Контрольная работа: Выбор токоограничивающего реактора. Расчет электрической нагрузки трансформатора
Контрольная работа: Выбор токоограничивающего реактора. Расчет электрической нагрузки трансформатора
Задача 1
Выбрать
токоограничивающий реактор на кабельной линии электростанции в целях
ограничения токов короткого замыкания до величины, указанной в таблице
вариантов, таблица 1.1. Выбор реактора на отходящей кабельной линии осуществить
в предположении, что секционный выключатель QB- включен.
При выборе реактора учесть подпитку точки короткого замыкания
К2 генераторов и от системы.
Дано:
Максимально рабочий ток кабельной линии Ip max 600 А.
Номинальная мощность генераторов Рн 30 МВт.
Номинальный коэффициент мощности генераторов cos φ 0.92
Номинальное напряжение установки Uн 6,3 кВ.
Величина ограничения мощности КЗ Sкз 250 МВА.
Время действия защиты присоединения t 1,0 с.
От системы в точке К1 Sкз 1980 МВА.
Номинальная мощность тр – ра 32 МВА.
Исходная схема к выбору реактора представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема электроустановки.
Согласно схемы на рисунке 1 составим схему замещения прямой
последовательности, на рисунке 2.
Рисунок 2. Схема замещения прямой последовательности.
реактор трансформатор генератор напряжение
Производим выбор оборудования с расчетом индуктивных
сопротивлений и сверхпереходных ЭДС для отдельных элементов схемы замещения.
Расчет производим в о. е.
Принимаем базисные значения:
Расчет отдельных элементов схемы замещения.
Система:
Генератор:
Трансформатор:
Преобразуем схему замещения в простой вид. Так как G1и G2 работают в параллель, сведем их к одной точке.
Рисунок 3. Схема замещения.
Периодическая составляющая тока КЗ в точке К1:
Эквивалентное результирующее сопротивление цепи в точке К2
при отсутствии реактора:
Ограничиваемый ток КЗ:
Сопротивление цепи с учетом реактора:
Находим требуемое сопротивление реактора:
На основании расчета выбираем реактор РБДГ – 10 – 4000 –
0,105 с параметрами: Uн – 10 кВ, Iн – 4000, Хр – 0,105 Ом, Iдин – 97 кА, I 2терм – 38,2 кА.
Результирующее сопротивление цепи с учетом реактора:
Начальное значение периодического тока КЗ за реактором:
Проверка реактора на электродинамическую стойкость:
Проверка выполнения условия на электродинамическую стойкость:
Проверка реактора на термическую стойкость:
где:
Определение теплового импульса:
Проверка выполнения условия на термическую стойкость:
Остаточное напряжение на шинах при КЗ за реактором:
Остаточное напряжение, создаваемое линейным реактором, должно
быть не менее 65-70% от номинального напряжения установки.
Потеря напряжения в рабочем режиме:
В нормальном режиме работы потеря напряжения в реакторе, как
правило, не должна быть выше 1−1,5%.
Выбранный реактор соответствует всем нормам.
Задача 2
Выбрать сборные шины распредустройства 6 или 10 кВ по данным
приведенным в таблице вариантов. Выбранные шины проверить на действие КЗ.
Дано:
Номинальное напряжение установки Uн – 6,3 кВ.
Максимальная рабочая мощность нагрузки Sp max 30 МВА.
Начальный сверхпереходной ток 3 – х фазного КЗ I(3) 26 кА.
Установившийся ток 3 – х фазного КЗ I(3) 21 кА.
Установившийся ток 2 – х фазного КЗ I(2) 23 кА.
Время действия защиты tз 0,8 с.
Число часов использования максимума нагрузки Тmax 4000 час.
Решение.
Найдем максимальный расчетный ток:
По справочнику выбираем шины, алюминиевые 2 х 100х10
продолжительный допустимый ток 2860 А.
Произведем проверку по нагреву длительно допустимым током в
нормальном режиме.
при расположении
шин плашмя К1 = 0,95 при ширине полосы < 60мм. и с учётом
поправки на температуру воздуха, отличной от принятой ; , тогда
Условие выполняется.
Расположим шины плашмя и определим момент инерции:
Минимальное расстояние между осями опорных изоляторов вдоль
фазы:
Принимаем расстояние между осями опорных изоляторов вдоль
фазы равное 1,5 м.
