Каталожные данные трансформатора

Проектирование подстанции 220/110/10 кВ

 

 

Рис. 4.1. Структурная схема подстанции энергосистемы

 

 

Исходные данные:

Вариант 6

Подстанция – узловая, рис. 4.1: n =2; m =8; k =18.

Четыре линии ВН длиной 73 км связаны с энергосистемой; на СН связаны с энергосистемой 2 линии длиной 33 км.

Ток короткого замыкания на шинах энергосистемы, кА / активное сопротивление энергосистемы в процентах от индуктивного: ВН-39/3

СН-21/16

U_вн=220 кВ; cos _вн=0,94; U_сн=110кВ; P_cн=40 МВт; cos _сн=0,88; U_нн=10 кВ;

P_нн=50 МВт; cos _нн=0,8.

80% питающей мощности подстанция получает со стороны ВН, а 20% со стороны СН.

 

 

 

Выбор компенсирующих устройств

Компенсирующие устройства устанавливаются на стороне низкого напряжения.

Q_к,i = P_нб,i * (tg(arccos _i) - tg _э),

tg _э =0,4 – заданный базовый экономический коэффициент реактивной мощности.

Реактивная мощность компенсирующих устройств:

Q_к,i =50 * (tg(arccos0,8) – tg(0,4))= 21,7МВАр

 

Число компенсирующих устройств
Тип	УКЛ-6.3-3150УЗ

 

Выбор сечения проводов

Сечение проводов F надо выбирается по расчётной токовой нагрузке линии и нормированной плотности тока j: .

,

где - коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии.

- коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии Tmax=4200 ч. J =0,9 А/мм²

Выбранное сечение провода должно удовлетворять требованиям:

- расчетный ток для проверки проводов по нагреву;

- допустимый длительный ток для неизолированных проводов.

Аварийный режим: обрыв одной линии.

Мощность, передаваемая со стороны ВН (80%):

Мощность, передаваемая со стороны СН (20%):

Линия 220 кВ

 

 

Провод	AC-240
Iав.вн,A	215,9
Iдоп,A

 

По условию короны для ВЛ 220 кВ минимальное сечение провода 240 мм²

Расчетные данные ВЛ 220кВ со сталеалюминевыми проводами (на 1 км)

Сечение провода,мм2	r0,Ом	x0,Ом
	0.124	0.435

 

Линия 110 кВ

 

 

 

Провод	AC-120
Iав.сн,A	112,8
Iдоп,A

 

По условию короны для ВЛ 110 кВ минимальное сечение провода 70 мм²

Расчетные данные ВЛ 110кВ со сталеалюминевыми проводами (на 1 км)

 

Сечение провода, мм2	r0,Ом	x0,Ом
	0,249	0,427

 

 

 

Выбор трансформаторов

 

По полученным данным выбираем к установке два автотрансформатора АТДЦТН-125000:

 

Каталожные данные трансформатора

 

Тип	АТДЦТН-125000/220
Sном, МВТ
Uвн, кВ
Uсн, кВ
Uнн, кВ	10,5
Px, кВт
Pk, кВт
Uквн-сн, кВ
Uквн-нн, кВ
Uксн-нн, кВ
ix, %	0,5

Расчет токов трехфазного КЗ:

Рис. 4.2. Схема замещения сети и подстанции.

 

Базисная мощность: S_б=1000МВА

Базисные напряжения:

U_б1=230кВ; U_б2=121кВ; U_б3=10,5 кВ;

Базисные токи:

I_б1=S_б/(1,732·U_б1)=1000/(1,732·230)=2,51кА

I_б2=S_б/(1,732·U_б2)=1000/(1,732·121)=4,772кА

I_б3=S_б/(1,732·U_б3)=1000/(1,732·10,5)=54,987кА

Сопротивления элементов схемы замещения.

