Материал: Расчет силового трасформатора

2 Выбор сечения питающих РП кабельных линий

Шины подстанции (6 кВ)

2,4 МВт         2 МВт    2 МВт        2 МВт        1,5 МВт

Рис.2.1.Принципиальная схема распределительной сети 6 кВ.

Сначала выбираем сечение КЛ по экономической плотности тока по формуле:

,

где - экономическая плотность тока (таблица 10.1 /1/).

Затем проверяем выбранное сечение по нагреву:

 ,

где - коэффициент, учитывающий число рядом проложенных в траншее кабелей (таблица 7.17 /1/);

- коэффициент, учитывающий отличие температуры окружающей среды от номинальной;

- коэффициент, зависящий от времени перегрузки и от предшествующей нагрузки (таблица 1.30 /1/).

Найдем время использования максимума нагрузки:

;

По таблице 10.1 /1/ для ч  Выбираем силовые кабели с бумажной изоляцией с алюминиевыми жилами, проложенные в земле.

По таблице 7.17 /1/ выбираем .

Коэффициент  найдем по формуле:

,

где - длительно допустимая температура для кабелей с бумажной изоляцией напряжением 6 кВ;

- реальная температура почвы;

- номинальная температура почвы

РП №1-2:

 А,

 А.

.

По таблице 7.10 /1/ выбираем возможные сечения кабеля:(3´95) - для данного сечения  А.

Для нахождения коэффициента перегрузки требуется найти предшествующую нагрузку для 3-ёх часового максимума для РП №1-2.

Для сети 6 кВ (НН):

МВт

А

 → кпер=1,25 (таблица 1.30 /1/ )

Возвращаемся к неравенству

А

Выбранный кабель АСБ (3´95)проходит по условию длительного режима.

РП №3-6, 7-10, 11-14:

А,

А.

.

По таблице 7.10 /1/ выбираем возможные сечения кабеля: 2х(3´185) - для данного сечения

Для сети 6 кВ:

МВт;

=  0,8→ кпер=1,25

2х(3´185) мм2: A

Выбранный кабель АСБ 2х(3´185)проходит по условию длительного режима.

РП №15-18:

А,

.

По таблице 7.10 /1/ выбираем возможные сечения кабеля:(3´70) - для данного сечения

Для сети 6 кВ:

МВт;

=  → кпер=1,25

(3´70) мм2: A

Выбранный кабель АСБ (3´70)проходит по условию длительного режима.

3 Ограничение токов короткого замыкания

3.1 Упрощенный расчет токов короткого замыкания

Рис.3.1.1 Расчетная схема.

Рис.3.1.2 Схема замещения

1. Определяем параметры схемы замещения, приведённые к низшему напряжению трансформатора - 6,3 кВ:

·          система:

·          трансформатор:

;

·          синхронный компенсатор:

Предполагаем, что СК работал с перевозбуждением при номинальных условиях

При работе с номинальными условиями ,  Тогда

о.е.

Ом.

·         
воздушная линия:

,

где  - удельное сопротивление воздушной линии.

Преобразуем схему к виду

Для начала преобразуем сопротивление воздушных линий Л1 и Л2:

Сопротивление Т1:

Суммарное сопротивление системы, линии и трансформатора Т1:

Рассчитаем ток короткого замыкания в точке К1 .

;

 кА;

 кА;

кА.

3.2 Проверка выбранных кабелей на нагрев токами КЗ

Проверку проведем упрощенным способом, найдя ток термической стойкости проверяемого кабеля:

,

с- полное время протекания тока КЗ,

 - постоянная времени затухания апериодической составляющей (в общем случае ), принимаем 0,1с.

- сечение проверяемого проводника, мм2.

Проверим кабель сечением 70 мм2 на термическую стойкость :

 кА.

Этот ток меньше тока КЗ в точке К1 (6,5 кА<10,32 кА), следовательно, возникает техническая необходимость в установке реактора, сопротивление которого равно:

Определим требуемое сопротивление реактора:

Ом;

Расчётное сопротивление реактора:

,

Ом;

Приведем схему замещения к виду «система»:

Рассчитаем ток короткого замыкания в точке К2.

Далее рассчитывается ток КЗ на шинах РП, питающихся по кабелю с наибольшим сечением (наименьшим сопротивлением). В нашем случае это кабель 2х(3×185) мм2. При проверке необходимо учесть токоограничивающую способность этих кабелей. По /1/, таблица 7.28 найдем удельные сопротивления 2-ух кабелей с алюминиевыми жилами сечением 185 мм2.

rуд=0,167/2=0,0835 Ом/км; худ=0,073/2=0,0365 Ом/км.

Найдем эквивалентные сопротивления и ЭДС источника питания:

;

Сопротивление кабеля 2х(3´185) мм2:

Ом;

Ом.

Найдем суммарное сопротивление до точки короткого замыкания К2:

Ом.

 кА.

Рассчитаем ток термической стойкости заданного кабеля сечением (3×70):

;

 кА>=8,64 кА

.3 Выбор линейных реакторов

Кроме токоограничивающего действия линейный реактор поддерживает напряжение на сборных шинах при КЗ в сети, что способствует устойчивой работе приемников энергии, присоединенных к соседним линиям.

Намечаем к установке сдвоенные реакторы.

Схема присоединения реакторов и линий представлена на рисунке 3.3.1. Такая схема включения равномерно загрузит секции подстанции и ветви сдвоенных реакторов, которые работают в режиме сквозного токораспределения.

А - кабельная линия, отходящая к РП № 1-2;

В - кабельная линия, отходящая к РП № 3-14;

Г - кабельная линия, отходящая к РП № 15-18.

Рис.3.3.1 Схема присоединения реакторов

Выбираем реактор Р1, а реакторы Р2, Р3 и Р4 аналогичны Р1.

Рассчитаем токи нормального и утяжеленного режимов:

 кА;

 кА.

По таблице 5.15 /1/ выбираем реактор типа РБС-10-2´1000-0,22УЗ с параметрами: , =0,22 Ом , =0,53 , =19,3 кА , =8 с, =49 кА.

Проверяем выбранный реактор по потере напряжения:

·          в нормальном режиме

1,03%<(2÷2,5)%;

·          в утяжеленном режиме

2,06%<(4÷5)%;

Потери напряжения в реакторе не превышают допустимой величины. Найдем ток короткого замыкания за сдвоенным реактором:

 кА<.

Проверим выбранный реактор на термическую и электродинамическую стойкость:

iдин.ст..=49 кА>iуд=кА,

.

Установкой сдвоенных токоограничивающих реакторов обеспечивается приемлемый уровень токов КЗ на шинах в распределительной сети 6 кВ.

После выбора реактора схема примет вид: