Дипломная работа: Проектирование системы электроснабжения авиационного завода

Рисунок 7.4

где Х13 = Х12 + Х3=0,049+0,65=0,699;

трехфазный ток КЗ:

- от системы

кА;

- двигателей

кА.

Суммарный ток:

кА;

Мощность КЗ:

МВА;

Ударный ток:

кА;

Тепловой импульс тока КЗ:

ВК = I2по . (tоткл + Та) = 8,262 . (1,57 + 0,15) = 117,4 кА2 . с.

в) Расчет трехфазного тока КЗ в точке К3:

Преобразуем схему замещения к виду:

где трехфазный ток КЗ в точке К3:

- от системы и двигателей

- двигателя

кА.

Суммарный ток:

кА;

Мощность КЗ:

МВА.

Ударный ток:

кА;

Тепловой импульс:

ВК = I2по . (tоткл + Та) =8,222 . (0,57 + 0,15) = 48,6 кА2 . с;

г) Расчет трехфазного тока в точке К4:

Схема замещения принимает вид:

где трехфазный ток КЗ:

- от системы и двигателей

Мощность КЗ:

МВА;

Ударный ток КЗ:

кА,

Тепловой импульс:

ВК = I2по . (tоткл + Та) = 8,22 . (0,57 + 0,15) = 48,4 кА2 . с.

Таблица 7.1 - Результаты расчетов токов КЗ

8 Выбор аппаратов и проводников проектируемой сети

8.1 Выбор сечения ВЛ 110кВ

Для воздушной линии (ВЛ) выбираем сталеалюминевые провода - АС. Их механическая прочность выше, чем алюминиевых.

Выбор сечения проводов ВЛ - 110 кВ питающей трансформаторы ГПП осуществляется по четырем критериям:

- по нагреву;

- по экономической плотности тока;

- по условию короны;

по механической прочности.

1) Выбор сечения ВЛ по нагреву:

Iр лэп I дд (8.1)

где Iр лэп - расчетный ток ЛЭП с учетом перегрузки трансформатора, А;

, (8.2)

где Кпер=1,4 - коэффициент перегрузки, о.е.;

Sт.ном - номинальная мощность трансформатора, кВА.

А.

Выбираем ближайшее сечение по длительно допустимому току:

F = 25 мм2; Iдд = 130 А;

130 А > 117,5 А

2) Выбор сечения проводов ЛЭП по экономической плотности тока:

Критерии выбора:

(8.3)

, (8.4)

где Iнорм - ток линии в нормальном режиме работы, А;

Кзт = 0,7 - коэффициент загрузки трансформатора, о. е;

jэк = f (Тм) - экономическая плотность тока в зависимости от числа использования максимума нагрузки. При Тм=3080 ч/год jэк=1,1 А/мм2.

А;

;

Ближайшее стандартное значение провода АС - 70 мм2

3) Выбор сечения ВЛ- 110 кВ по условию короны:

По [4] по условию короны минимальное сечение для ВЛ - 110 кВ

Fмин =70 мм2.

4) Выбор сечения ВЛ по механической прочности:

Fмин =35 мм2.

Поэтому окончательно выбираем сталеалюминевый провод марки АС(АС70/11) сечением 70 мм2 с Iдд =265 А.

8.2 Выбор оборудования ОРУ - 110 кВ

Для ОРУ - 110 необходимо выбрать:

Отделители;

Разъединители (в том числе заземлители нейтралей трансформаторов);

Трансформаторы тока;

Короткозамыкатели;

Ограничители перенапряжения (в том числе для нейтралей трансформаторов).

Для выбора аппаратов следует определить максимальные токи, которые могут протекать в сети.

Максимальный ток в цепях трансформаторов равен:

(8.5)

где kпер = 1.4 - коэффициент перегрузки трансформаторов (согласно ГОСТ 1429-85 трансформаторы не могут перегружаться более чем на 40% от номинальной мощности и не более чем на 5 суток).

Uном = 110кВ - номинальное напряжение питающей сети.

Ток ремонтной перемычки равен половине тока в цепях трансформаторов:

Imax.r =117,5/2 = 58,7 А

Разъединители применяются для отключения и включения цепей без тока и для создания видимого разрыва цепи в воздухе. Между силовым выключателем и разъединителем предусматриваются механическая и электромагнитная блокировки, не допускающие отключение разъединителя при включенном выключателе, когда в цепи протекает ток нагрузки.

Разъединители выбирают по напряжению , номинальному длительному току , а в режиме КЗ проверяют термическую и электродинамическую стойкость. Разъединители выбираются также по роду установки и конструктивному исполнению.

Заземляющие ножи входят в комплект с разъединителями. Для цепей трансформаторов выбираем разъединители с одним и двумя заземляющими ножами, а для ремонтной перемычки - с одним.

1 По напряжению:

Uном ? Uсети (8.6)

2 По номинальному току:

Iном ? Imax, (8.7)

где IНОМ номинальный ток выключателя.

3 По динамической стойкости:

Iдин ? iу, (8.8)

где iДИН - ток динамической стойкости выключателя.

4 По термической стойкости:

(Iтерм)2 • tтерм ? ВК, (8.9)

где Iтерм - ток термической стойкости выключателя,

tтерм - время термической стойкости выключателя,

ВК - тепловой импульс тока:

(8.10)

где tоткл - полное время отключения (складывается из времени действия релейной защиты и собственного времени отключения выключателя);

Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей.

