Курсовая работа: Расчеты, связанные с аппаратурой в энергосистеме

Маркировка разъединителей: Р – разъединитель; Н – наружной установки; Д – двухколонковый или вертикально-поворотный; З – с заземляющими ножами. Числа после точек означают количество заземляющих ножей. Числа перед дробной чертой и за ней означают соответственно номинальное напряжение, кВ, и номинальный ток, А. Климатическое исполнение: УХЛ – для районов с умеренно-холодным климатом. Категория размещения: 1 – на открытом воздухе.

Предохранители

Предохранители на напряжение свыше 1000 В используют для защиты трансформаторов напряжения (ТН) в РУ-10 кВ. При этом применяют предохранители типа ПКН, ПК и ПКТ (трубчатые с кварцевым заполнителем).

Предохранители выбирают:

- по номинальному напряжению кВ:

- по номинальному току А:

Выбираем предохранитель марки: ПКН 001-10 У3.

Маркировка предохранителей: П – предохранитель; К – кварцевый; Т – для защиты силовых трансформаторов и линий; Н – для трансформаторов напряжения; цифры после букв: первая – наличие ударного устройства (1) или его отсутствие (0), вторая и третья – конструкция контактов, в которых установлен патрон предохранителя. Число после дефиса – номинальное напряжение, кВ. Климатическое исполнение: У – для районов с умеренным климатом. Категория размещения: 3 – в закрытом помещении с естественной вентиляцией.

Выбор измерительных трансформаторов

Выбор объёма измерений

Контрольно-измерительные приборы устанавливаются для контроля электрических параметров в схеме подстанции и расчётов за электроэнергию, потребляемую и отпускаемую ТП.

1. Измерение тока выполняется на вводах силовых трансформаторов со стороны всех ступеней напряжения; на всех питающих и отходящих линиях, фидерах контактной сети, ТСН (по вводу НН).

2. Учёт активной и реактивной энергии с помощью счётчиков выполняется на вводах низкого напряжения понизительных, тяговых трансформаторов, фидерах потребителей, ТСН (счётчик активной энергии устанавливается по вводу НН).

При выборе трансформаторов тока (ТТ) необходимо учитывать его назначение – для присоединения каких видов защит и измерительных приборов предназначен ТТ.

Класс точности ТТ должен соответствовать его назначению. ТТ класса 0,5 применяют для присоединения расчётных счётчиков (класс точности этих счётчиков на подстанции обычно 2,0), класса точности 1 – для присоединения приборов технического учёта , класса 3(Р) или 10–для присоединения релейной защиты.

В РУ-110 кВ устанавливаем амперметр Э377, реле максимального тока РТ-40/100, реле времени РВМ-12. В РУ-2×25, и 10 кВ устанавливаем амперметр Э377, реле максимального тока РТ-40, реле времени РВМ-12. На фидере к/сети к ТТ присоединяют: Э377; РТ-40/50; РВМ-12; УЭЗФ и ОМП.

При выборе трансформаторов напряжения (ТН) конструкция и схема соединения обмоток должны соответствовать назначению трансформатора, которые могут быть одно- или трехфазными. Последние применяют при напряжении 6 (10) кВ, а однофазные – при любых напряжениях.

При необходимости обеспечивать контроль изоляции электроустановки применяют трехобмоточные трансформаторы.

Необходимый класс точности ТН зависит от его назначения и выбирается по тем же соображениям, что и для трансформаторов тока. Потерю мощности в соединительных проводах обычно не учитывают.

Для упрощения расчетов нагрузку однофазных ТН, соединённых в трехфазную группу, можно вычислить, не разделяя ее по фазам, так же как для трехфазных трансформаторов. К ТН обычно подключают вольтметр (Э378) для измерения напряжения на шинах РУ, счетчики электрической энергии, комплекты реле для контроля напряжения между всеми фазами РУ, при необходимости – обмотки реле мощности, некоторых типов реле времени, реле частоты. На тяговых подстанциях переменного тока к ТН присоединяют, помимо измерительных приборов и реле напряжения, электронные реле защиты фидеров контактной сети и определители места к.з. на контактной сети. Если вторичная нагрузка S2 превышает номинальную мощность трансформатора S2ном в требуемом классе точности, следует установить дополнительно трансформатор напряжения и присоединить к нему часть приборов.

