Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
• 2. РАСЧЁТ ПОДСТАНЦИИ 220/35/10 кВ
• 2.1 Определение мощности подстанции 220/35/10 и выбор трансформаторов
• 2.2 Расчет токов короткого замыкания
• 2.3 Выбор основного оборудования
• 2.3.1 Расчетные условия
• 2.3.2 Определение максимальных рабочих токов
• 2.3.3 Выбор выключателей
• 2.3.4 Выбор разъединителей
• 2.3.5 Выбор токоведущих частей
• 2.3.6 Выбор трансформаторов тока
• 2.3.7 Выбор трансформаторов напряжения
• 2.3.8 Выбор устройств от перенапряжений
• 2.3.9 Выбор релейных защит и средств автоматики
• 3. МОЛНИЕЗАЩИТА И ЗАЗЕМЛЕНИЕ
• 3.1 Молниезащита подстанции
• 3.2 Заземление
• 4. КОНТРОЛЬ ИЗОЛЯЦИИ ФИДЕРОВ 35/6 кВ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
• 4.1 Трансформаторы напряжения и их вторичные цепи
• 4.1.1 Общие сведения
• 4.1.2 Особенности конструкции
• 4.1.3 Схемы включения
• 4.1.4 Контроль состояния изоляции
• 4.1.5 Обслуживание трансформаторов напряжения и их вторичных цепей
• 4.2 Замыкание фазы на землю в сетях, работающих с изолированной нейтралью и с компенсацией ёмкостных токов
• 4.2.1 Назначение дугогасящих реакторов
• 4.2.2 Выбор настройки дугогасящих реакторов
• 4.2.3 Обслуживание дугогасящих реакторов
• 4.2.4 Сигнальные устройства и отыскание замыканий на землю
• 5. РАСЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОДСТАНЦИИ
• 5.1 Определение стоимости подстанции
• 5.2 Определение штата работников подстанции
• 5.3 Расчет фонда заработной платы, фонда оплаты труда и фонда социального страхования
• 5.4 Расчет эксплуатационных расходов на содержание и обслуживание подстанции
• 5.5 Определение себестоимости переработки электроэнергии и плановой себестоимости
• 5.6 Основные технико-экономические показатели подстанции
• 6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
• 6.1 Организация работ командированного персонала
• 6.2 Заземление и защитные меры электробезопасности
• 6.3 Расчет напряжения прикосновения
• 7. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
• 7.1 Влияние освещения на условия деятельности человека
• 7.1.1 Нормирование производственного освещения
• 7.1.2 Источники света и осветительные приборы
• 7.2 Расчет производственного освещения
• 7.3 Цветовое оформление производственного интерьера
• 7.4 Устойчивость работы подстанции в чрезвычайных ситуациях
• 7.4.1 Устойчивость
• 7.4.2 Работа подстанции в случае получения сигнала - воздушная тревога
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

