Проектирование системы электроснабжения нефтепромысла

Суммарная реактивная мощность всей подстанции Q_ОБЩ, квар

Q_ОБЩ=1580.5 квар

Суммарная нагрузка всей подстанции _{, кВА}

 

Нагрузка на один трансформатор  S_Ф1, кВА

 

Так как данные объекты  относятся ко второй группе категорий  энергоснабжения, то они имеют два  взаимно резервируемых трансформатора с коэффициентом загрузки β=0.6.Принимаем β=0.6, так как в данной работе не учитывается потери в линии электропередач.

Расчётная мощность трансформатора S_T, кВА

 

Осуществляется выбор трансформатора типа ТМН-4000/35 [6]

Основные технические  характеристики трансформатора ТМН-4000/35 представлены в таблице 6.1

Таблице 5.1

Тип трансформатора	Sном (кВА)	UВН (кВ)	UНН (кВ)	PXX (кВт)	PКЗ (кВт)	UК (%)	IХХ (%)
ТМН-4000/35	4000	35	11	5.6	33.5	7.5	0.9

Фактическая загрузка 1 трансформатора:

₌=0.63 0,7

Аварийная загрузка трансформатора:

_{- при аварийном  режиме трансформаторы  допускают п}ерегрузку на 140 %.

Данный трансформатор  удовлетворяет требуемым условиям для электроприемников 1 и 2 категории.

 

5.2. Расчёт мощности трансформатора без учета компенсации.

Суммарная активная мощность всей подстанции Р_ОБЩ, кВт

Р_ОБЩ=4752.3кВт

Суммарная реактивная мощность всей подстанции Q_ОБЩ, квар

Q_ОБЩ=4438 квар

Суммарная нагрузка всей подстанции _{, кВА}

 

Нагрузка на один трансформатор  S_Ф1, кВА

 

Расчётная мощность трансформатора S_T, кВА

S_T= = =2709.3 кВА

Осуществляется выбор трансформатора типа ТМН-6300/35

Основные технические  характеристики трансформатора ТМН-6300/35 представлены в таблице 5.2

Таблице 5.2

Тип трансформатора	Sном (кВА)	UВН (кВ)	UНН (кВ)	PXX (кВт)	PКЗ (кВт)	UК (%)	IХХ (%)
ТМН-6300/35	6300	35	11	8	46.5	7.5	0.8

 

Фактическая загрузка 1-го трансформатора:

₌=0.520,7

 

 

Аварийная загрузка трансформатора:

_{- при аварийном  режиме трансформаторы  допускают п}ерегрузку на 140 %.

Данный трансформатор  удовлетворяет требуемым условиям для электроприемников 1 и 2 категории.

 

6. Расчёт мощности установок централизованной компенсации реактивной мощности.

Установка централизованной компенсации реактивной мощности необходима при .

Суммарная активная мощность всей подстанции Р_ОБЩ, кВт

Р_ОБЩ=4752.3 кВт

Суммарная реактивная мощность всей подстанции Q_ОБЩ, квар

Q_ОБЩ=1580.5 квар

 

Установка централизованной компенсации реактивной мощности не требуется.

 

 

 

 

 

 

 

7. Расчёт токов короткого замыкания.

Рис.7.1. а) однолинейная схема подстанции, б) схема замещения

Параметры расчётной схемы

UC, кВ	IC, кА	SC, МВА	r01, Ом/км	x01, Ом/км	l, км	SНОМ, МВА	UБАЗИС, кВ	UН, кВ	Uk, %	ΔPk, кВт	Uсредн, кВ (на  стороне ВН)	Uсредн, кВ (на  стороне НН)
35	19	1200	0.21	0.384	15	6.3	37	11	7.5	46.5	37	11

 

Требуется рассчитать токи короткого замыкания в точках К1 и К2.

Поскольку токи КЗ нужно  определить на двух разных ступенях напряжения, в качестве базовой принимаем систему и ее напряжение:

U_б= U_c=37 кВ

Определение параметров схемы замещения в физических единицах, приведенных к базисной ступени напряжения.

Сопротивление энергосистемы  , Ом:

 

Сопротивление ВЛ и , Ом:

 

 

Сопротивления КЗ трёхфазных двухобмоточных трансформаторов и , Ом

 

 

Расчёт тока короткого  замыкания в точке К1.

При расчете ТКЗ ЭДС  всех источников принимаемых совпадающими по фазе, поэтому используется метод наложения: ток от каждого источника питания рассчитывается отдельно,  а затем результаты суммируются.

 

 

 

Ток короткого замыкания  в точке K1 , кА:

 

Постоянная времени затухания  апериодической составляющей тока обусловленного системой и сетью , с.:

 

Ударный коэффициент:

 

Ударный ток короткого  замыкания , кА.

 

Расчёт тока короткого  замыкания в точке К2.

 

 

 

Поскольку  , ток к.з. в точке К2, приведённый к базисному напряжению определяется без учёта активного сопротивления.

Ток короткого замыкания  в точке K1 , кА:

 

Постоянная времени затухания  апериодической составляющей тока обусловленного системой и сетью :

 

Ударный коэффициент:

 

Ударный ток короткого  замыкания , кА.