Выбор трансформаторов тока

Рисунок 4. Схемы соединения трансформаторов тока с приборами

Выбор ТТ выполняем:

- по напряжению установки (2.3.1.1);

- по номинальному току первичной обмотки:

где I1ном – номинальный ток первичной обмотки ТТ, А; его значение должно быть как можно ближе к значению Iраб max , так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешности измерения.

- по виду установки: внутренняя или наружная;

- по классу точности: при питании расчётных счётчиков – 0,5; щитовых приборов и контрольных счётчиков – 1; релейной защиты – 10(Р).

Выбор ТТ сводим в таблицу 18.

Маркировка ТТ: Т – трансформатор тока; В – встроенный; К – для КРУ; П - проходной; Л – с литой изоляцией. Числа после букв – номинальное напряжение, кВ; римская цифра – вариант конструктивного исполнения; в числителе – номинальный ток, А, в знаменателе – номинальный вторичный ток, А. Буква после чисел: У – для работы в районах умеренного климата. Последняя цифра: 2 – для работы в помещениях со свободным доступом наружного воздуха; 3 – для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

Таблица 18. Выбор ТТ

Выбор трансформаторов напряжения

Выбор ТН выполняем:

- по напряжению установки (2.3.1.1);

- по конструкции и схеме соединения обмоток (в соответствии с измерительными приборами и реле, присоединёнными к ТН);

- по классу точности: при питании расчётных счётчиков – 0,5; щитовых приборов, контрольных счётчиков и реле – 1; 3.

Выбор ТН сводим в таблицу 19.

Маркировка ТН: Н – трансформатор напряжения; О – однофазный; М- с естественным масляным охлаждением; Г – с газовой изоляцией; З – заземляемый с одним заземляющим вводом обмотки высшего напряжения. Числа после букв: после первого дефиса – класс напряжения, кВ, после второго – год разработки конструкции. Буква после чисел: У – для работы в районах умеренного климата.

Последняя цифра: 1 – для работы на открытом воздухе; 3 – для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

Таблица 19. Выбор ТН.

Выбор устройств защиты от перенапряжений

Здания и РУ подстанции защищаются от прямых ударов молнии и от волн перенапряжения, набегающих с линии, а также от коммутационных перенапряжений. Защита от прямых ударов молнии открытых подстанций и ОРУ напряжением 20-500 кВ выполняется молниеотводами, установленными на конструкциях открытых распределительных устройств или отдельно.

Защита от волн перенапряжений, набегающих по воздушным линиям, может выполняться тросовыми молниеотводами, кабельными вставками и разрядниками. Для РУ напряжением 10 кВ и выше, к которым присоединены воздушные линии, должны быть предусмотрены вентильные разрядники или ограничители перенапряжений (ОПН). Вентильные разрядники (ОПН) должны быть установлены без коммутационных аппаратов в цепи между защищаемыми трансформаторами и разрядниками.

Вид защищаемого оборудования влияет на серию устанавливаемого разрядника в связи с тем , что разные виды оборудования имеют различные уровни изоляции. Для защиты РУ переменного тока подстанции используют вентильные разрядники соответствующих напряжений: ТВС-220, РВМГ-220, РВС-110, РВС-35, РВО-10. Для защиты РУ тягового напряжения применяют для подстанций постоянного тока – РВКУ-3,3, устанавливаемые на выводах всех фидеров контактной сети, и РВПК-3,3, присоединяемых к шинам РУ 3,3 кВ. Для защиты от перенапряжений выпрямительных агрегатов на вторичной стороне преобразовательного трансформатора устанавливают разрядники.

В ряде случаев, определяемых ПУЭ, на вводах подстанции, на отходящих воздушных линиях, в том числе на фидерах контактной сети переменного тока и на линиях ДПР, устанавливают трубчатые разрядники.

В курсовом проекте для всех РУ выбираем ОПН.

ОПН выбирают: - по напряжению установки (2.3.1.1)

Выбор ОПН сводим в таблицу 20.

