Курсовая работа (т): Проектирование центральной распределительной подстанции 854-6 кВ и трансформаторной подстанции (859-0,4 кВ)

.

Так как асинхронных двигателей четыре, и они одной модели, токи суммируются.

.

Суммарный ток короткого замыкания в точке К-2:

Определим ударный ток КЗ в точке К-2.

Ударный коэффициент:

,

где , тогда .

Ударный ток КЗ, кА:

Ударный ток для асинхронных двигателей -

, [12], тогда:

Суммарный ударный ток в точке К-2:

.

Расчет КЗ в точке К-3.

Для точки К-3 пример расчета рассмотрен для линии ГПП-РП.

Сопротивление от источника питания до точки короткого замыкания:

,

Полное сопротивление до точки КЗ:

,

Суммарный ток короткого замыкания в точке К-3:

Определим ударный ток КЗ в точке К-3.

Ударный коэффициент:

,

где , тогда

Ударный ток КЗ, кА:

Суммарный ударный ток в точке К-3:

.

Для точки К-4 (ТП 854).

Сопротивление от источника питания до точки короткого замыкания:

,

Полное сопротивление до точки КЗ:

Ток КЗ:

,

Определим ударный ток КЗ в точке К-4.

Ударный коэффициент:

,

где , тогда

Ударный ток КЗ, кА:

Расчет теплового импульса в точках КЗ

Для проверки проводников на термическую стойкость при коротком замыкании пользуются понятием теплового импульса Bk, характеризующего количество теплоты, выделившейся в проводнике (иногда его называют импульсом квадратичного тока короткого замыкания).

,

где Iпτ - значение периодической составляющей тока короткого замыкания при t = τ; τ - расчетное время; Ta - постоянная времени цепи короткого замыкания. Расчетное время определяется [3]:

,

где tрс - время срабатывания релейной защиты (не более 0,1 с); tсв - собственное время отключения выключателя (по каталогу), для современных выключателей оно не превышает 0,1 с; n - количество ступеней селективности;  - продолжительность ступени селективности.

.

Определяем величину теплового импульса Bk:

Для ячейки ввода:

.

Для ячейки секционирования:

.

Для ячейки отходящих линий:

.

2.4 Выбор высоковольтной аппаратуры

Выбор выключателей 6 кВ. Выключатели выше 1000В, предназначенные для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах, а также работы в циклах АПВ в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц.

Выключатели выбираются по:

) назначению и роду установки;

) по конструктивному исполнению;

) по номинальному напряжению установки:

,

где  - номинальное напряжение установки, кВ.

) по длительному току:

,

где  - расчетный ток, выбирается из наиболее неблагоприятного эксплуатационного режима, А;

) по отключающей способности:

 ,

где  - предельный сквозной ток (действующее значение периодической составляющей), кА.

Выключатели необходимо проверять на:

) электродинамическую стойкость:

  ,

где  - номинальный ток электродинамической стойкости выключателя (амплитудное значение предельного полного тока), кА.

) термическую стойкость:

 ,

где  - тепловой импульс тока короткого замыкания по расчету, кА2·с;  - предельный ток термической стойкости по каталогу, кА;  - длительность протекания этого тока, с.

Определим токи для ячейки ввода, секционной ячейки и ячейки отходящих линий:

Для ячейки ввода:

,

Для ячейки секционирования:

,

Для ячейки отходящих линий:

,

где Sном - номинальная мощность трансформатора, кВА: К2 - коэффициент аварийной перегрузки, Smax - максимальная мощность потребителей на подстанции, кВА; n - число отходящих линий НН,

Для ячейки ввода:

.

Для ячейки секционирования:

.

Для ячейки отходящих линий:

.

Результаты проверки выключателей сведены в таблицу 2.4.

Таблица 2.1 Проверка выключателей

Условие проверки выключателей выполняется.

В качестве коммутационных аппаратов на подстанциях 6 кВ выбираются выключатели нагрузки ВНПу - 10/630 У3.

Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока. Трансформаторы тока предназначены для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле (5 А, реже 1 А), а также для отделения цепей управления и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Ячейка ввода:

Максимальный расчетный ток ячейки ввода Iрасч = 964,85 А

Выбирается ТТ: ТЛК - 10-1000/5 с двумя вторичными обмотками для измерительных приборов и релейной защиты. Номинальная нагрузка такого трансформатора тока в классе точности 0,5 составляет S2 = 10 ВА (z2 = 0,4 Oм). Кратность электродинамической устойчивости kдин =74,5 , кратность термической устойчивости kт = 47 , t = 3 с.

Выбранный ТТ проверяется на электродинамическую устойчивость:

,

где Ilн -номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока, А; Ilн = 1000 А; Кдин - коэффициент динамической устойчивости. Кдин = 74,5.

.

Термическая устойчивость:

.

В незаземленных цепях достаточно иметь ТТ в двух фазах, например в А и С. Определяется нагрузка на трансформаторы тока от измерительных приборов.

Данные сводятся в таблицу 10.9.

Из таблицы видно, что наиболее загруженной является фаза А, ее нагрузка составляет S2приб = 4,1 ВА.

Таблица 2.2 Измерительные приборы

Сопротивления приборов определяется по формуле:

 ,

где S2приб - полная мощность всех приборов, присоединенных к трансформатору тока, ВА.

.

Сопротивление соединительных проводов находятся по формуле:

 ,

где ρ - удельное сопротивление провода, Ом/(м·мм2); lрасч - расчетная длина проводов, м; g - сечение провода, мм2.

,

где m - коэффициент, зависящий от схемы включения, 1 - длина проводов.

При включении трансформаторов тока в неполную звезду m = .

Для подстанции принимаем 1 = 5 м.

.

Сопротивление алюминиевого провода сечением 4 мм2 [10]:

ρ=0,03215 Ом/(м·мм2),

q = 4 мм2 ,

.

Полное сопротивление внешней цепи определяется по формуле:

,

где  - сумма сопротивлений всех последовательно включенных обмоток приборов и реле, Ом; rпров - сопротивление соединительных проводов, Ом; rконт - сопротивление контактных соединений (0,05 Ом при 2-3х приборах), Ом.

.

Нагрузку вторичной цепи трансформатора тока определяется по формуле:

,

.

.

Следовательно, выбранный ТТ проходит по всем параметрам.

Для ячейки секционирования, ячейки отходящих линий расчет аналогичен, сводится в таблицу 2.6.

Таблица 2.3 выбор и проверка трансформаторов тока