Проектирование подстанции систем электроснабжения города 220/35/10

     - длина линии, км;

     - базисное напряжение сети  СН, кВ.

    

    Сопротивление обмоток трансформатора:

;    (26)

;    (27)

,    (28)

где , , - сопротивление обмоток трансформатора, о.е.;

, , - напряжения КЗ обмоток трансформатора, %;

- базисная мощность системы,  МВА;

- номинальная мощность трансформатора, МВА. 

    Параметры нагрузки трансформатора:

    Сопротивление нагрузки определяем по формуле:

,      (29)

где - максимальная мощность сети нагрузки, МВА;

= 0,35 – сопротивление нагрузки, о. е.

    

    ЭДС нагрузки принимаем равной:

     (30)

    Упрощаем  схему замещения.  

    

    Рисунок 7 - Упрощенная схема замещения. 

    Параметры упрощенной схемы замещения:

    Общее сопротивление системы и линий ВН по формуле:

.     (31)

    Общее сопротивление нагрузки НГ1  и  линий СН по формуле:

.   (32)

    Общее сопротивление обмоток ВН:

.      (33)

    Общее сопротивление обмоток НН:

.      (34)

    5.2   Расчет тока КЗ на шинах ВН

    

    Рисунок 8 -  Расчет тока КЗ на шинах ВН.

    Результирующее  сопротивление рисунка 8б по формуле:

.    (35)

    Результирующее  ЭДС рисунка 8б по формуле:

.    (36)

    Результирующее  сопротивление рисунка 8в по формуле:

.      (37)

    Результирующее  ЭДС рисунка 8в по формуле:

.     (38)

    Значение  периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени по формуле:

,     (39)

где - базисный ток в месте КЗ.

    

.

    Постоянная  времени и ударный коэффициент:   Т_а = 0.02,   К_уд = 1,608 [3].

    Ударный ток в точке КЗ:

.     (40)

    

    5.3  Расчет токов КЗ на шинах СН 

    

    Рисунок 9 - Расчет тока КЗ на шинах СН.

    Результирующее  сопротивление по формуле:

  (41)

.    (42)

    Результирующее  ЭДС по формуле:

    Значение  периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени по формуле (39):   

    

.

    Постоянная  времени и ударный коэффициент:  Т_а = 0.02,    К_уд = 1,608 [3].

    Ударный ток  в точке К2 по формуле (40):

    

. 

    5.4  Расчет токов КЗ  на шинах НН 

    

    Рисунок 10 - Расчет тока КЗ на шинах НН.

    Результирующее  сопротивление рисунка 10б по формуле:

.    (43)

    Результирующее  ЭДС рисунка 10б по формуле:

.    (44)

.

    Результирующее  сопротивление рисунка 10в по формуле:

.     (45)

.

    Результирующее  ЭДС рисунка 10в по формуле:

.    (46)

    

    Значение  периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени по формуле (39):

    

.

    Постоянная  времени и ударный коэффициент:   Т_а = 0,02, К_уд = 1,608  [3].

    Ударный ток  в точке К3 по формуле (40):

    

.

 

     6. РАСЧЕТ КАБЕЛЬНОЙ СЕТИ НИЗШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ 

    По  суточному графику потребления  мощности по сети  НН рисунка 2 определяется время максимальных потерь по формуле (17):

    

.

    Для кабелей с бумажной изоляцией  экономическая плотность тока j_эк=1.2 А/мм² [3].

    6.1  Выбор кабеля для потребителей РП3

 

    Распределительный пункт РП3 соединен с РУ двумя  кабельными линиями. Поэтому при  расчете в знаменатель формулы  дополнительно ставится число два.

    Ток нормального рабочего режима кабелей  РП3 по формуле:

.    (47)

    

.

    Наибольший  рабочий ток при отключении одной  из линий:

.     (48)

    

.

    Экономическое сечение по формуле (19):

    

.

    Предварительно  принимаем кабель марки АСП-3´70. Допустимая токовая нагрузка А [3].

    Проверка  по условию:

,    (49)

    где K_ап = 1.2 – коэффициент зависящий от нагрузки в нормальном режиме и продолжительности перегрузки;

    K_υ  = 1 – поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;

    K_N = 0,9 – поправочный коэффициент на количество работающих кабелей лежащих в земле;

    K_U = 1 – поправочный коэффициент для кабелей работающих при неноминальном напряжении.

    Проверяется условие:          

    Принимаем кабель.

    6.2  Выбор кабеля для потребителей РП1 и РП2

 

    Запитка  потребителей РП1 и РП2, в нормальном режиме по одному кабелю, в аварийном - через кабельную перемычку между  РП1 и РП2. Суммарная нагрузка обоих  РП – 6МВт.

    По  формуле (47) определяется ток нормального рабочего режима:

    

.

    Ток аварийного режима при возникновении  неисправности в запиточном кабеле одного из РП определяется по формуле (48):

    

.

    Выбираем  для прокладки в земле два  кабеля АСП-3´95. Суммарный допустимый ток параллельно включенных кабелей составляет 2´205=410А.

    Проверяется условие (49):         

    Кабель  подходит. 
 

    6.3  Определение термической стойкости кабеля

,    (50)

где - ток термической стойкости, А;

- коэффициент термической стойкости,  ;

- сечение кабеля, мм²;

- время отключения выключателя,  с;

- время срабатывания релейной защиты, с;

- постоянная времени, с.

    Для выключателя ВВТП-10 время отключения составляет 0,05 сек. Время срабатывания релейной защиты 0,7 сек. Коэффициент  термической стойкости для кабелей  с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами равен  [2]. Постоянная времени равна 0,05.

    Для кабеля АСП-3´70:

    

.

    Требуется установка линейного реактора, т.к. ток термической стойкости меньше  тока КЗ. 

    6.4  Выбор линейных реакторов 

    По  каждой ветви в сдвоенном реакторе протекает номинальный рабочий  ток по формуле (47):

    

    

    Предварительно  выбираем реактор РБСНГ-10-2·1000-0,56 [3].

    Определяем  требуемое сопротивление цепи по формуле:

.     (51)

    

.

    Результирующее  сопротивление цепи до реактора:

.     (52)

    

.

    Сопротивление реактора по формуле:

    (53)

    

.

    Окончательно выбираем реактор РБСНГ-10-2·1000-0.56, с номинальными параметрами: x_р=0.56 Ом,  К_св=0.41,  I_дин=24кА,  I_терм=9.45кА,  t_т= 8с.

    Значение  тока КЗ на шинах РП:

,    (54)

где - результирующее сопротивление с установленным реактором, Ом.

    

.

    Проверка  по электродинамической стойкости  по формуле (42):

    

.

    Проверка  на термическую стойкость:

    Тепловой  импульс по формуле: