Проектирование систем электроснабжения сельскохозяйственного назначения (стр. 6 из 13)

, (3.2)

где

– реактивное удельное сопротивление, Ом/км;

– расстояние между проводами равное 0,4 м;

– номинальный наружный диаметр жилы, мм.

Получаем следующие значения:

для сечения 35 мм

Ом/км;

для сечения 50 мм

Ом/км;

для сечения 70 мм

Ом/км;

для сечения 95 мм

Ом/км.

Проверка выбранных нами марок проводов на термическую стойкость производиться в пункте 4.2.2.

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДСТАНЦИИ

4.1 Возможные варианты схемы электрических соединений на ПС «Наумовка» 35/10 кВ

4.1.1 Возможные варианты схемы электрических соединений на стороне 10 кВ

На стороне 10 кВ используются следующие варианты схемы электрических соединений:

– с одной системойсборных шин (рисунок 4.1, а);

– с двумя системами сборных шин (рисунок 4.1, б).

а) б)

Рисунок 4.1 – Варианты схем электрических соединений на стороне 10 кВ

а) с одной системой сборных шин, б) с двумя системами сборных шин

Наиболее простой схемой электроустановок на стороне 10 кВ является схема с одной несекционированной системой сборных шин.

Источники питания и линии присоединяются к сборным шинам с помощью выключателей и разъединителей. При повреждении линии достаточно отключить только один выключатель. Операции с разъединителями необходимы только при выводе присоединения в целях обеспечения безопасного производства работ. Такая схема позволяет использовать комплектные распределительные устройству (КРУ), что снижает стоимость монтажа, позволяет широко применять механизацию и уменьшить время сооружения электроустановок.

Недостатки схемы:

– много коммутационной аппаратуры;

– при повреждении шины и шинных разъединителей, а также при их ремонте необходимо отключить источники питания, что приводит к перерыву электроснабжения всех потребителей;

– при КЗ на сборных шинах также вызывает отключение источников питания и потребителей.

Эти недостатки частично устраняются путем разделения сборных шин на секции, число которых соответствует числу источников питания. Секционирование может быть осуществлено с помощью только разъединителей и с помощью разъединителей и выключателя (рисунок 4.2). Схема с секционным выключателем сохраняет все достоинства схемы с одной системой шин, кроме того, авария на сборных шинах приводит к отключению только одного источника и половины потребителей.

В схеме с двумя системами сборных шин каждый элемент присоединяется через развилку из двух шинных разъединителей, что позволяет осуществлять работу как на одной, так и на другой системе шин (рисунок 4.1, б). Такая схема позволяет производить ремонт одной системы сборных шин, сохраняя в работе все присоединения. К недостаткам относятся: большое количество разъединителей, изоляторов, токоведущих материалов и выключателей, более сложную конструкцию распределительного устройства, что ведет к увеличению капитальных затрат на сооружения КРУ, использование разъединителей в качестве оперативных аппаратов, что увеличивает количество ошибочных операций производимых персоналом [5].

Рисунок 4.2 – Схема с секционным выключателями и с разъединителями

На стороне 10 кВ выбираем схему с двумя секциями сборных.

4.1.2 Возможные варианты схемы электрических соединений на стороне 35 кВ

На стороне 35 кВ используются следующие схемы электрических соединении:

– схема блок трансформатор–линия;

– схема мостиков;

– кольцевые схемы.

Схема блок трансформатор–линия является упрощенной схемой электрических соединений, которая используется при небольшом количестве присоединений (рисунок 4.3, а). Такие схемы позволяют уме6ньшить расход электрооборудования и строительных материалов, снизить стоимость распределительного устройства, ускорить его монтаж.

а) б)

в)

Рисунок 4.3 – Варианты схем электрических соединений на стороне 35 кВ

а) схема блок трансформатор-линия, б) схема кольцевая, в) схема мостиковая.

мощность напряжение трансформатор электрический схема

Мостиковая схема применяется при двух линиях и двух трансформаторах. По существу это схема двух блоков трансформатор–линия, соединенных между собой на высокой стороне перемычкой (мостиком) (рисунок 4.3, в). В перемычке устанавливается выключатель, в цепях трансформаторов предусматриваются отделители, а также ремонтная перемычка с разъединителями. Достоинством такой схемы является экономичность и простота. Конструкция позволяет осуществить переход от схемы мостика к другим схемам при расширении.

В кольцевых схемах выключатели соединяются между собой, образуя кольцо (рисунок 4.3, б). Каждый элемент – линия, трансформатор присоединяется между двумя соседними выключателями. Самой простой кольцевой схемой является схема треугольника. Присоединение каждого элемента через два выключателя увеличивает гибкость схемы и надежность работы, при этом число выключателей не превышает числа присоединений. В кольцевых схемах надежность работы выключателей выше, чем в других схемах, так как имеется возможность опробования любого выключателя в период нормальной работы. Конструктивное выполнение распределительных устройств по кольцевым схемам позволяет достаточно просто переходить от схемы треугольника к схеме четырехугольника, а затем к схеме блоков трансформатор шины или к схемам со сборными шинами [5].

На стороне 35 кВ выбираем мостиковую схему с выключателями в сторону трансформаторов.

4.2 Расчет токов КЗ

Расчет токов КЗ производится для выбора и проверки электрических аппаратов и проводников, проектирования и настройки релейной защиты и автоматики.

Для вычисления токов КЗ составим расчетную схему (рисунок 4.4, а) с указанными на ней мест нахождения токов КЗ (точки К1 и К2), а также исходными данными для их определения. По ней составляем схему замещения (рисунок 4.4, б).

Расчет будем вести в именованных единицах. Базисное напряжение

для каждой ступени берем на 5% больше, соответственно для стороны 35 кВ принимаем кВ, а для стороны 10 кВ кВ. Ток КЗ находим по формуле[18]:

; (4.1)

где

– ток короткого замыкания, кА;

– базисное напряжение, кВ;

– эквивалентное сопротивление участка от источника питания до точки КЗ, Ом.

а)

б)

Рисунок 12 – Схемы для расчета токов КЗ: а) расчетная схема сети; б) схема замещения.

Для выбора аппаратуры также нужно знать ударный ток КЗ который определяется по формуле [18]:

, (4.2)

где

– ударный коэффициент.

Ударный коэффициент может быть определен следующим образом [18]:

, (4.3)

где Та – постоянная времени затухания апериодического тока, с.

Постоянную времени затухания апериодического тока находим по формуле:

, (4.4)

где

, – эквивалентные реактивные и активные сопротивления до точки КЗ, Ом.

В качестве примера приведем расчет тока КЗ в точке К1, для этого найдем сопротивления всех элементов находящихся до этой точки.

Параметры проводов сечением АС-70 берем из таблицы 1.3. Находим активное и реактивное сопротивления линии по формулам (1.11-1.12).

Ом,