Роль подстанции в системе электроснабжения г. Донецка (стр. 2 из 5)

S_р=

(2.7)

S_р=

кВА

2.3.2 Исходя из расчётной мощности подстанции S_р=690 кВА и необходимой надёжностью питания потребителей, принимаем два силовых трансформатора типа ТМ 400/6 мощностью 400 кВА каждый.

Тип	SнкВА	U1нкВ	U2нкВ	Iхх%	Uкз%	PххкВт	PкзкВт	Ценагрн.
ТМ 400/6	400	6	0,4-0,23	2,1-3	4,5	0,92-1,08	5,5-5,9	30000

2.2.3 Проверяем обеспеченность питания потребителей трансформаторами в нормальном режиме по условию

S_{н тр}= S_н*n_раб>S_р (2.8)

где S_н=400 кВА- номинальная мощность трансформаторов;

n_раб=2- число рабочих, обслуживающих этот трансформатор;

S_{н тр}=400*2 = 800 кВА

Полученный результат удовлетворяет, т.е. 800>690 кВА, значит нормальное электроснабжение будет обеспечено.

2.2.4 Учтём допустимый аварийный перегрев трансформаторов

(2.9)

1,4*400=560

560

690

Но часть потребителей третей категории на время ремонта трансформаторов можно будет отключить.

2.3 Компенсация реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности, или повышения коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий, имеет большое народнохозяйственное значение и является частью общей проблемы повышения КПД работы схемы электроснабжения и улучшения качества отпускаемой электроэнергией.

2.3.1 Определяем мощность компенсирующего устройства

“Q_ку”, исходя из необходимости повышения cos до величины 0,92,. Которой соответствует оптимальное значение tg, равное 0,42. Находим необходимую мощность по формуле

Q_ку=P_макс(tg

-tg ) (2.10)

где P_макс =653 – расчётный максимум активной нагрузки подстанции;

tg

=-0,42 тангенс “фи” в период максимума нагрузок;

Находим tg

по формуле

tg

=Q_макс/P_макс (2.11)

tg

=357/653=0,55

Q_ку=653(0,55-0,42)=85 кВАр

Выбираем компенсирующее устройство УКН-0,38 мощностью 85 кВАр

2.3.2 Определяем мощность нашей подстанции с учётом компенсирующих устройств по формуле

S _{т п} =

; кВАр (2.12)

S _{т п} =

; кВАр

2.4 Расчёт питающих линий

2.4.1 В зависимости от возможности прокладки трассы принимаем кабельные линии в траншее

По условию надёжности питания предусматриваем два ввода напряжением шины 6 кВ. Расчётная мощность каждой линии при отсутствии первой категории расчётная мощность равна половине мощности подстанции:

S_лр=Sn/2 кВА (2.13)

S_лр=710/2=355 кВА

2.4.2 Определяем расчётный ток линии по формуле

I_пр=

А (2.14)

I_пр=

А

2.4.3 Экономическое сечение кабеля “S_эк” находим по формуле

S_эк=I_пр/J_эк мм² (2.15)

S_эк=34/1=34 мм²

Принимаем кабели ААШВ (3*35); I_{дл доп}=125 А

2.4.4 Проверяем по длительно допустимому току

I’_{дл доп}

I_расч

I’_{дл доп}=определяется при заданных условиях прокладки и температуры активной среды.

I’_{дл доп}=К₁*К₂* I_{дл уст} А (2.16)

где К₁- поправочный коэффициент на фактор температуры окружающей среды;

К₂-коэфициент учитывающий число работающих кабелей

I_{дл доп}- табличное значение допустимого тока для выбранного стандарта сечения.

I’_{дл доп}=1*0,92*125=115 А

115>34 А

2.4.5 Проверяем в аварийном режиме

1,3* I_{доп табл}> I_{расч ар} (2.17)

где 1,3 –коэффициент учитывающий перегрузку кабеля в аварийном режиме на 30% сверх номинальной нагрузки в течении 5-6 часов в сутки.