• ВВЕДЕНИЕ
• В настоящее время наблюдается некоторый подъём в развитии экономики нашей страны. Вместе с этим появляется реальная перспектива увеличения энергопотребления предприятиями народного хозяйства. С ростом энергопотребления возникает проблема передачи и переработки электроэнергии, которая напрямую связана с проблемой физического и морального старения оборудования на фоне резкого снижения темпов воспроизводства основных фондов.
• Объём капитальных вложений в энергетику по сравнению с 1990г. уменьшился в три раза, ввод мощностей уменьшился в четыре раза.
• Нарастают мощности энергооборудования тепловых электростанций (ТЭС) и гидроэлектростанций (ГЭС), отработавших свой парковый ресурс [13].
• По состоянию на 01.01.2000 г. начисленный износ основных производственных фондов составил 52%, достигли предельной наработки 40,2 тыс. МВт. мощности ТЭС и ГЭС России.
• Ежегодно отрабатывают парковый ресурс около 5 тыс. МВт. на ТЭС и около 2 тыс. МВт. на ГЭС. Оставшиеся мощности уже к 2006 г. не смогут обеспечивать энергопотребление.
• Старение оборудования и низкие темпы его обновления способствует накоплению изношенного оборудования и как следствие роста затрат на его ремонт и ухудшению технико-экономических показателей работы энергопредприятий (удельных расходов топлива, расходов электроэнергии на собственные нужды, потерь электроэнергии в сетях). Техническое перевооружение может дать снижение себестоимости энергии на 15-20%, что соответствует 25-30 млрд. руб. в год [13].
• В данном дипломном проекте мы будем выполнять расчёт подстанции 220/35/10 кВ и способы контроля изоляции фидеров 35/10 кВ - с изолированной нейтралью. С целью унификации строительно-монтажных работ, элементов и узлов подстанции в проекте будем использовать типовые объекты электрификации, распределительные устройства 220; 35; 10 кВ. Исследована работа сетей с изолированной нейтралью, рассмотрены вопросы контроля изоляции фидеров 35/6 кВ при однофазных замыканиях на землю.

• 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
• Подстанция 220/35/10 кВ «Джамку» расположена на землях Ургальского лесхоза в Верхнебуреинском районе Хабаровского края на железнодорожной станции «Джамку» на расстоянии 600 м. от оси железнодорожного пути с северной стороны от застройки посёлка.
• Подстанция предназначена для продольного электроснабжения ДВЖД на напряжение 35 кВ по ВЛ-35 кВ «Ургал - Березовая» для электроснабжения посёлка и потребителей, прилегающего района. Однолинейная схема подстанции представлена на Д 1002 22 Э31.
• Питание подстанции предусмотрено на напряжение 220 кВ заходом одноцепной ВЛ-220 «Сулук - Джамку». Схема внешнего электроснабжения представлена на Д 1002 22 Э12.
• Мощность короткого замыкания на шинах подстанции 220 кВ в максимальном режиме согласно [1] равна 684 МВА.
• Для расчетов используются контрольные замеры, проведенные отделом диспетчерской службы (ОДС) в Северо-Западных электрических сетях в часы максимальной нагрузки 22.12.2002 года. Результаты контрольных замеров представлены в таблицах 1.1-1.2. Графики суточной нагрузки фидеров и графики потерь и суммарной мощности на шинах 10 кВ и шинах 35 кВ подстанции «Джамку» представлены на Д 1002 22 003 и в рисунках А.1-А.8 приложения А.

• Таблица 1.1
• Суточная нагрузка потребителей шин 10 кВ пс Джамку

Время, час	Фидер №4	Фидер №7	Фидер №10	ТСН 1	ТСН 2
	Р, кВт	Q,кВАр	Р, кВт	Q,кВАр	Р, кВт	Q,кВАр	Р, кВт	Р, кВт
0-2	230	120	420	112	40	0,2	35	23
2-4	260	160	705	172	80	0,2	38	35
4-6	200	140	660	150	120	0,2	45	30
6-8	240	160	675	165	60	0,2	39	33
8-10	260	140	765	165	100	0,2	48	33
10-12	240	170	960	195	100	0,2	39	39
12-14	220	130	480	195	80	0,2	39	39
14-16	260	180	765	210	100	0,2	42	42
16-18	220	120	660	180	80	0,2	36	36
18-20	240	160	795	165	80	0,2	45	33
20-22	260	160	795	180	100	0,2	39	36
22-24	240	160	795	180	100	0,2	42	36

