Расчёт и выбор устройств компенсации реактивной мощности

    

    

    К_АВ.ДОП=1,61>К_АВ=1,28

      По /9, стр.454/ принимается трансформатор  типа ТДН – 16000/110 с паспортными данными: S_НОМ=16000 кВА, U_ВН=115 кВ, U_НН=6,3 кВ, P_ХХ=26 кВт, P_КЗ=85 кВт, U_КЗ=10,5%, I_ХХ=0,85%.

    Число часов использования максимума нагрузки находится по годовому графику нагрузок.

    

    Рисунок 2 – Годовой график электрических  нагрузок завода металлоконструкций 

    Потреблённая  из сети энергия:

    W=∑S_i*t_i = 7739 о.е.·ч

    Т_мах = ;                                                                                                   (46)

    Т_мах = ч;

    Определяются потери в трансформаторах ГПП:

    Потери  активной мощности:

      кВт

    Потери  реактивной мощности:

    

    

    Время наибольших потерь:

    τ = (0,124+ )²*8760                                                                             (47)

    

    τ = (0,124+ )²*8760=7063 ч.

    Потери  электрической энергии:

                                                                             (48)

     кВт·ч=947 МВт·ч 

    5.3 Выбор схемы электрических соединений  ГПП 
 

     110 кВ

         S₁            S₂

    S₃         Q₁    S₄

 

               S₅           S₆ 

   Q₂      Q₃ 

  T₁              T₂

 

            Q₄     Q₆          Q₅ 

         6 кВ

 
 
 

          Рисунок 3 – Схема электрических соединений ГПП 

    С учётом норм технологического проектирования принимается схема с выключателями на стороне высокого и низкого напряжения и ремонтной перемычкой из выключателя и двух нормально отключенных разъединителей со стороны линии. Подстанция получает электроэнергию по двум параллельным линиям электропередач. В нормальном режиме трансформаторы работают раздельно. Для ограничения тока короткого замыкания секционный выключатель при  нормальной  работе разомкнут. При аварии трансформатора Т₁ выключатели Q₄ и Q₂ отключаются, и включаются секционные выключатели Q₆ и Q₁. Вся нагрузка переходит на трансформатор Т₂. Ввод резервного питания осуществляется автоматически. Замена повреждённого трансформатора производится в течение нескольких часов. 

    5.4 Расчёт токов короткого замыкания 

                                         Х_ВЛ    Х_Т

     

        Х_С

             Х_ВЛ    Х_Т

 

                               К₁     К₂ 

                    Рисунок 3 – Схема замещения  ГПП 

    Выбираются  базовые условия:

    Точка К₁                                           

    S_Б=1600 МВА, U_Б=115 кВ,    

      кА,  

    Точка К₂

    S_Б=1600 МВА, U_Б=6,6 кВ,

      кА 

    Сопротивление системы: х_С=1

    Сопротивление линии:

    Сопротивление трансформатора:

    Ток в точке К₁:

                               I_к1 = I_к1**I_б1 = 0,495*8,1=4,01 кА

    

    Ток в точке К₂:

                                I_к2 = I_к2**I_б2 = 0,08*140=11,2 кА

    Определяются  ударные токи:

     ,

где   К_У – ударный коэффициент;

         К_Увн =1,608 по /10, стр.150/;

      К_Унн =1,65 по /10, стр.150/;

    

    Время действия короткого замыкания:

    τ = t_в + Dt_с+ t_рз

где   t_в=0,06¸0,08 с – время отключения выключателя;

    t_р.з=0,01¸0,02 с – время срабатывания релейной защиты;

    Dtс=0,3¸0,6 с - селективность

    τ = 0,07+0,01+0,5=0,58 с 

    Тепловой  импульс короткого замыкания:

    b_к = I_кi²(τ + Т_а),

где  Т_а = 0,12 с - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з.

    b_к1 = 4,01² (0,58 + 0,12) = 11 кА²с

    b_к2 = 11,2² (0,58 + 0,12) = 88 кА²с

    Мгновенное  значение апериодической составляющей: 

    i_аτ = I_кi e^-τ/T

    i_аτ1 = *4,01*e^{-0,58/ 0,12} = 0,05 кА

    i_аτ2 = *11,2*e^{-0,58/ 0,12} = 0,126 кА 

    5.5 Выбор оборудования и токоведущих  частей ГПП

    5.5.1 Выбор сечения ВЛ – 110 кВ 

Сечение ВЛ -110 кВ выбирается по экономической  плотности тока:

    

где J_ЭК – экономическая плотность тока по /4, стр.227) J_ЭК =1,2 А/мм²;

      I_P – расчетный ток линии, А.

      

    

    Принимаем провод АС – 70.

    1)Проверка  провода по нагреву:

    н.р. ,

    а.р. ,

   2)Проверка на корону:

    1,07×Е£0,9×Е_О,

где Е_О – максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля, кВ/см;

    Е – напряженность электрического поля около поверхности нерасщепленного

 провода,  кВ/см.

    

где m – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода m=0,82

         из /10, стр. 237/;

     r_О – радиус провода, r_О =5,7 мм.

    

где D_СР – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см;

    D_СР=1,26×D,

где D – расстояние между соседними фазами, см.

    D_СР=1,26×300=378 см

    

    1,07×Е=1,07×24,2=26£0,9×Е_О=0,9×35=31,5 кВ/см,

    Условие выполняется.

    Определение потерь в линии:

    DW=n×(3×I_P²×R×t×10^-3)=2×(3×58²×0,428×21×7063×10^-3)=1281 МВт×ч 
 

    

    

    5.5.2 Выбор оборудования ГПП 

        Выбор оборудования сведем в  таблицу 
 
 

    Таблица 5 – Выбор оборудования ГПП