Для подключения цепей релейной защиты и измерительных приборов, на вводе высокого напряжения трансформаторов имеются трансформаторы тока.

Измерительные трансформаторы выбираются:

1. По классу точности.

2. По напряжению сети (10.2).

3. По номинальному току (10.3).

4. По динамической стойкости (10.5).

5. По термической стойкости(10.6).

6. По вторичной нагрузке:

(8.11)

где zном2 - сопротивление номинальной вторичной нагрузки тр-ров тока,

z2 - сопротивление необходимой вторичной нагрузки.

Трансформаторы напряжения выбираются:

1. По классу точности.

2. По напряжению сети (10.2).

3. По вторичной нагрузке:

Sном2 ? S2, (8.12)

где Sном2 - номинальная вторичная нагрузка трансформаторов напряжения,

S2 - необходимая вторичная нагрузка.

На данном этапе расчёта измерительные трансформаторы выбираем только по напряжению, току, и термической стойкости. Проверку по вторичной нагрузке проведём после выяснения видов релейной защиты, её расчёта и определения видов необходимых измерительных приборов.

Так как сеть 110кВ работает с эффективно заземлённой нейтралью, то для защиты от внутренних перенапряжений, связанных с отключением трансформаторов и линий применяем разрядники и ограничители перенапряжения нейтрали.

Для обеспечения режима нейтрали трансформаторов выбираем заземлитель нейтрали типа ЗОН-110М-II.

Ограничители перенапряжения выбираются по номинальному напряжению сети.

Заземлитель нейтрали трансформатора выбирается по номинальному напряжению сети.

Результаты выбора аппаратов приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 - Выбор аппаратов и оборудования ОРУ-110кВ

Ошиновку ОРУ осуществляем сталеалюминевыми проводами марки АС-70, выполняем ее на подвесных изоляторах в виде гирлянд, состоящих из последовательно сцепленных изоляторов типа ПФ6-А. Количество изоляторов в гирлянде 7 штук, в натяжных гирляндах 8 штук.

8.3 Выбор электрооборудования 10 кВ

8.3.1 Выбор системы оперативного тока и источников оперативного тока

Питание оперативных цепей управления, защиты, автоматики, телемеханики и сигнализации, а также включающих и отключающих устройств коммутационных аппаратов осуществляется от специальных источников оперативного тока. Оперативный ток используется также для аварийного освещения при нарушениях нормальной работы подстанции.

От источников оперативного тока требуется повышенная надежность, их мощность должна быть достаточна для действия вторичных устройств при самых тяжелых авариях, а напряжение должно отличаться высокой стабильностью. Требования к повышенной надежности приводят к необходимости резервирования источников оперативного тока и распределительных цепей. К постоянно включенным электроприемникам оперативного тока относятся сигнальные лампы, катушки реле, постоянно включенная часть аварийного освещения и т.п.

Выбираем систему смешанного оперативного тока (переменно ? выпрямленного). В качестве источников системы смешанного оперативного тока выбираем шкафы управления оперативного тока типа ШУОТ-2403-3372 УХЛ4.

Обозначение типа ШУОТ-2403-3372

ШУОТ - шкаф управления оперативным током;

24 - НКУ управления, измерения, сигнализации, автоматики и защиты главных щитов (пунктов) управления подстанции;

0 - НКУ общеподстанционных устройств;

3 - Порядковый номер разработки;

33 - Обозначение величины номинального выходного тока (20 А);

7 - Обозначение типоисполнения в зависимости от напряжения и частоты питающей сети;

2 - Обозначение величины выходного напряжения (230 В).

ШУОТ обеспечивает:

- питание цепей электромагнитов включения высоковольтных выключателей от выпрямительного устройства, работающего в импульсном режиме;

- питание цепей оперативного постоянного тока от аккумуляторной батареи и автоматического подзарядного устройства;

- работу аккумуляторной батареи в режиме постоянного подзаряда;

- автоматическое поддержание температуры воздуха в аккумуляторном отсеке шкафа не ниже заданной величины с помощью электронагревателей;

- контроль и измерение величины сопротивления изоляции в цепях оперативного тока;

- защиту узлов схемы и отходящих линий оперативного тока от перегрузок и коротких замыканий автоматами и предохранителями с одновременной световой сигнализацией.

Технические данные ШУОТ приведены в таблице.8.3.

Таблица 8.3 - Технические данные ШУОТ

Цепи релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации получают питание от аккумуляторной батареи и автоматического подзарядного устройства, входящего в комплект ШУОТ.

Питание ЭД электромагнитных приводов выключателей ВБКЭ-10 производится переменным током от шин собственных нужд.

8.3.2 Расчет нагрузок, выбор трансформатора собственных нужд

Собственные нужды подстанции составляют цепи защиты и управления, обогрев приводов выключателей, освещение, отопление, обдув трансформаторов, вентиляция помещений, аккумуляторных батарей, система пожаротушения, аварийное освещение и т.д.

Для питания потребителей собственных нужд монтируются специальные панели, к которым подводятся питающие кабели от трансформаторов собственных нужд.

Таблица 8.3 - Нагрузка собственных нужд ГПП