Реконструкция и модернизация подстанции "Ильинск" (стр. 5 из 16)

К1- на шинах ВН ,

К2- на шинах СН ,

К3- на шинах НН ,

К4- на конце воздушной линии, подключенной к шинам СН ( L=25.5 км),

К5- на конце воздушной линии, подключенной к шинам СН ( L=15.0 км),

К6- на конце воздушной линии, подключенной к шинам НН (L= 19.5 км),

К7- на конце воздушной линии, подключенной к шинам НН (L=5.7 км),

К8- на шинах собственных нужд.

Рис.3 Схема замещения

5.2 Определение параметров схемы замещения

За базисную мощность при расчёте в относительных единицах принимаем мощность системы :

S_б=S_кс=700 [МВА].

Определим базисные напряжения и токи ступеней напряжения:

ВН: U_б,вн=115 [кВ] ;

I_б,вн= S_б / 3 ×U_б,вн = 700/( 3×115) = 3.5 [кА] , (5.1)

СН: U_б,cн= U_б,вн×К _т,вн-сн=115×38.5/115 =38.5 [кВ];

I_б,cн=700/( 3×38.5) =10[кА],

НН: U_б,нн= U_б,вн×К _т,вн-нн=115×11/115=11 [кВ];

I_б,нн= 700/( 3×11) = 37.7 [кА]

Параметры системы:

Z₁=X₁=U²_н,ср×S_б/S_c×U²_б,вн=115²×700/115²×700=1 ; (5.2)

E₁=E _ср /U_б,вн =115/115=1 . (5.3)

Параметры воздушных линий ВН:

Для двухцепной ВЛ-110 “КЦБК-Ильинск” L_вн = 61.5 [км] :

X₀=0.4 [Ом/км]; R₀=0.249 [Ом/км] ;

X₂= X₃= X₀×L_вн×S_б/U²_б,вн=0.4×61.5×700/115²=1.3 ;

R₂= R₃= R₀×L_вн×S_б/U²_б,вн=0.249×61.5×700/115²=0.81 ;

Z₂=Z₃ = X₂²+ R₂² = 1.3²+0.81² =1.53 .

Параметры воздушных линий СН:

Для ВЛ-35 “Быково” L_сн = 20 [км] :

X₀=0.432 [Ом/км]; R₀=0.428 [Ом/км] ;

X₁₀=X₀×L_сн×S_б/U²_б,сн =0.432×20×700/38.5²=4.1 ;

R₁₀=R₀×L_cн×S_б/U²_б,cн= 0.428×20×700/38.5²=4.0 ;

Z₁₀= ÖX₁₀²+ R₁₀² = Ö 4.1² + 4.0² = 5.76 .

Для ВЛ-35 “Самино-I” L_сн = 25.5 [км] :

X₁₁=X₀×L_сн×S_б/U²_б,сн=0.421×25.5×700/38.5²=5.1 ;

R₁₁=R₀×L_cн×S_б/U²_б,cн=0.306×25.5×700/38.5²=3.7 ;

Z₁₁= ÖX₁₁²+ R₁₁² = Ö5.1²+3.7² =6.3 .

Для ВЛ-35 “Кошкино” L=15 [км].

X₁₃=Х₀×L_сн×S_б/U²_б,сн=0.432×15×700/38.5²=3.1;

R₁₃=R₀×L_cн×S_б/U²_б,cн=0.306×15×700/38.5²=3.05;

Z₁₃= ÖX₁₃²+ R₁₃² = Ö3.1²+ 3.05² =4.35.

Параметры воздушных линий НН:

Для ВЛ-10 “Ильинск-I” L_нн = 5.7 [км] ;

ВЛ-10 “Ильинск-II” L_нн = 5.7 [км] .

X₀=0.44 [Ом/км]; R₀=0.45 [Ом/км] ;

X₁₆= X₁₉=X₀×L_нн×S_б/U²_б,нн=0.44×5.7×700/11²=1.18 ;

R₁₆= R₁₉=R₀×L_нн×S_б/U²_б,нн=0.45×5.7×700/11²=1.21 ;

Z₁₆= Z₁₉= ÖX₁₆²+ R₁₆² =Ö1.18²+1.21² =1.7 .

Для ВЛ-10 “Пузырёво” L_нн = 19.5 [км] :

ВЛ-10 “к/з Ленина” L_нн = 19.5 [км] :

X₁₅ = X₂₀ = X₀×L_нн(в)×S_б/U²_б,нн=0.44×19.5×700/11²=4.05 ;

R₁₅ = R₃₀ =R₀×L_нн(в)×S_б/U²_б,нн=0.45×19.5×700/11²=4.14 ;

Z₁₅=Z₃₀= ÖX₁₅²+ R₁₅² = Ö4.05²+4.14² =5.8 .