• Таблица 1.2
• Суточная нагрузка потребителей шин 35 кВ пс Джамку

Время, час	Линия Т-211	Линия Т-212	РТД-35	I РТД
	Р, кВт	Q,кВАр	Р, кВт	Q,кВАр	Р, кВт	Q,кВАр	А
0-2	78	2	577	52	420	15640	264
2-4	78	3	787	52	210	16930	262
4-6	78	2	840	31	210	17640	261
6-8	105	2	787	21	210	17320	263
8-10	78	2	840	78	0	15330	263
10-12	78	1	919	105	210	15540	263
12-14	105	1	814	52	420	18110	265
14-16	52	1	892	105	0	16010	262
16-18	105	1	840	105	210	15540	262
18-20	105	2	892	105	420	17760	263
20-22	52	1	919	52	210	15730	263
22-24	105	2	866	78	0	18900	272

1.2 Расчёт нагрузок подстанции

Режимы потребления электроэнергии отдельных потребителей характеризуется графиками потребления электрической энергии, отражающими изменение потребляемой мощности в течении заданного промежутка времени. По роду нагрузки различают графики активной и реактивной мощности, по длительности рассматриваемого промежутка времени - в основном суточные и годовые графики.

Для ориентировочных расчётов и экономичной эксплуатации электрооборудования источников питания и сетей можно пользоваться типовыми суточными и годовыми графиками нагрузок, характерными для некоторых отраслей промышленности. Так же для построения графиков нагрузки возможно применение данных контрольных замеров, проводимых в электрических сетях два раза в год (в зимний и летний периоды).

В данном проекте для построения графиков нагрузок использованы данные контрольных замеров, проведённые в зимний период, то есть во время максимальных нагрузок. Данные контрольных замеров отображены в исходных данных.

Для построения графиков произведён следующий расчёт:

1. Суммарная активная и реактивная мощность потребителей, питающихся от шин 10 кВ подстанции

; (2.1)

, (2.2)

где и - соответственно активное и реактивное потребление мощности конкретного потребителя, кВт и кВАр.

2. Суммарная активная и реактивная мощность потребителей, питающихся от шин 35 кВ подстанции

; (2.3)

, (2.4)

где и - соответственно активное и реактивное потребление мощности линиями 35 кВ и их потребителями.

3. Постоянные потери активной мощности, которые составляют 3% от максимальной потребляемой активной мощности

. (2.5)

4. Постоянные потери реактивной мощности, которые составляют 15% от максимальной потребляемой реактивной мощности

. (2.6)

5. Переменные потери активной мощности, которые зависят от нагрузки и составляют 12,5% от

; (2.7)

(2.8)

6. Переменные потери реактивной мощности, которые зависят от нагрузки и составляют 20% от

; (2.9)

. (2.10)



7. Суммарная активная мощность, потребляемая реактором, по данным контрольных замеров с учётом потерь в нём. По справочным данным потери в реакторе составляют 120 кВт [2].

, (2.11)

где Р_РТД.t - активная мощность, потребляемая реактором, по данным контрольных замеров, кВт; - потери активной мощности, кВт.

8. Суммарная активная и реактивная мощность с учётом потерь потребителей шин 10 кВ и шин 35 кВ

; (2.12)

; (2.13)

; (2.14)

, (2.15)

Пример расчёта.

Для потребителей шин 10 кВ и 35 кВ на 0-2 часов.

Суммарная активная мощность по формулам (2.1), (2.3) и (2.11)

кВт;

кВт;

кВт.

Суммарная реактивная мощность по формулам (2.2) и (2.4)

кВАр;

кВАр.

Постоянные потери по формулам (2.5) и (2.6)

кВт;

кВт;

кВАр;

кВАр.

Переменные потери активной мощности по формулам (2.7) и (2.8)

кВт;

кВт;

кВт;

кВт.

Переменные потери реактивной мощности по формулам (2.9) и (2.10)

кВАр;



кВАр;

кВАр;

кВАр.

Суммарная активная и реактивная мощность с учётом потерь по формулам (2.12), (2.13), (2.14) и (2.15)

кВт;

кВт;

кВАр;

кВАр.

Результаты расчётов сведены в таблицы 2.1 и 2.2.

