого замыкания К-2:
; (3.1.29)
Для того чтобы определить нужно ли учитывать активное сопротивление в лини проверим, выполняется ли условие:
< 0,33 [3]
(3.1.30)
0,085<0,14
Видно, что условие выполняется, значит активным сопротивлением можно пренебречь.
(3.1.31)
Определим периодическую составляющую тока К-2:
; (3.1.32)
Для того, чтобы определить периодическую составляющую тока К-2, следует учесть “потпитку” от электродвигателей.
(3.1.33)
Периодическая составляющая тока КЗ от источника питания:
(3.1.34)
Периодическая составляющая тока КЗ от электродвигателей:
(3.1.35)
Результирующий ток КЗ в точке К-2:
Определим ударный ток КЗ в точке К-2:
; (3.1.36)
Ударный коэффициент для определения тока КЗ в точке К-2 определим аналогично, по графику
[3];
данному значению отношения соответствует значение ;
Ударный ток КЗ от энергосистемы в точке К-2:
(3.1.37)
Ударный ток КЗ от электродвигателей:
(3.1.38)
Результирующий ударный ток КЗ в точке К-2:
кА
Мощность КЗ в точке К-2:
; (3.1.40)
Результирующая мощность в точке К-2:
В качестве минимального тока КЗ, который необходим для проверки чувствительности релейных защит, используют ток двухфазного КЗ в наиболее удаленной точке. Минимальное значение тока КЗ можно определить по формуле:
(3.1.41)
(3.1.42)
Результаты расчета токов КЗ сведены в табл. 3.1.8.
Таблица 3.1.8
Результаты расчета токов КЗ
|
Точка КЗ |
Ik(3), кА |
iуд, кА |
Ik(2), кА |
|
|
К-1 |
28,3 |
44,02 |
24,5 |
1838,13 |
|
К-2 |
45,32 |
81,38 |
39,24 |
939,14 |
IV ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ТИПОВЫХ ЯЧЕЕК КРУ-10 кВ
4.1. Выбор сечения и марки кабелей
Сечение кабелей выбирают по техническим и экономическим соображениям.
Произведем выбор сечений по расчетным токам. За расчетные токи потребителей примем их номинальные значения.
Для основных двигателей номинальный ток определится:
(4.13)
где Рном – номинальная мощность электродвигателя, кВт;
Uном – номинальное напряжение, кВ;
сos φ – коэффициент мощности электродвигателя.
Для подпорных двигателей номинальный ток определится:
Для трансформаторов типа ТМ 10000/35 номинальный ток определится:
, (4.14)
где Sном.т – номинальная мощность каждого из трансформаторов, кВ*А;
Uном – номинальное напряжение; 110 кВ.
Для параллельно работающих линий, питающих ЗРУ-10кВ в качестве расчетного тока принят ток послеаварийного режима, когда одна питаю-щая линия вышла из строя. Расчетный ток для этого случая определим по величине расчетной мощности:
(4.15)
где S.р – полная расчетная мощность электродвигателей, кВ*А;
Uном – номинальное напряжение, 10кВ.
Результаты расчета сведены в табл. 4.6.
Таблица 4.6
Выбор сечений и марки кабелей
|
Наименование потребителей |
Основной электродвигатель |
Подпорный электродвигатель |
ЗРУ-10 кВ |
Трансформатор ТМ 10000/35 |
|
Расчетная мощность, кВт |
2500 |
800 |
7260 |
25000 |
|
Номинальный ток, А |
152,74 |
51,151 |
419,16 |
164,9 |
|
Длительно допустимый ток, А |
270 |
60 |
740 |
300 |
|
Сечение жилы кабеля, мм2 |
185 |
16 |
480 |
150 |
|
Принятая марка кабеля |
СБ2лГ 3х120 |
СБ2лГ 3х95 |
ШАТ 80х6 |
АС-70 |
Условие выбора сечения жил кабеля по допустимому нагреву при нормальных условиях прокладки: номинальный ток должен быть меньше либо равен допустимому току.
. (4.16)
Проанализировав данные табл. 4.2 можно сделать вывод, что выбранные сечения удовлетворяют нашим условиям.
4.2 Выбор ячеек КРУ
В качестве распределительного устройства 10 кВ применим закрытое распределительное устройство (ЗРУ). ЗРУ состоит из отдельных ячеек различного назначения.
Для комплектования ЗРУ-10 кВ выберем малогабаритные ячейки КРУ серии К-104 Кушвинского электромеханического завода. Данные ячейки отвечают современным требованиям эксплуатации, имеют двухсторонний коридор обслуживания, выкатные тележки с вакуумными выключателями, безопасный доступ к любому элементу КРУ. Релейный и кабельный отсеки отделены от отсека коммутационных аппаратов металлическими перегородками, все коммутации производятся только при закрытой наружной двери, имеются функциональные блокировки.
В состав КРУ серии К-104 входят вакуумные выключатели с электромагнитным приводом, трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, предохранители, разъединитель с заземляющими ножами, релейный шкаф с аппаратурой, клапаны сброса давления в сочетании с датчиками дуговой защиты.
КРУ серии К-104 предназначены для установки в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственного регулирования климатических условий. Обслуживающая среда должна быть невзрывоопасной, не содержать агрессивных газов и испарений, химических отложений, не насыщенной токопроводящей пылью и водяными парами.
4.3. Выбор шин
В качестве сборных шин выбираем алюминиевые шины прямоугольного сечения размером 80х6 мм. Длительно допустимый ток при одной полосе на фазу составляет Iдоп = 740А. Условие выбора:
; (4.3.50)
Проверим шины на электродинамическую стойкость к токам КЗ.
Шину, закрепленную на изоляторах можно рассматривать как многопролетную балку.
Наибольшее напряжение в металле при изгибе:
, (4.3.51)
где М – изгибающий момент, создаваемый ударным током КЗ, Н×м;
W – момент сопротивления, м3.
Изгибающий момент для равномерно нагруженной многопролетной балки равен:
, (4.3.52)
где F-сила взаимодействия между проводниками при протекании по ним ударного тока КЗ, Н;
– расстояние между опорными изоляторами,
, (4.3.53)
где – расстояние между токоведущими шинами, = 0,35 м;
– коэффициент формы, =1,1.
Момент сопротивления:
, (4.3.54)
где b,h – соответственно узкая и широкая стороны шины, м.
Тогда наибольшее напряжение в металле при изгибе:
Допустимое напряжение при изгибе для алюминиевых шин 70 МПа.
Следовательно выбранные шины удовлетворяют условиям электродинамической стойкости.
Для проверки возможности возникновения механического резонанса в шинах определим частоту свободных колебаний шин:
(4.3.55)
где – пролет шины, =1,1 м;
– модуль упругости материала шин, для алюминия =7,2×1010 Н/м2;
– масса единицы длины шины, = 0,666 кг/м;
– момент инерции сечения шин относительно оси изгиба.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