I_{доп табл}=125 А

I_{расч ар}=68 А

1,3*115=149,5 А

149,5>68 А

Кабель проходит по всем характеристикам мы окончательно принимаем кабель ААШв (3*35мм²) с I_доп=125 А.

2.5 Расчёт токов короткого замыкания

2.5.1 Расчёт ведём по [1] в относительных единицах Составим расчётную схему – рис 2.5.1

2.5.2 По расчётной схеме составляем схему замещения – рисунок 2.5.2

Рисунок 2.5.2 Схема замещения

2.5.3 Принимаем базисные условия

Базисная мощность S_б= 100 МВА;

Базисное напряжение U_б= 6,3 кВ;

Определяем базисный ток

I_б=

кА (2.5.1)

I_б=

кА

2.5.4 Сопротивления элементов схемы

Системы:

X₁=S_б/S_к (2.5.2)

X₁=100/200=0,5

где S_б=100 МВА;

S_к=200 МВА – мощность отключения высоковольтного выключателя

Кабельной линии:

X₂=X₀

, (2.5.3)

где X₀=0,08 Ом/км – индивидуальное сопротивление 1 км кабельной линии.

=4 км – длина кабеля;

S_б= 100 МВА; U_н=6 кВ;

X₂=0.08*4(100/36)= 0.89

Силового трансформатора:

X₃=

, (2.5.4)

где U_к=4,5% - напряжение короткого замыкания трансформатора;

S_{н т}= 400 кВА = 0,4 МВА – номинальная мощность трансформатора.

X₃=(4,5/100)*(100/0,4)= 11,25

2.5.5 Токи и мощность к.з. в точке К₁

I_по1=I_б/X_рез, (2.5.5)

где I_б=9,17 кА – базисный ток;

I_по1- периодическая составляющая тока короткого замыкания

X_рез1=X₁+X₂ – результирующее сопротивление цепи до точки К₁

X_рез1=0,5+0,89=1,39

I_по1=9,17/1,39=6,6 кА;

Ударный ток короткого замыкания

I_у1=

кА (2.5.6)

где

=1,8 – ударный коэффициент принят по [1].

I_у1=

кА

Мощность короткого замыкания

S_к1=S_б/X_рез, (2.5.7)

S_к1=100/1,39=72 МВА

2.5.6Токи и мощность короткого замыкания в точке К₂:

I_по2=I_б/X_рез2, (2.5.8)

где X_рез2= X₁+X₂+X₃

X_рез2=0,5+0,89+11,25=12,64

I_по2=9,17/12,64=0,73 кА

Ударный ток короткого замыкания

I_у2=

кА

где

=1,3 – ударный коэффициент принят по [1].

I_у2=

кА

Мощность короткого замыкания

S_к2=S_б/X_рез2,

S_к2=100/12,64=7,9 МВА

2.6 Выбор и проверка аппаратуры

2.6.1 Проверяем кабель ввода ААШв (3*35) на термическую устойчивость к тока короткого замыкания

Для этого определяем тепловой импульс короткого замыкания

В_к=I_по1²(t_откл+T_а), (2.6.1)

где I_по1= 6,6 кА;

t_откл= t_защ +t_ов – время отключения тока короткого замыкания; t_защ=1с время срабатывания релейной защиты; t_ов=0,12с - время отключения выключателя;

T_a=0,02с – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания.

В_к=6,6²(1+0,12+0,02)=49,6 кА*с²

Минимально термически устойчивое сечение кабеля

Smin=

, (2.5.2)

где С= 85 термический коэффициент – принят по [1], с 245.

Smin=

мм²,

что выше 35 мм², принятых ранее.

Следовательно, кабель ААШв (3*35) термически не устойчив.

Принимаем на вводе кабель ААШв (3*95) с сечением жил 95 мм²; I_{доп табл}=225А.

2.6.2 Проверяем кабель ввода по потере напряжения в аварийном режиме

R=P*

/S=0.0283*4000/95=1.19 Ом