Необходимая мощность первичной обмотки понижающего трансформатора определяется по формуле

, (2.16)

где К_РМ - коэффициент разновремённости максимальных нагрузок потребителей шин 35 и 10 кВ, определяемый по формуле из [ 3 ]

, (2.17)



где - суммарная максимальная мощность потребителей шин 35 кВ, приходящаяся на 18-20 часов, кВт; - суммарная максимальная мощность потребителей шин 10 кВ, приходящаяся на 10-12 часов, кВт.

.

Мощность первичной обмотки трансформатора определяется по формуле (2.16)

кВА.

Мощность трансформатора типа ТДТН - 25000/220, установленного на подстанции, соответствует потребляемой мощности.

Коэффициент загрузки трансформатора определяется по формуле

, (3.17)

где S_HT - номинальная мощность трансформатора, кВА.

%

Загруженность понижающего трансформатора осуществляется за счёт шунтирующего реактора, установленного на стороне 35 кВ.



Таблица 2.1

Расчет потерь и суммарной мощности потребителей шин 10 кВ

Qt?, кВАр	318,3	447,2	391,8	437,9	411,4	492,0	437,9	526,7	404,9	437,9	458,0	458,0
Рt?, кВт	840,1	1272,8	1197,4	1187,8	1379,3	1591,7	966,1	1383,0	1170,0	1363,5	1408,7	1387,9
?Qпер, кВАр	27,6	56,5	43,1	54,2	47,7	68,3	54,2	78,0	46,2	54,2	59,3	59,3
?QпосткВАр	58,5	58,5	58,5	58,5	58,5	58,5	58,5	58,5	58,5	58,5	58,5	58,5
?Рпер, кВт	50,8	113,5	101,0	99,5	132,4	172,4	66,8	132,7	96,7	129,2	137,4	133,6
?Рпост, кВт	41,3	41,3	41,3	41,3	41,3	41,3	41,3	41,3	41,3	41,3	41,3	41,3
Qt, кВАр	232,2	332,2	290,2	325,2	305,2	365,2	325,2	390,2	300,2	325,2	340,2	340,2
Рt, кВт	748,0	1118,0	1055,0	1047,0	1206,0	1378,0	858,0	1209,0	1032,0	1193,0	1230,0	1213,0
Время, час	00-02	02-04	04-06	06-08	08-10	10-12	12-14	14-16	16-18	18-20	20-22	22-24

Таблица 2.2

Расчет потерь и суммарной мощности потребителей шин 35 кВ

Qt?, кВАр	15715,6	17006,8	17691,1	17360,1	15438,1	15683,1	18184,4	16153,1	15683,1	17904,5	15804,4	19008,1
Рt?, кВт	1278,7	1318,7	1383,5	1351,6	1173,5	1481,5	1594,8	1205,6	1416,8	1691,5	1449,1	1239,1
?Рпост,ртд кВт	120,0	120,0	120,0	120,0	120,0	120,0	120,0	120,0	120,0	120,0	120,0	120,0
РТД -35	Qt,кВАр	15640	16930	17640	17320	15330	15940	18110	13010	15540	17760	15730	18900
	Рt. кВт	420,0	210,0	210,0	210,0	0,0	210,0	420,0	0,0	210,0	420,0	210,0	0,0
?Qпер, кВАр	5,5	5,7	2,0	1,0	12,0	21,0	5,3	21,0	21,0	21,4	5,3	12,0
?Qпост, кВАр	16,1	16,1	16,1	16,1	16,1	16,1	16,1	16,1	16,1	16,1	16,1	16,1
?Рпер, кВт	53,8	93,8	105,6	99,7	105,6	124,6	105,9	111,7	111,9	124,6	118,2	118,2
?Рпост, кВт	29,9	29,9	29,9	29,9	29,9	29,9	29,9	29,9	29,9	29,9	29,9	29,9
Qt, кВАр	54,0	55,0	33,0	23,0	80,0	106,0	53,0	106,0	106,0	107,0	53,0	80,0
Рt, кВт	655,0	865,0	918,0	892,0	918,0	997,0	919,0	944,0	945,0	997,0	971,0	971,0
Время, час	00-02	02-04	04-06	06-08	08-10	10-12	12-14	14-16	16-18	18-20	20-22	22-24



2. РАСЧЕТ ПОДСТАНЦИИ 220\35\10 кВ

2.1 Определение мощности подстанции 220/35/10 кВ и выбор трансформаторов

На подстанциях в качестве источника оперативного постоянного тока используются, как правило, свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (АБ).