 

Определение параметров схемы замещения в относительных  единицах, приведенных к базисной ступени.

Базисное сопротивление  ,Ом:

 

Базисный ток , кА:

 

Сопротивление элементов  схемы замещения в относительных  единицах:

 

 

 

 

 

Расчёт тока короткого  замыкания в точке К1 в относительных  единицах.

Переход от тока и мощности короткого замыкания в относительных  единицах к току и мощности в физических единицах.

 

 

 

 

Ток в именованных  единицах, приведенный с той ступени, где  находится т.К1.

 

Расчёт тока короткого  замыкания в точке К2 в относительных  единицах.

 

 

 

 

 

Ток в именованных  единицах, приведенный с той ступени, где  находится т.К2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Выбор коммутационной  аппаратуры.

Работа электрического аппарата без повреждений могут быть обеспечена только при правильном выборе их по условиям работы в длительном режиме при максимальной нагрузке и в  режиме короткого замыкания в  сети. Электрические аппараты необходимо выбирать по каталогам исходя из условия нормального режима, затем следует проверить по режиму максимальных токов короткого замыкания для точек где предполагается установка того или иного аппарата. Выбранные аппараты представлены в таблице 8.1.а, б, в.

а) Выключатели на стороне  ВН и секционный выключатель на стороне  ВН [7]:

Таблица 8.1. а)

№ п/п	Условия для выбора	Расчётные величины	Тип и каталожные данные аппарата
			ВВЭ-35-25/630УХЛ2
1	По напряжению UУСТUНОМ	UУСТ=37 кВ	UНОМ=37 кВ
2	По длительному току IРАБ.MAXIНОМ		IНОМ=630 А
3	По отключающей способности IПIОТК.НОМ	сек IП=IПО=2.64 кА	IОТК.НОМ=25 кА tС.В.ОТК=0.035 сек
4	По включающей способности iУiВКЛ	iУ=4.35 кА	iВКЛ=120 кА
5	По электродинамической  стойкости IПОIДИН iУiДИН	IПО=2.64 кА iУ=4.35 кА	IДИН=63 кА iДИН=120 кА
6	По термической стойкости BKI2ТЕР*tТЕР	tОТК= tР.Э+ tОТК.В=0.095 сек	IТЕР=25 кА tТЕР=3 сек tОТК.В=0.06

 

 

 

 

 

б) Выключатели вводной  ячейки, отходящих линий, секционный выключатель на стороне НН[8]:

Таблица 8.1.б)

№ п/п	Условия для выбора	Расчётные величины	Тип и каталожные данные аппарата
			ВВЭ-10-20/630 УХЛ2
1	По напряжению UУСТUНОМ	UУСТ=10 кВ	UНОМ=10 кВ
2	По длительному току IРАБ.MAXIНОМ	*	IНОМ=630 А
3	По отключающей способности IПIОТК.НОМ	сек IП=IПО=2.15 кА	IОТК.НОМ=20 кА tС.В.ОТК=0.1 сек
4	По включающей способности iУiВКЛ	iУ=4.62 кА	iВКЛ=120 кА
5	По электродинамической  стойкости IПОIДИН iУiДИН	IПО=2.15 кА iУ=4.62 кА	IДИН=51 кА iДИН=120кА
6	По термической стойкости BKI2ТЕР*tТЕР	tОТК= tР.Э+ tОТК.В=0.22 сек Ta===0.015 сек	IТЕР=20 кА tТЕР=3 сек tОТК.В=0.12

 

в) Разъединитель на стороне  ВН[9]:

№ п/п	Условия для выбора	Расчётные величины	Тип и каталожные данные аппарата
			РДЗ-2-35/1000 УХЛ1
1	По напряжению UУСТUНОМ	UУСТ=37 кВ	UНОМ=110 кВ
2	По длительному току IРАБ.MAXIНОМ		IНОМ=1000 А
3	По термической стойкости BKI2ТЕР*tТЕР	tОТК= tР.Э+ tОТК.В=0.17 сек	IТЕР=31.5 кА tТЕР=3 сек tОТК.В=0.02

Таблица 8.1. в)

9. Расчёт защитного  заземления.

Расчёт защитного заземления производится на основе данных таблицы 9.1.

Таблица 9.1

№ п/п	Наименование  параметра	Обозначение	Ед. изм.	Величина
1	Длина занимаемой подстанции		м	70
2	Ширина занимаемой подстанции		м	40
3	Сопротивление естественных заземлителей		Ом	1.2
4	Грунт			суглинок
5	Климатическая зона			3
6	– коэффициент сезонности			1.5
7	Удельное сопротивление  земли, полученное при измерении		Ом*м	70
8	Глубина заложения заземлителя		м	0.8
9	Длина вертикального стержня		м	5
10	Диаметр вертикального стержня		м	0.022
11	Длина горизонтальной полосы		м	10
12	Ширина горизонтальной полосы		м	0.056
13	Кратность отношения длины  горизонтального к вертикальному электроду			2