Расчет электрических нагрузок (стр. 3 )

По кривым кратностей допустимых перегрузок силовых трансформаторов с масляным охлаждением определяем  коэффициент допустимой перегрузки Кдп: Кдп=1,22.

Отсюда номинальная мощность трансформатора

По найденному значению мощности выбираем 2 трансформатора ТМ – 250-10/0,4кВ и ТМ – 400 – 10/0,4 кВ. Проверим их по перегрузочной способности  Для этого найдем их коэффициенты загрузки. Т.к. в линии у нас 2 трансформатора, то

первый трансформатор

второй трансформатор

Чтобы трансформатор выдерживал перегрузку, необходимо следующее условие

1,4Sмах> Кз·Smax

Проверим, выполняется ли это условие для первого трансформатора

1,4·250 кВ·А>0,89·443,04кВ·А

350 кВ·А˂ 394,3кВ·А

Условие  не выполняется.

Для второго трансформатора

1,4·400кВ·А>0,55·443,04кВ·А.

560кВ·А>243,7кВ·А

Условие выполняется.

Выбираем второй  трансформатор. Итак, мы выбираем второй трансформатор типа ТМ – 400 – 10 – 0,4.

Его паспортные данные приведены в таблице 4:

Таблица 5. Технические данные трансформатора ТМ – 400 – 10/0,4

Номинальная мощность кВА	Номинальное высшее напряжение, кВ	Номинальное низшее напряжение, кВ	Потери холостого хода, кВт.	Потери короткого замыкания, кВт.	Ток холостого хода, %	Напряжение короткого замыкания, %	Схема и группа соединения обмоток
400	10	0,4	0,95	5,5	2,1	4,5	У/Ун-0

5. Расчет токов короткого замыкания

В системе трехфазного переменного тока могут возникнуть непредусмотренные соединения проводников двух или трех фаз между собой или на землю, называемые короткими замыканиями. Это может происходить при набрасывании проводника на воздушную линию, повреждение кабеля, падении поврежденной опоры ВЛ со всеми проводами на землю, перекрытиями фаз животными и птицами, обрыве проводов ит. д.

Для уменьшения последствий  аварий в электрической сети при коротких замыканиях необходимо обеспечивать быстрое отключение поврежденного элемента сети, выбирать аппаратуру таким образом, чтобы она была устойчивой к кратковременному воздействию тока короткого замыкания. Эти токи рассчитывают для тех точек сети, при коротком замыкании в которых аппараты и токоведущие части будут находиться в наиболее тяжелых условиях.

При расчете токов короткого замыкания в установках напряжением свыше 1000 В обычно пользуются системой относительных единиц, а в

установках напряжением до 1000 В сопротивления выражают в Омах.

При использовании системы относительных единиц все расчетные данные приводят к базисным напряжению и мощности. За базисное напряжение Uб примем 10,5 кВ. За базисную мощность Sб примем мощность 100 МВА.

Для определения суммарного базисного сопротивления до точки короткого замыкания найдем базисные сопротивления элементов системы электроснабжения. Для этого сначала составим расчетную схему и схему замещения ( рис.3).

Рисунок 3 – Схемы: а) расчетная; б) замещения

а)         б)

        К – 1:

Вычислим токи трехфазного КЗ: кабельная линия  обладает индуктивным сопротивлением. Его базисное значение определяется как

где х0 – индуктивное сопротивление 1 км линии, Ом/км;

  l – длина линии, км.

 

Найдем еще и активное сопротивление линии

где r0 – активное сопротивление 1 км кабельной линии, Ом/км.

Т. к. , то активное сопротивление линии учитывается.

Найдем ток короткого замыкания

где Iб – базовый ток на ступени напряжения точки КЗ;

  - базовое полное сопротивление.

Ударный ток короткого замыкания

где  Ку – ударный коэффициент тока КЗ.

Т. к. отношение х*б/r*б

то Ку ≈1

Мощность короткого замыкания

Теперь вычислим силу тока двухфазного короткого замыкания

К – 2

Найдем суммарное индуктивное сопротивление системы до точки.

  Вычислим базисное сопротивление для системы :

т. к. мощность трансформатора меньше 630 кВ, то учитывается еще и активное сопротивление

где - напряжение короткого замыкания трансформатора, % - берется

  из технической характеристики трансформатора; 

  -  приведенное активное сопротивление, Ом.

где ДРк – потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт – берется 

  также  из технических характеристик трансформатора ;

  мощность трансформатора, МВА.

Выразим сопротивления из относительных единиц в Ом.  для КЛ

хл=х0·l=0,067·0,9=0,06Ом;

rл=r0·l=2,21·0,9=2 Ом.

Для трансформатора

где UH – номинальное напряжение, кВ;

  SH – номинальная мощность, кВА.

Аналогично

По схеме замещения найдем общее индуктивное сопротивление системы до точки К – 2 т. к. соединение последовательное, то

х=хл+хт=0,06+0,013=0,073Ом

  r=rл+rT=2+0,022=2,022 Ом

Найдем полное сопротивление системы

  Вычислим ток трехфазного короткого замыкания

Ударный ток короткого замыкания

где  Ку – ударный коэффициент тока КЗ.

Т. к. отношение х/r

то Ку ≈1

Мощность короткого замыкания

кВ·А

Теперь вычислим силу тока двухфазного короткого замыкания

Результаты расчетов приведены в таблице 9.

Таблица 5. Расчет токов короткого замыкания 

Точка КЗ	Iкз(3), кА	Iкз(2), кА	iу, кА	Sкз, кВА
К – 1	3,05	2,64	4,3	55,5
К – 2	0,11	0,09	0,155	0,076

6. Выбор основного оборудования подстанции