кВАр;
По рассчитанной мощности выбираем ТСН типа: ТМ –160/27,5 – 74 У1.
Технические характеристики трансформатора ТМ – 160/27,5 – 74 У1.
Таблица № 6
|
Тип трансформатора |
Номинальное напряжение обмоток , кВ |
Потери, кВт |
uК, % |
IХ,% |
Схема и группа соединения обмоток |
||
|
ВН |
НН |
РХ |
РК |
||||
|
ТМ –160/27,5 – 74 У1 |
27,5 |
0,4 |
0,66 |
2,65 |
6,5 |
2,4 |
Y/Y0-0 |
2.6 Схемы питания потребителей собственных нужд
Питание потребителей собственных нужд переменного тока осуществляется от системы сборных шин 380/220 В. В качестве резервного источника электроэнергии собственных нужд переменного тока используют дизель – генератор.
Рис.3. Принципиальная схема питания СН переменного тока открытой части тяговой подстанции: фидеры: 1 и 10 – шкафа СН в здании подстанции; 2 – обдува понижающих трансформаторов; 3 – ВЛСЦБ; 4 – освещения камер 10 кВ и СЦБ; 5 – резервный; 6 – освещения открытой части подстанции; 7 – передвижного масляного хозяйства; 8 – питания дистанций контактной сети; 9 – подогрева элегаза и приводов высоковольтных выключателей и ячеек КРУН.
Рис.4. Принципиальная схема питания СН переменного тока закрытой части тяговой подстанции: фидеры: 1 – сверлильного и наждачного станков; 2 – электрических печей щитовой и подсобных помещений; 3 – электрических печей; 4 – насоса откачки воды из баков для слива масла; 5 – питания двигателей вентиляторов машинного зала; 6,7 и 8 – питания соответственно пульта дистанционного управления разъединителями контактной сети, стоек телемеханики и автоматики; 9 – питания подзарядных устройств; 10 – калориферов и вентиляторов помещения аккумуляторной батареи; 11 – освещения здания тяговой подстанции; 12 – электрических печей помещения дизель – генератора; 13 – вентиляторов помещения дизель – генератора. Вводы: I и III – фидеров СН от ТСН на открытой части тяговой подстанции; II – резервный от дизель – генератора
Рис.5. Принципиальная схема питания СН постоянного тока. Цепи питания: 1 – приводов высоковольтных выключателей; 2 – устройств управления и сигнализации; 3 – аварийного освещения; 4 – унифицированного преобразователя напряжения устройств автоматики и телемеханики.
2.7 Расчёт токов короткого замыкания в цепях собственных нужд
При расчёте необходимо учесть особенности:
Учитываем активное и реактивное сопротивление цепи КЗ;
Расчёт сопротивлений выполняем в именованных единицах (Ом, мОм);
Определяем конкретные значения времени затухания апериодической составляющей тока
Расчёт периодической составляющей тока КЗ ведется по закону Ома;
Необходимость учёта сопротивлений всех элементов цепи КЗ.
Составим расчётную схему цепей собственных нужд:
Рис. 9.
Составляем схему замещения
Рис. 10.
Преобразуем схему замещения.
Рис. 11.
Найдём максимально рабочий ток во вторичной обмотке трансформатора собственных нужд:
где: кпер – коэффициент перегрузки трансформатора, равный 1,5;
SнТСН – номинальная мощность трансформатора собственных нужд, кВА;
Ucр – среднее напряжение вторичной обмотки ТСН, равное 0,38 кВ.
Найдём сопротивление ТСН:
где: uк – напряжение короткого замыкания ТСН, %;
- номинальное напряжение вторичной обмотки ТСН, кВ;
- номинальная мощность ТСН, кВА.
Найдём сопротивление трансформатора тока:
ТК – 20 – 400/5
rтт = 0,11 Ом
хтт = 0,17 Ом
Найдём сопротивление автоматического выключателя:
А3790С – 400
rАВ = 0,15 Ом
хАВ = 0,1 Ом
Найдём сопротивление материала кабеля:
где: - удельное сопротивление материала кабеля;
;
- длина кабеля, равная 50м;
- сечение кабеля, мм2.