Определим ударный ток:
где:
Максимальное усилие действующее на проводник средней фазы:
где: a – 0,3 м расстояние между осями проводников (фаз);
Рассчитаем резонанс на шине
Момент изгибающий шину:
Момент сопротивления:
Максимальное расчетное напряжение шины при КЗ определится по формуле:
Шины являются механически прочными, если соблюдается условие
где − допустимое механическое
напряжение в материале шин.
Допустимое напряжение для алюминиевых шин 75 МПа;
Условие выполняется.
Рассчитаем междуполосное усилие:
Определим коэффициент формы:
где =2b – расстояние между осями полос.
По кривым определим коэффициент формы для проводников
прямоугольной формы:
Рассчитаем междуполосное усилие по формуле (24):
Пролет рассчитывают по двум
формулам и принимают меньшее значение.
где − расстояние
между осями полос, см; −Па – модуль упругости;− междуполосный момент инерции,
.
где − 2,318 масса
полосы на единицу длины, .
Из двух полученных по формулам (25) и (26) значений
принимается наименьшее .
Момент, изгибающий полосу определяем из выражения:
Момент
сопротивления (шины в пакете всегда расположены на ребро.)
Напряжение в
материале шин от междуполосных сил взаимодействия:
Шины являются механически прочными, если соблюдается условие
где − допустимое механическое
напряжение в материале шин.
Допустимое напряжение для алюминиевых шин 75 МПа;
Условие выполняется.
Проверка на термическую стойкость и действию токов КЗ.
Для алюминиевых шин допускается конечная температура при КЗ 200
С.
Начальная температура шины:
По кривым для определения конечной температуры шин при КЗ:
где:
По назначению Ак находим, что при КЗ шины
нагреваются до 90С, что допустимо,
т.к.
>
Проверим шины на тепловой импульс:
где:
Минимально возможное сечение проводника, отвечающее
требованию его термической стойкости при КЗ:
где С – функция, А/мм, для алюминиевых шин С =
91,
т.к. =292,78 мм2,
а шины выбраны сечением 1000 мм, то они
являются термически стойкими.
Задача 3
Рассчитать эл. нагрузки и ток трехфазного КЗ на шинах 10кВ
ГПП в наиболее тяжелом режиме. Выбрать трансформатор ГПП, рассчитать потери в
них. Выбрать выключатели вводов 10 кВ ГПП.
Дано:
Количество СД 8шт.
Номинальная активная мощность СД 5000 кВт
СД / 0.9/0.16
Сторонняя нагрузка Рн 20000 кВт
сторонней нагрузки 0,7
Sкз на стороне 110 кВ 6900 МВА
Длина линии 7 км
Решение.
Определение электрических нагрузок будем производить по
методу коэффициента спроса. Определим суммарную мощность:
где: количество СД; коэффициент спроса
Найдем реактивную мощность СД:
где:
где:
С учётом коэффициента разновременности максимума нагрузки:
где: = 0,95 -
коэффициента разновременности максимума по активной нагрузке; = 0,9 - коэффициента
разновременности максимума по реактивной нагрузке.
Расчетный коэффициент реактивной мощности равен:
Поэтому необходимо скомпенсировать
реактивную мощность до значения =
0.25;
Выбираем батареи конденсаторов стандартной мощности для
внутренней установки типа КРМ (УКЛ 56) – 10,5 кВ - 4000 в количестве 6 штук, суммарной
мощностью 24000 квар, тогда с учётом КУ:
Найдем рабочий ток:
Мощность силовых трансформаторов определим по формуле (39).
Число трансформаторов принимаем равным 2. Мощность трансформаторов выбирают с
учетом коэффициента загрузки, равным 0,65÷0,7 в нормальном режиме. Таким
образом, мощность трансформатора ориентировочно определяется из условия:
где n –
число трансформаторов;
– коэффициент загрузки трансформатора.
Выбран трансформатор типа ТДЦ – 40/ 115:
; ;
; ;
; ;
Выбранный по условиям нормального режима работы трансформатор
проверяется по допустимой перегрузке (при отключении одного из трансформаторов)
по выражению:
где – коэффициент
перегрузки трансформатора. не
должен превышать значение 1,4, т.е 1,4∙ ≥
. Такая перегрузка
трансформатора допускается в течение пяти дней по шесть часов, при этом
возможно отключение части ЭП, относящихся к III – й категории.
Страницы: 1, 2
|