При выборе АБ определяется число её элементов и номер элемента. Число элементов зависит от режима работы. Для АБ, работающей в режиме постоянного подзаряда, полное число элементов.

п = И_т / И_подз. (1.1)

Полное число элементов АБ.

п = 258/2,15 = 120.

Номер АБ выбирается по току кратковременного разряда, А, который определяется по формуле

I_кр = I_пост + I_вкл. (1.2)

где I_пост - ток, потребляемый постоянно подключенными к АБ потребителями, А;

I_вкл - ток, потребляемый наиболее мощным приводом при включении выключателя, А.

Ток I_пост определяется по формуле

I_пост = I_ав.осв + I_упр. (1.3)

где I_упр. - ток цепей управления, А.

Токи I_ав.осв и I_упр. определяются по формулам

I_ав.осв = Р_ав.осв/ И_н (1.4)

I_упр. = Р_упр./ И_н (1.5)

где Р_ав.осв и Р_упр - мощности, соответственно, аварийного освещения и цепей управления на подстанции, Вт;

И_н - номинальное напряжение на шинах СИ, В

Из формул получается формула для расчета тока кратковременного разряда, А

I_кр = + I_вкл. (1.6)

На подстанции, на стороне 10 кВ будут применены вакуумные выключатели с электромагнитным приводом ЭМ. Наибольший потребляемый ток приводом ЭМ при заводе пружины равен 30 А [18]

Определим ток кратковременного разряда, пользуясь данными из [4]

I_кр = + 30 = 60 А.

Номер АБ определяется по формуле из [2]

N ?( I_кр/46 ). (1.7)

По формуле [1.7] номер АБ равен

N =60/46 = 1,3

К установке принимается АБ типа СК - 2.

Расчет мощности подзарядного и зарядного преобразователей.

Подзарядный преобразователь питает постоянно подключаемую нагрузку и подзаряжает батарею. Его ток равен I_{подз.пр.} А

I_{подз.пр} = I_подз. + I_пост. (1.8)

где I_подз. - ток подзаряда свинцово-кислотных аккумуляторов, А.

Ток I_подз. определяется оп формуле

I_подз. = 0,15 N. (1.9)

I_подз. = 0,15 ·4 = 0,6 А.

По формуле вычисляется

I_{подз.пр} = 0,6 + 30 = 30,6 А.

Мощность подзарядного преобразователя, Вт

Р_подз ? И_т (I_подз + I_пост), (1.10)

Р_подз = 258•30,6 = 7895 Вт.

Заряд свинцово-кислотных АБ осуществляется двумя ступенями. Зарядный ток первой ступени (до начала газообразования во всех аккумуляторах) принимается равным (3,6 - 5) N, а второй ступени - 2,25 N.

Номинальный ток, А, и напряжение, В, должны удовлетворять условиям:

I_{зар.ном.} ? (3,6 У 5) N + I_пост, (1.11)

И_{зар.ном} ? 2,75 n, (1.12)

Мощность зарядного преобразователя, Вт

Р_зар ? I_{зар.ном.} И_{зар.ном} = 2,75 n [(3,6 У5)N + I_пост.], (1.13)

Р_зар ? 2,75 • 120 [4,5 •4 + 30] = 15840Вт.

Эта мощность позволяет, обеспечит заряд АБ в наиболее благоприятном для неё щадящем режиме.

