Расчет токов короткого замыкания компоновка ГПП, РП, ЦТП

 

       2.5 Составление баланса реактивной мощности для внутризаводской схемы электроснабжения

Расчетная реактивная нагрузка в сетях 6-10 кВ промышленных предприятий Q_вбк определяется по формуле

            (45)

где   ∑Q_вк(тп) - суммарная реактивная мощность нагрузки на шинах 10 кВ с учетом потерь в    ТП;

∑Q_в/в - суммарная реактивная мощность высоковольтной нагрузки, без учета СД.

  Q_вбк = 188,76+2250+2⋅337,7-1277,6=1836,56 квар

Q_вбк =1836,56-2⋅2250 = - 2663,44 квар

        2.6 Расчет сети внутризаводского электроснабжения

        2.6.1 Уточнение схемы  электроснабжения  с учетом высоковольтной  нагрузки и расчет  сечений кабельных  линий

     Расчет  сечения кабельных линий выбирается по экономической плотности тока с последующей проверкой по длительно  допустимым токовым нагрузкам нормального  и аварийного режима и по термической  стойкости к токам КЗ.

Для расчета  сечений кабельных линий, соединяющих  ТП, необходимо знать рабочий максимальный ток, который протекает по рассматриваемому участку и определяется по формуле.

                  (46)

где S_м - полная мощность проходящая по рассматриваемому участку кабельной линии, кВА;

U_н  - напряжение на шинах РП, равное 10 кВ;

 n - количество кабелей в нормальном или аварийном режиме.

Расчета сечений кабельных линий, соединяющих  ТП:

            (47)

где j_эк =1,4 А/мм² – для алюминиевых кабелей;

ТП1: 
 

Принимается стандартное сечение  

ТП2: 
 

Принимается стандартное сечение  

ТП3: 
 

Принимается стандартное сечение 

ТП4: 
 
 

Производится  проверка кабеля при работе в аварийном  режиме, при котором должно соблюдаться  условие:

            (48)

где =1,25 – коэффициент перегрузки ; 

- коэффициент, учитывающий  количества кабелей  в траншее и  расстояние между ними;

ТП1: 

ТП2:

ТП3: 

ТП4: 

Таблица 10. Расчет нагрузок по участкам кабельных линий напряжением 10кВ

        2.7 Расчет токов короткого замыкания

     Проверка  правильности выбора аппаратов и  проводников напряжением 6-35кВ производится по току трехфазного короткого замыкания (к.з.), а напряжением 110 кВ и выше - по току трехфазного или однофазного к.з. Расчет токов к.з. производят в основных коммутационных узлах схемы электроснабжения. Для определения наибольшего возможного тока к.з. в каждом узле следует считать включенными все генераторы в системе, все трансформаторы и линии электропередачи (ЛЭП) подстанции.

Схема замещения для расчета токов  к.з.представлена на рисунке 1.

Расчет  токов к.з. осуществляется в относительных  единицах. Принимается за оазисные величины S₆ = 1200 MBA и среднее напряжение ступени с точками к.з.

U_б1=115кВ, U_б2=10,5 кВ.

Базисный  ток определяется по формуле: 

                  (49)

Тогда для ступеней напряжений:

 

Сопротивления элементов схемы замещения: - индуктивное  сопротивление ВЛ в о.е. приведенное  к базисной мощности:

            (50)

где Х_удвл =0,444 Ом/км - индуктивное сопротивление ВЛ 110 кВ.

-активная  сопротивление ВЛ в о.е. приведенное  к базисной мощности:

                  (51)

где r_удвл =0,428 Ом/км - активное сопротивление ВЛ 110 кВ.

-полная  сопротивление ВЛ в о.е. приведенное  к базисной мощности:

                  (52)

- трансформатор  мощностью 6,3МВА:

            (53)

                  (54)

- кабельные  линии: 

Расчет  для 16мм² : 
 

Расчет  для 25мм²: 
 

рисунок 1. Схема замещения  для расчета токов  к.з.

Расчет  токов к.з. для точки К1 

где - суммарное сопротивление до точки к.з. 

Суммарное сопротивление определяется по формуле: 

Определяем  ударный ток в точке К1:

 

где К_y – ударный коэффициент, принимаем 1,796.

Наибольшее  действующее значение ударного тока к.з. 

     При определении токов к.з. учитывается  подпитка от двигателей высокого напряжения: подпитку от синхронных двигателей учитывают  как в отключаемом токе к.з: подпитку от асинхронных двигателей – только в ударном токе к.з.

Сверхпереходный ток синхронного двигателя определяется выражению: 

где - сверхпереходная ЭДС;

-сверхпереходное  сопротивление двигателя  по продольной  оси; 
 

Для точки  К2: 
 

Расчет  токов к.з. для точки К4 

Суммарное сопротивление определяется по формуле: 
 
 

Определяем  ударный ток в точке К4:  

где К_y – ударный коэффициент, принимаем 1,796. 
 

           2.8 Компоновка ГПП, ЦТП

           2.8.1 Компоновка ЦТП

     Схема снабжения предприятия имеет  два РП. РП укомплектованы камерами шпа КСО-285. Все РП, включая РП ГПП, выполнены двухсекционными на напряжении 10 кВ. От РП ГПП запитаны РП1 и РП2. От РП1 запитаны ТП1, ТПЗ и ГП8. От РП2 запитаны ТП2, ТП4, ТП5, ТП6 и ТП7.

     На  каждой секции сборных шин РП установлены  трансформаторы напряжения, служащие для подключения измерительных  приборов учета, контроля электроэнергии и релейной защиты. 
 

     10.2. Компоновка ЦТП

     В проекте к установке предусматриваются  комплектные ТП предприятия Волготехкомплект»  с трансформаторами по 400 и 250 КВА. Тип - КТПГ-250/10, КТПГ-400/10.

     На  стороне 10 кВ установлены шкафы ввода  ШВВ-3 в которых установлены выключатели  нагрузки типа ВНМ, а так же силовые  предохранители типа ПКТ 101-10.

     На  стороне 0,4 кВ прием и распределение  энергии со шкафов ШНВ-ЗУЗ в которых  установлены выключатели ВА 55-43. Для секционирования шин 0,4 кВ применяются  шкафы типа ШНС-2 с секционными  выключателями ВА 55-41.

          2.8.2 Проверка аппаратов

          1 Проверка оборудования на стороне 110 кВ

     Результаты  расчетов и номинальные параметры  аппаратов я в таблицу 11. 
При проверке на термическую стойкость используется выражение: 
  (55)

=- время отключения короткого замыкания, с,

 t_p3max = 1 с - максимальное время действия релейной защиты,

 t_пв= 0,04 с - полное время отключения выключателя,

Т_а = 0,045 с - постоянная затухания апериодической составляющей тока КЗ.

 В_к = (7,9)² ⋅(1+0,04 + 0,045) = 67,715 кА²с^1/2

2 Проверка выключателей

     Результаты  расчета и номинальные параметры  выключателей сведены в таблицу 12.   - для ВВЭ-М-10-20:

t_пo = 0,04 с; τ= t_p3min + t_пo = 0,01+0,04 = 0,05 с;   β= 32%. 
    

 

В_к=(12,2)²(1+0,04+0,025) = 158,5 кА2⋅с^1/2