Курсовая работа (т): Подстанция ВЛ-110 кВ

5.4 Определение наиболее экономичного варианта

Определяем наиболее экономичный вариант по формуле

Где  - вариант с наибольшими затратами.

Дальнейший расчет ведем по первому варианту, т. к. он экономичнее второго на 40%.

6. СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ СОБСТВЕННЫХ НУЖД

Согласно [7], пункт 2.8, выбираем на проектируемой ПС постоянный оперативный ток. Источником постоянного оперативного тока служит аккумуляторная батарея. Согласно, пункту 2.4 на проектируемой ПС устанавливается одна аккумуляторная батарея 220 В. Батареи, согласно пункту 2.6, работают в режиме постоянного подзаряда от выпрямительных устройств.

На всех ПС необходимо устанавливать не менее двух трансформаторов СН. От сети СН ПС должны предусматривать присоединение трансформаторов СН к разным источникам питания на стороне НН. Трансформаторы СН должны работать раздельно с АВР.

6.1 Таблица СН

При составлении таблицы, учитываем, что для осветительной нагрузки и подогрева cosj = 1, а для двигательной нагрузки cosj = 0.85.

Таблица. 3 Перечень нагрузок на собственные нужды

Формулы для расчета:

Т.о., расчетная нагрузка:

Летом        

Зимой       

Согласно НТП на всех подстанциях необходимо устанавливать не менее двух ТСН-ов. Мощность каждого с низкой стороны 0,4 кВ должна быть не более 630кВА для подстанции с ВН 110В.

Положим, что подстанция с постоянным дежурством, значит можно допустить перегрузку одного трансформатора на 30% в течении 2 часов после аварийного отключения, тогда:

При двух ТСН-ах в нормальном режиме каждый загружен на 50-60%, а при отключении одного второй перегружен не более чем на 30%. В этом случае применяется принцип неявного резерва.

Расчетной нагрузкой является зимняя:

Тогда мощность каждого трансформатора выбираем по условию:

Выбираем два трансформатора ТСЗ-400/10.

Определим нагрузку трансформаторов в ремонтном режиме:

Аварийная нагрузка с применением:

). Аварийной вентиляции

). Ремонтная нагрузка (сварочный аппарат)

Всего

Проверим выбранный трансформатор нагрузку в ремонтном режиме:

Трансформатор ТСЗ:

Т - трехфазный

С - для систем собственных нужд

З - защитное исполнение

Так как тип оперативного тока - постоянный, схема питания СН будет такой:

Рис.6.1 Схема питания собственных нужд

7. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Коротким замыканием (КЗ) называется нарушение нормальной работы электрической установки, вызванное замыканием фаз между собой, а также замыканием фаз на землю в сетях с глухозаземленными нейтралями.

Причинами КЗ обычно являются нарушения изоляции, вызванные её механическими повреждениями, старением, набросами посторонних тел на провода линий электропередачи, проездом под линиями негабаритных механизмов, прямыми ударами молнии, перенапряжениями, неудовлетворительным уходом за оборудованием. Часто причиной повреждений в электроустановках, сопровождающихся короткими замыканиями, являются неправильные действия обслуживающего персонала.

При КЗ токи в поврежденных фазах увеличиваются в несколько раз по сравнению с их нормальным значением, а напряжения снижаются, особенно вблизи места повреждения.

Протекание больших токов КЗ вызывает повышенный нагрев проводников, а это ведет к увеличению потерь электроэнергии, ускоряет и разрушение изоляции, может привести к потере механической прочности токоведущих частей и электрических аппаратов.

При расчёте токов короткого замыкания принимают ряд допущений, не вносящих существенных погрешностей в расчёты, к ним относятся:

) отсутствие качаний генераторов;

) линейность всех элементов схемы (не учитывается насыщение магнитных систем);

) приближённый учёт нагрузок (все нагрузки представляются в виде постоянных по величине индуктивных сопротивлений);

) пренебрежение активными сопротивлениями элементов схемы при расчёте токов короткого замыкания и учёт активных сопротивлений только при определении степени затухания апериодических составляющих токов короткого замыкания;

) пренебрежение распределённой ёмкостью линий, за исключением случаев длинных линий и линий в сетях с малым током замыкания на землю;

) симметричность всех элементов системы, за исключением места короткого замыкания;

) пренебрежение током намагничивания трансформаторов.

7.1 Составление схемы замещения

Расчетная схема:

Используя расчетную схему, составим схему замещения:

.2 Расчет сопротивлений схемы замещения

Расчет сопротивлений будем производить в относительных единицах. За базовую мощность принимаем мощность Sб =1000 МВА .

Базисные напряжения на каждой ступени будут равны средним номинальным напряжениям тех же ступеней:

;;

7.2.1 Сопротивление энергосистемы

где - мощность энергосистемы, МВА

.2.2 Сопротивление линий электропередачи

.2.3 Сопротивление трансформаторов

где - относительное сопротивление обмотки трансформатора, от.ед.

Сопротивление трансформатора АТДЦТН-160000/220/110 и регулировочного трансформатора

7.3 Ток короткого замыкания в точке К1

Преобразование схемы относительно точки К1:

Для данной точки будет одна генерирующая ветвь системы С. При расчете не будем учитывать сопротивления х5-х10, т.к через эти сопротивления ток в точку к.з. не протекает.

Сопротивление генерирующей ветви:

Рисунок 7.3 - Преобразование схемы замещения относительно точки К1

Составляющие тока короткого замыкания в точке К1:

Периодическая составляющая тока короткого замыкания:

где - сверхпереходная относительная эдс, от.ед.;

- результирующее сопротивление генерирующей ветви, Ом,

Ударное значение тока короткого замыкания:

где - ударный коэффициент

Для системы, связанной со сборными шинами, где рассматривается КЗ, воздушными линиями напряжением, кВ:

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент разведения контактов выключателя:

где =0,1с - расчетное время, с;

Та- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, с

Периодическая составляющая в момент разведения контактов выключателя:

где - коэффициент определяющий во сколько раз изменяется периодическая составляющая после начала к.з.

Т.к. система является источником бесконечной мощности то

Таблица 7.3 (Составляющие тока короткого замыкания в т. К1)

7.4 Ток короткого замыкания в точке К2

Преобразование схемы относительно точки К2:

Для данной точки будет одна генерирующая ветвь системы С. При расчете не будем учитывать сопротивления х6,х9, т.к их сопротивления равны нулю и сопротивления х7,х10, т.к. через эти сопротивления ток в точку к.з. не протекает.

Рисунок 7.4 - Преобразование схемы замещения относительно точки К2 (секционный выключатель включен)

Составляющие тока короткого замыкания в точке К2:

Периодическая составляющая тока короткого замыкания:

Ударное значение тока короткого замыкания:

где - ударный коэффициент

Для системы, связанной со сборными шинами, где рассматривается КЗ, воздушными линиями напряжением, кВ:

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент разведения контактов выключателя:

где =0,1с - расчетное время, с;

Та- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, с

Периодическая составляющая в момент разведения контактов выключателя:

где - коэффициент определяющий во сколько раз изменяется периодическая составляющая после начала к.з.

Т.к. система является источником бесконечной мощности то

Таблица 7.4 (Составляющие тока короткого замыкания в т. К2)