Для ВЛ-10 “к-з Заря” L_нн = 10 [км] :

ВЛ-10 “ Калинино” L_нн = 10 [км] :

X₁₇ = X₂₁ = X₀×L_нн(в)×S_б/U²_б,нн=0.44×10×700/11²=2.07 ;

R₁₇ = R₂₁ =R₀×L_нн(в)×S_б/U²_б,нн=0.45×10×700/11²=2.12 ;

Z₁₇=Z₂₁= ÖX₁₇²+ R₁₇² = Ö2.07²+2.12² =2.97 .

Параметры силовых трансформаторов:

X_в=0.5/100(U_к,в-с+U_к,в-н-U_к,с-н)= 0.5/100(10.5+17.5-6.5)=0.11 ; (5.4)

X_с=0.5/100(U_к,в-с+U_к,с-н-U_к,в-н)= 0.5/100(10.5+6.5-17.5)= - 0.0025 ; (5.5)

X_н=0.5/100(U_к,в-н+U_к,с-н-U_к,в-с)= 0.5/100(17.5+6.5-10.5)=0.068 ; (5.6)

X₄= X₇= X_в×S_б×U²_н,вн/S_н×U²_б,вн =0.11×700×115²/10×115²=7.7 ;

Z₄= Z₇=X₄ =7.7 ;

X₅= X₈= X_c×S_б×U²_н,cн/S_н×U²_б,cн = - 0.0025×700×38.5²/10×38.5²= - 0.175 ;

Z₅= Z₈=X₅ = - 0.175 ;

X₆= X₉= X_н×S_б×U²_н,нн/S_н×U²_б,нн =0.068×700×11²/10×11²=4.76 ;

Z₆= Z₉=X₆ =4.76 .

Параметры КУ:

Z₁₉=X₁₉=0.5×S_б×U²_н,нн/Q_ку×U²_б,нн =0.5×700×11²/0.45×11²=777 ; (5.7)

E₂=E₃»1.06 .

Параметры ТСН :

Z₁₄= Z₂₂= X₁₄= X_{22 ;}

X₁₄= (U_к%/100)×S_б×U²_н,нн/S_{ном,тр-ра}×U²_б,нн =(4.5/100)×700×11²/0.1×11²=500 . (5.8)

Все сопротивления схемы замещения сведены в таблицу 5.1

Таблица 5.1

Значения сопротивлений схемы замещения

N0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
О.е.	1	1.53	1.53	7.7	- 0.175	4.76	7.7	-0.175	4.76	5.76	6.3
N0	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
О.е.	6.3	4.35	500	5.8	1.7	2.97	777	1.7	5.8	2.97	500

Таблица 5.2Значения ЭДС

Е1	1.00
Е2	1.06

5.3 Расчёт токов КЗ

Расчёт проводится для двух режимов: максимальный и минимальный

За минимальный режим принимаем режим с нормально отключенными секционными выключателями.

За максимальный режим принимаем режим со включенными секционными выключателями.

Точка К1

Максимальный режим (см. рис.4)

Рис.4

Z_экв1=(Z₂×Z₃)/(Z₂+Z₃)=1.53×1.53/3.06=0.765 ,

Z_экв2= Z_экв1+ Z₁=0.765+1=1.765 ,

Z_экв3= (Z₄+ Z₆) (Z₇+Z₉) / (Z₄+ Z₆+ Z₇+Z₉) = =(7.7+4.76) (7.7+4.76) / (7.7+7.7+4.76+4.76)=6.23 ,

Z_экв4= Z₁₈+ Z_экв3 =777+6.23 =783.23 ,

Е_å= (E₁Z_экв4+E₂Z_экв2)/(Z_экв4+Z_экв2)= (1×783.23 + 1.06×1.765)/(783.23+1.765)=1.00

Z_å= (Z_экв4× Z_экв2)/(Z_экв4 + Z_экв2)=783.23×1.765/(783.23+1.765)=1.761 ,

Отсюда ток КЗ

I^*(3)_К1= Е_å/ Z_å=1.00/1.76=0.57 , (5.9)

I⁽³⁾_К1= I^*(3)_К1×I_б,вн= 0.57×3.5=1.99 [кА] . (5.10)

Ударный ток

i_уд = 2 ×К_уд×I⁽³⁾_К1=1.414×1.6×1.99=4.5 [кА] , (5.11)

где К_уд =1.6 для Та=0.02 [с] ( справочная величина ) ;

Минимальный режим (см. рис.5)

Z₂

E₁Z₁ Z₄Z₆Z₁₉E₂

Z₃