Дипломная (вкр): Расчет силового масляного трансформатора

2.5.2 Расчет параметров схемы замещения

Расчет сопротивлений участков:

Активное сопротивление линии:

где l - длина линии (км), r0 - удельное сопротивление (Ом/км).

Реактивное сопротивление линии

где l - длина линии (км), х0 - удельное реактивное сопротивление (Ом/км).

Реактивная проводимость линии

где l - длина линии (км), b0 - удельная емкостная проводимость (См/км).

Зарядная мощность линии

Данные заносятся в таблицу 5.1.1:

Таблица 2.5.1.1 Характеристика проводов

Мощности и потери мощности на участках рассчитываются с помощью формул:

- потери холостого хода трансформатора, МВА

- потери в трансформаторе, МВА

2.6 Расчет нормального режима работы замкнутой сети

Мощности и потери мощности на участках рассчитываются с помощью формул:

- потери в линии, МВА

Пример расчета приведен [2].

Рисунок 2.6 1 - схема расчета замкнутого контура.

Расчет с учетом потерь мощностей:

Рисунок 2.6 2 - Схема замещения сети.

Расчет напряжений в узлах:

Напряжение находится, используя данные формулы [2]:

(кВ),

Где активная мощность на участке (МВА)

реактивная мощность на участке (МВА)

активное сопротивление (Ом)

реактивное сопротивление (Ом)

кВ

кВ

 кВ

Модуль напряжения:

 кВ

Узел 1:

Узел 2`:

Узел 3:

Узел 2``:

3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПОДСТАНЦИИ

3.1 Выбор схемы электрических соединений подстанции

Тип трансформатора ТРДН-40000/220

Мощность трансформатора S=40МВА

Напряжение U=220кВ

Сопротивление трансформатора Х=158 Ом

Длинна линии LW1=40 км

Длинна линии LW2=30 км

Сопротивление линии XW1=17.4 Ом

Сопротивление линии XW2=13.05 Ом

Мощность системы Sc=141.51КВА

Сопротивление системы Xc=19.8 Ом

Главная схема электрических соединений должна удовлетворять следующим требованиям:

         обеспечивать надежность электроснабжения в нормальных и послеаварийных режимах;

         учитывать перспективы развития;

         допускать возможность расширения;

         обеспечивать возможность выполнения ремонтных и эксплуатационных работ на отдельных элементах схемы и без отключения присоединений.

При этом следует применять простейшие схемы. Для тупиковой схемы рекомендуется применять схему "два блока с выключателем в цепях трансформатора и неавтоматической перемычкой".

Схема подстанции приведена на втором листе графической части проекта.

3.2 Выбор трансформаторов собственных нужд

Приёмниками собственных нужд являются оперативные цепи, электродвигатели системы охлаждения силовых трансформаторов, освещения и электроотопления помещений, электроподогрев коммутационной аппаратуры и т.д.

Суммарная расчётная мощность приёмника собственных нужд определяется с учётом коэффициента спроса.

Расчёт мощности приёмника собственных нужд приведён в таблице 3.2.1

Таблица 3.2.1 Расчет мощности приёмника собственных нужд

На подстанции предусматривается установка двух трансформаторов собственный нужд номинальная мощность выбирается из условий:

ТСН>SСН

где SТСН - мощность трансформатора собственных нужд, кВА;СН - мощность потребителей собственных нужд, кВА.

Поскольку SСН=11.27 кВА, то берём мощность трансформатора собственных нужд равной 25 кВА. Ремонтную нагрузку подстанции берём равной 20 кВА. При подключении такой нагрузки на один трансформатор допускается его перегрузка на 20%. Мощность трансформатора для обеспечения питания нагрузки собственных нужд с учётом ремонтных нагрузок:

SТСН=

ТСН==26.1 кВА.

Рисунок 3.2.1 - Силовой трансформатор ТМ: 1 - болт заземления, 2 - бак, 3 - воздухоочиститель, 4 - расширитель, 5 и 6 - проходные изоляторы вводов 6 и 0,4 кВ, 7 - термосифонный фильтр, 8 - выемная часть, 9 - радиатор

Стандартная мощность трансформатора 40 кВА. Окончательно для питания потребителей собственных нужд принимаем трансформатор ТМ-40/10.

3.3 Расчет токов короткого замыкания

Значения токов короткого замыкания необходимы для правильного выбора оборудования на сторона 220 кВ и 10 кВ. Подстанция питается по двум тупиковым линиям схемы замещения для расчета токов короткого замыкания приведена на рис.2.3.1

Расчет токов короткого замыкания выполним в именованной системе единиц. Мощность короткого замыкания на шинах 220 кВ центра питания составляет

Рисунок 3.3.1 - Схема замещения для расчета токов короткого замыкания

Сопротивления системы равно.

=220*220/141.51=342.025 Ом.

Сопротивление работающих линий= 13.05/2=6.525 трансформаторов= 158/2=79

Периодическая составляющая ТКЗ в точке =220/ (342.025+6.525) =0.631кА

тоже в точке приведенная к напряжению высшей стороны

=220/ (342.025 +6.525+79) = 0.515кА

реальный ТКЗ в точке

= 0.515* (220/10) =11.32кА

Ударный ток

В точке = 1.437кА

В точке= 25.775кА

Допустим, что амплитуда ЭДС и периодическая составляющая ТКЗ неизменны по времени, поэтому через время, равное времени отключения =0.631 кА для точки ; =11.32 кА для точки ;

Апериодическая составляющая ТКЗ к моменту расхождения контактов выключателя;

=1,41·0.631·= 0.081кА =1,41·11.32·= 2.155 кА

где - постоянная времени затухания апериодической составляющей для =0,025 с для =0,05 с.

Интеграл Джоуля для =0.631·0.631· (0,06+0,025) = 0.034к для =11.32·11.32· (0,1+0,05) = 19.222 к

Результаты расчета сведены в табл. 3.3.1.

Таблица 3.3.1 Токи короткого замыкания

3.4 Выбор высоковольтных аппаратов РУ электрических частей

Высоковольтные электрические аппараты выбираются по условию длительного режима роботы и проверяются по условиям коротких замыканий. При этом для аппаратов производятся:

выбор по напряжению;

выбор по нагреву при длительных токов;

проверка на электродинамическую стойкость;

проверка на термическую стойкость;

выбор по исполнению (для наружной или внутренней установки);

Выбору подлежат: выключатели на стороне высшего напряжения; вводные выключатели на стороне 10 кВ; секционные выключатели на стороне 10 кВ; выключатели отходящих линий 10 кВ; разъединители высшего напряжения; трансформаторы типа и напряжения 110 кВ и 10 кВ; ошиновка распределительных устройств 110 кВ и 10 кВ.

Для выбора аппаратов и токоведущих частей необходимо определить токи нормального и послеаварийного режима. Определение токов производится для случая установки на подстанции силового трансформатора. Рассчитанного согласно графику нагрузки подстанции.

Максимальный ток на внешней стороне

= (1.4*40*1000) / (1.73*220) = 147.136А.