ААГУ-3´185 = 185 мм2
В качестве четвёртой жилы используем алюминиевую оболочку кабеля [9].
380 > 365 А
где: х0 – 0,0602 [2]
Найдём сопротивление рубильника:
РПЦ – 32 – 400
rр = 0,2 мОм
Найдём сопротивление системы:
где: - среднее напряжение; =0.4 кВ.
- мощность короткого замыкания на шинах, от которых питается ТСН, кВА.
Определяем суммарное активное и реактивное сопротивления:
мОм;
мОм;
мОм;
мОм;
мОм;
мОм;
мОм;
мОм.
Найдём периодическую составляющую:
где: z – полное сопротивление цепи короткого замыкания Ом;
Для определения ударного тока и апериодической составляющей тока короткого замыкания определим постоянную времени затухания апериодической составляющей по формуле:
где: результирующее реактивное и активное сопротивление цепи короткого замыкания;
рад/с.
Определим ударный коэффициент:
Апериодическую составляющую тока короткого замыкания определим по формуле:
кА.
Определим ударный ток короткого замыкания.
,
где: - ударный коэффициент.
кА;
Определим полный ток короткого замыкания по формуле:
кА.
Глава 3. Проверка токоведущих частей, изоляторов и аппаратуры по результатам расчета токов короткого замыкания
3.1 Расчёт величины теплового импульса для всех РУ
Для проверки аппаратуры и токоведущих частей выполняется расчёт величины теплового импульса для всех РУ по выражению:
кА2×с
где - начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания;
- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания,
.
где - время срабатывания релейной защиты рассматриваемой цепи;
- полное время отключения выключателя.
Результаты расчета оформим в виде таблицы:
Таблица № 7
|
|
U, кВ |
tа, с |
tпв, с |
tрз, с |
tотк, с |
In, кА |
, кА2с |
|
|
вводы |
110 |
0,02 |
0,055 |
2,0 |
2,055 |
1,388 |
1,3882(2,055+0,02) |
3,998 |
|
2х27,5 |
0,02 |
0,065 |
1,0 |
1,065 |
2,705 |
2,7052(1,065+0,02) |
7,939 |
|
|
10 |
0,03 |
0,025 |
1,0 |
1,025 |
5,433 |
5,4332(1,025+0,03) |
31,141 |
|
|
фидеры |
2х27,5 |
0,02 |
0,065 |
0,5 |
0,565 |
2,705 |
2,7052(0,565+0,02) |
4,280 |
|
10 |
0,03 |
0,025 |
0,5 |
0,525 |
5,433 |
5,4332(0,525+0,03) |
16,382 |
3.2 Проверка шин и токоведущих элементов
Шины открытых РУ 110 кВ и 2х27,5 кВ выполняют сталеалюминевыми гибкими проводами марки АС.
Проверка гибких шин РУ – 110 кВ и РУ 2х27,5 кВ.
Проверка на термическую стойкость выполняется по формуле:
где: - минимальное сечение, термическое устойчивое при КЗ, мм2
Минимальное сечение, при котором протекание тока КЗ не вызывает нагрев проводника выше допустимой температуры:
где: - величина теплового импульса;
С – константа, значение которой для алюминиевых шин равно 90, .
Проверка по условию отсутствия коронирования
где: E0 – максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля, при котором возникает разряд в виде короны, кВ/см,
где: m – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов m = 0.82);
rпр – радиус провода, см.
E – напряжённость электрического поля около поверхности провода, кВ/см,
где U – линейное напряжение, кВ;
Dср – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.
При горизонтальном расположении фаз .
Здесь D – расстояние между соседними фазами, см. Для сборных шин приняты расстояния между проводами разных фаз –1,6 и 3,0 м для напряжений 35 и 110 кВ соответственно.
Вводы и перемычка ТП (110 кВ), тип шин АС – 700 [4] по термической стойкости:
700мм2 > 22,217мм2
по условию отсутствия коронирования