В соответствии с [15] на всех двух трансформаторных подстанциях 35 - 750 кВ необходимо устанавливать не менее двух трансформаторов собственных нужд (ТСН). Поэтому на ПС 220/35/10 кВ устанавливается два ТСН.

ТСН присоединяются к разным секциям шин 10 кВ, питающимся от разных трансформаторов, через выключатели. На стороне НН предусматривается раздельная работа ТСН, каждого на свою секцию.

Таблица 2.3

Число и мощности потребителей собственных нужд

Наименование потребителя	Число потребителей	Един. измер.	Cos &	Потребляемая мощность
				Рмакс. кВт.	Qмакс. кВАр.	Sмакс. кВА.
Подогрев шкафов СН	16	шт.	1,0	6,0	_	6,0
Подогрев приводов выключателей ОРУ 220 кВ	2	шт.	1,0	0,8	_	0,8
Подогрев приводов выключателей ОРУ 35 кВ	4	шт.	1,0	0,8	_	0,8
Освещение открытой части ПС	_	_	1,0	35,0	_	35,0
Аварийное освещение	_	_	1,0	3,0	_	3,0
Отопление здания ПС	_	_	1,0	40,0	_	40,0
Освещение здания ПС	_	_	1,0	4,0	_	4,0
Подзарядное устройство АБ СК-4	1	шт.	1,0	7,9	_	7,9
Стойки телемеханики, связи и управления	1	Комплект	_	3,5	_	3,5
Электроподогреватель душа	1	шт.	1,0	18,0	_	18,0
Слесарная мастерская	1	шт.	0,85	2,6	1,6	3,0
Аппаратура высокочастотной связи	3	шт.	_	0,05	_	0,05
Аппаратура низкочастотной связи	3	шт.	_	0,05	_	0,05
Калорифер помещения аккумуляторной	1	шт.	1,0	8,0	_	8,0
Вентиляция помещения аккумуляторной	_	_	0,87	3,5	2,0	4,0

Наибольшая полная мощность собственных нужд подстанции, кВА, определяется с учетом коэффициента разновременности максимумов k_р.м.

S_{макс.сн.}=k_р.м. ( 1.14)

где Р_маккс. - наибольшая активная мощность потребителя, кВА.

S_макс - наименьшая полная реактивная мощность СН

S_{макс.сн.} = 0,85 = 269 кВА.

К установке на ПС 220/35/10 кВ применяются два масляных трансформатора типа ТМ - 400/10 мощностью 400 кВА [11].

Определяется коэффициент загрузки трансформатора

k₃ = = 67 %.

или k₃ = 0,67

Подстанция 220/35/10 кВ согласно схеме развития энергоснабжения предназначается для энергоснабжения потребителей ОАО «Ургалуголь» с ожидаемой мощностью потребителей 56000 кВА.

S_т = 56000/2 = 28000 кВА.

Определим коэффициент загрузки трансформатора

k₃ = = 0,7.

2.2 Расчет токов короткого замыкания

Согласно [7] выбор электрических аппаратов и токоведущих частей по электродинамической и термической устойчивости производится по току трехфазного короткого замыкания. Поэтому в проекте производится расчет токов 3-х фазного к.з. для всех РУ. Для расчета составляется схема замещения по структурной схеме подстанции. Структурная схема изображена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Структурная схема

Расчет сопротивлений всех элементов схемы замещения ведется в относительных единицах.

Относительные сопротивления системы складываются из сопротивлений элементов до шин 220 кВ.

Расчет производится при условии, что система высшего (ВН), среднего (СН) и низкого (НН) напряжений работают в минимальном и максимальном режимах.

х_с = (1.15)

где S_кз.с. - мощность к.з. системы, мВА;

И_ср.б. - среднее расчетное напряжение ступени, к которой приводятся все сопротивления

х_с = = 48 Ом.

Параметры трансформатора необходимые для расчета ТДТН - 40000/220/35.