Таблица 20. Выбор ОПН

Расчёт токов короткого замыкания

При проектировании любой электроустановки необходим расчёт токов короткого замыкания, так как на основании его результатов производится проверка выбранного оборудования, аппаратуры, токоведущих частей и расчёт релейных защит. Расчётным режимом для проверки аппаратуры и токоведущих частей ТП является режим трёхфазного к.з..

Расчётная схема тяговой подстанции

Составляем расчётную схему цепи к.з.. Для этого заданную схему внешнего электроснабжения дополняют схемой ТП, на которой указывают понижающие трансформаторы, преобразовательные агрегаты и шины всех РУ. Схему составляем для максимального расчётного режима, т.е. учитываем параллельную работу понижающих трансформаторов.

Рисунок 5. Расчётная схема ТП

Электрическая схема замещения

По расчётной схеме составляется электрическая схема замещения (рис.6), на которой все элементы представляются в виде сопротивлений. Сопротивления схемы замещения считаются чисто индуктивными, т.к. в высоковольтных цепях активные сопротивления много меньше индуктивных.

Рисунок 6. Электрическая схема замещения

Выполняем расчёт каждого из сопротивлений схемы замещения. Преобразовываем схему замещения цепи к.з. до состояния: от каждого источника до места к.з. одно результирующее сопротивление.

По расчётной рисунок и электрической схемах замещения (рис.6) находим относительные сопротивления энергосистемы до шин подстанции:

где Sб – базисная мощность, МВА;

Sкз1,2 – мощность трёхфазного к.з. каждой системы, МВА.

Расчёт относительного сопротивления энергосистемы до шин подстанции.

Относительные сопротивления линий:

где x0 – активное сопротивление 1 км линии, Ом/км;

l‘1,2 – длина каждой линии, км;

Uср – среднее напряжение в месте установки данного элемента, кВ.

Длина линий:

l2=l14(3.3.4)

Расчёт длины каждой линии, км:

Расчёт относительных сопротивлений линий, о.е.:

Расчётные значения напряжения к.з. обмоток трансформаторов:

где uкВ-С, uкВ-Н, uкС-Н – напряжения к.з. для каждой пары обмоток силового трансформатора, %.

Расчёт значений напряжений к.з. обмоток силового трансформатора, %:

Относительные сопротивления обмоток силового и районного трансформаторов:

,(3.3.12)

где Sн тр – номинальная мощность трансформатора, МВА; uк – напряжение к.з. для обмотки районного трансформатора, %. Расчёт относительных сопротивлений обмоток силового и районного трансформатора, о.е.:

Расчёт эквивалентного сопротивления до точки К-1 , о.е.:

,(3.3.14)

 (3.3.15)

 (3.3.16)

Расчёт эквивалентного сопротивления до точки К-2 , о.е.:

, (3.3.17)

, (3.3.18)

, (3.3.19)

, (3.3.20)

 (3.3.21)

При условии, что э.д.с. источников одинаковы по значению и фазе, сопротивление X*б6 линии, соединяющей оба источника, можно исключить, т.к. ток по нему не протекает.

, (3.3.22)

Расчёт эквивалентного сопротивления до точки К-3 , о.е.:

При условии, что э.д.с. источников одинаковы по значению и фазе, сопротивление X*б12 линии, соединяющей оба источника, можно исключить, т.к. ток по нему не протекает.

, (3.3.23)

, (3.3.23)

, (3.3.25)

, (3.3.26)

, (3.3.30)

Схема замещения для расчёта эквивалентного сопротивления до точки КЗ.

Расчёт токов короткого замыкания на шинах РУ

Расчёт токов к.з. на шинах 110 кВ.

Удалённость точки к.з. по величине расчётного сопротивления:

где X *рез1,2 – результирующее сопротивление от источника до места к.з. (X *рез1= X *б1; X *рез2= =X *б2);

Sc1,2 – мощность системы, МВА.

Расчёт удалённости точки к.з. для источников, о.е.:

По удалённости точки к.з. выбираем каким методом необходимо определять величины тока к.з.:

Действующее значение периодической составляющей 3-х фазного тока удалённого к.з. с помощью приближённого метода:

Расчёт периодической составляющей, кА:

Номинальный ток источника:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5