Номинальное напряжение обмоток

ВН = 220 кВ СН = 38,5 кВ НН = 11 кВ

Напряжение И_к для различных значений регулируемого напряжения в % ВН - НН_min = 29,3 среднее = 22,0 max = 19,0

СН - НН = 9,5

ВН - СН_min = 16,8 среднее = 12,5 max = 9,8

Напряжение к.з. в % отдельных обмоток трансформатора определяются по формулам:

U_кв = 0,5(U_вс + U_вн - U_сн ), (1.16)

U_кс = 0,5(U_вс + U_сн - U_вн ), (1.17)

U_кн = 0,5(U_сн + U_вн - U_вс ), (1.18)

Напряжение к.з. в % отдельных обмоток

U_квс = 12,5 U_квн = 22 U_кен = 9,5

U_кв = 0,5(12,5 + 22,0 - 9,5) = 12,5 %

U_кс = 0,5(12,5 + 9,5 - 22,00) = 0 %

U_кн = 0,5(9,5 + 22,0 - 12,0) = 9,5 %

В схеме замещения каждая обмотка трансформатора представлена как отдельный элемент, поэтому рассчитываются сопротивления каждой обмотки в отдельности по формуле:

х_т = • (1.19)

Сопротивления обмоток трансформатора:

х_*в = = 0,313.

Аналогично находим сопротивления средней и низкой обмоток трансформатора:

х_*с = 0

х_*n = = 0,237.

Относительное базисное сопротивление линии:

х_*лб = х_л . (1.20)

х_*б = 48 = 0,0907.

Базисный ток до точки К₁ рассчитывается по формуле:

I_*б = . (1.21)

I_*б = = 0,251 кА.

Сверхпереходной ток 3-х фазного замыкания I_к^", кА рассчитывается по формуле:

I_к^”(1) = = = 2,76 кА.

Ударный ток определяется по формуле

i_уу = I_к^”(1) • к_у • i_у = 2,55 I_к^”(1). (1.22)

i_уу = 2,55 • 2,76 = 7,025 кА.

Базисный ток до точки К₂:

I_*б = = 5,24 кА.

Сверхпереходной ток 3-х фазного замыкания для точки К₂:

I_к^”(2) = = 8,2 кА.

Х_*бк2 = Х_*сб + Х_*бвн + Х_*бнн. (1.23)

Х_*бк2 = 0,0907 + 0,313 + 0,237 = 0,64.

Ударный ток для точки К₂.

i_уд = 2,55 • 8,2 = 20,9 кА.

Находим базисный ток для точки К_3:

I_*б = = 1,49 кА.

Сверхпереходной ток 3-х фазного к.з.

I_к^”(3) = = 4,06 кА.

Х_*бз = Х_*бс + Х_*бв + Х_*бс = 0,0907 + 0,313 + 0 = 0,403.

Ударный ток для точки к₃

i_уд = 2,55 • 4,069 = 10,37 кА.

Расчет максимального режима к.з.

Х_с = = = 40,69 Ом.

Рисунок 1.2 - Схема замещения короткого замыкания в max режиме

Относительное базисное сопротивление линии:

х_*л.б. = 40,69 • = 0,0769.

Базисный ток до точки К-₁:

I_*б = = = 0,251 кА.

Сверхпереходной ток 3-х фазного замыкания до точки К₁:

I_к^”(1) = = 3,263 кА.

Ударный ток для точки К₁.

i_уд = 2,55 • I_к^"(1) = 2,55 • 3,26 = 8,32 кА.

Для точки К_2.

Х_{*ру 2б} = 0,64/2 = 0,32.

I_к^”(2) = = 16,3 кА.

Ударный ток для точки К₂

i_уд = 2,55 • 16,3 = 41,56 кА.

Для точки К₃

Х_{*ру 3б} = 0,403/2 = 0,2.

I_к^”(3) = = 8,13 кА.

Ударный ток для точки К₃

i_уд = 2,55 • 8,13 = 20,75 кА.

2.3 Выбор основного оборудования

2.3.1 Расчетные условия

Согласно [8] электрооборудование устройств всех видов и напряжений по номинальным данным должно удовлетворять условиям работы, как при номинальных режимах, так и при коротких замыканиях, перенапряжениях и нормированных перегрузках. Класс изоляции электрооборудования соответствовать номинальному напряжению сети, а устройства защиты от перенапряжений - уровню изоляции электрооборудования.

Выбор электрооборудования производится на основе расчетных условий и данных электропромышленности о параметрах и технико-экономических характеристиках выпускаемых аппаратов и проводников.

Согласно [8] под расчетными условиями понимаются наиболее тяжелые, но достаточно вероятные условия, в которых могут оказаться электрический аппарат при различных режимах их работы в электроустановках.

Различают четыре режима работы электроустановок и их элементов нормальный, аварийный, послеаварийный, ремонтный. Аварийный режим является кратковременным, остальные - продолжительными. Различные аварийные режимы по продолжительности составляют обычно доли процента продолжительности рабочих режимов, но их условия могут оказаться крайне опасными для электрооборудования. Поэтому последнее выбирается по расчетным условиям продолжительных рабочих режимов и обязательно проверяется по расчетным условиям аварийных режимов.

В соответствии с [8] по режиму к.з. в электроустановках выше 1 кВ должны проверяться электрические аппараты, токопроводы, кабели и другие проводники, а также опорные и несущие конструкции для них.



2.3.2 Определение максимальных рабочих токов

Расчет максимальных рабочих токов производится в соответствии с [10]. Ниже приводятся формулы, по которым ведется расчет.

Питающий ввод подстанции

I_p.max =

где К_п - коэффициент перегрузки;

n - количество трансформаторов на подстанции;

S_т - установленная мощность трансформатора, кВА;

U_ст - номинальное напряжение ступени, кВ.

Для вводов силовых трансформаторов и для вывода кабеля собственных нужд

I_p.max = , (1.25)

где К_n - коэффициент перегрузки трансформаторов; К_n= 1,4.

Для сборных шин переменного тока

I_p.max = , (1.26)

где К_РН - коэффициент распределения нагрузки по сборным шинам;

К_РН = 0,5 У 0,7.

Для фидеров районной нагрузки

I_p.max = , (1.27)

где S_НАГР. - наибольшая мощность потребителей, присоединенных к линиям, кВА.

Расчет рабочих максимальных токов сведен в таблицу 2.4

Таблица 2.4

Расчет максимальных рабочих токов

Наименование присоединения	Расчетная формула	Расчёт	Максимальный рабочий ток, А
1	2	3	4
Питающий ввод подстанции			196,82
Ввод силового трансформатора			91,85
Сборные шины 220 кВ			45,9
Сборные шины 35 кВ			288,7
Сборные шины 10 кВ			1010,4
Фидера районной нагрузки 35 кВ			46,19
Фидера районной нагрузки 10 кВ			129,32
Ввод ТСН			50,92

2.3.3 Выбор выключателей

В настоящее время масляные и даже маломасляные выключатели морально и технически устарели. Такие выключатели постепенно будут сняты с производства и заменены на элегазовые и вакуумные. Данные типы выключателей наиболее перспективны и широко выпускаются в нашей стране. Основными достоинствами вакуумных выключателей являются: быстродействие, длительный срок службы без ремонта при частых отключениях, небольшие размеры и масса, отсутствие вредного влияния на окружающую среду, бесшумность оперирования, пожаро- и взрывобезопасность, автономность работы [18].

В соответствии с [18] при выборе выключателей необходимо учесть 12 различных параметров, но так как заводами - изготовителями гарантируется определенная зависимость параметров, допустимо производить выбор выключателей по важнейшим параметрам

- по напряжению установки

U_уст. ? U_ном.; (1.28)

...