Система:

E_cвн=U_вн/U_б1=220/230=0,957

E_cсн=U_сн/U_б2=110/121=0,909

 

R_cвн=r_вн·X_cвн/100=4·0,06/100=0,0024

R_cсн=r_сн·X_cсн/100=5·0,2/100=0,01

Линии:

X_лвн=0.5·x_0вн·l_внS_б/U_б1²=0,5·0,435·73·1000/52900=0,3

R_лвн=0.5·r_0вн·l_внS_б/U_б1²=0,5·0,124·73·1000/52900=0,08

X_лсн=0.5·x_0сн·l_снS_б/U_б2²=0,5·0,427·33·1000/14641=0,48

R_лсн=0.5·r_0сн·l_снS_б/U_б2²=0,5·0,434·33·1000/14641=0,28

 

Автотрансформаторы:

U_в=0,5·(U_{кзвн-сн}+U_{кзвн-нн}-U_{кзсн-нн)}=0,5·(11+31-20)=11

U_с=0,5·(U_{кзвн-сн}+U_{кзсн-нн}-U_{кзвн-нн)}=0.5·(11+20-31)=0

U_н=0,5·(U_{кзвн-нн}+U_{кзсн-нн}-U_{кзвн-сн)}=0,5·(31+19-20)=20

X_вн=U_в/100·S_б/S_ном=11/100·1000/125=0,88

X_сн= 0

X_нн=U_н/100·S_б/S_ном=20/100·1000/(125*0,5)=3,2

R_вн=R_сн=R_нн=0.5·P_кз·10^-3·S_б/S_ном²=0.5·290·10^-3·1000/15625=0.009

Ток трехфазного КЗ на стороне ВН:

R_э1=R_cвн+R_лвн=0,001+0,08=0,081

X_э1=X_cвн+X_лвн=0,06+0,3=0,36

R_э2=R_вн+R_сн+R_cсн+R_лсн=0,009+0,009+0,01+0,28=0,308

X_э2=X_вн+X_сн+X_cсн+X_лсн=0,88+0+0,2+0,48=1,56

R_э=R_э1·R_э2/(R_э1+R_э2)=0,081·0,308/(0,081+0,308)=0,065

X_э=X_э1·X_э2/(X_э1+X_э2)=0,36·1,56/(0,36+1,56)=0,2925

 

E=(E_cвн·Z_э2+E_cсн·Z_э1)/(Z_э1+Z_э2)=

=(0,957·1,6+0,909·0,369)/(03,369+1,6)=0,95

I_п0.вн=E_э/Z_э·I_б1=0,95/0,299·2,51=8кА

Ток трехфазного КЗ на стороне СН:

R_э1=R_вн+R_сн+R_cвн+R_лвн=0,009+0,009+0,0024+0,08=0,1

X_э1=X_вн+X_сн+X_cвн+X_лвн=0,88+0+0,06+0,3=1,24

R_э2=R_cсн+R_лсн=0,2+0,28=0,48

X_э2=X_cсн+X_лсн=0,2+0,48=0,68

R_э=R_э1·R_э2/(R_э1+R_э2)=(0,1004·0,48)/(0,1004+0,48)=0,083

X_э=X_э1·X_э2/(X_э1+X_э2)=(1,24·0,68)/(1,24+0,68)=0,439

Z_э=(R_э²+X_э²)^1/2=(0,083²+0,439²)^1/2=0,44

E=(E_cвн·Z_э2+E_cсн·Z_э1)/(Z_э1+Z_э2)=

=(0,957·0,83+0,909·1,244)/(1,244+0,83)=0,928

I_п0.сн=E_э/Z_э·I_б2=0,928/0,447·4,772=9,9кА

Ток трехфазного КЗ на стороне НН:

R_э1=R_cвн+R_лвн+R_вн=0,0024+0,08+0,009=0,0914

X_э1=X_cвн+X_лвн+X_вн=0,06+0,3+0,88=1,24

R_э2=R_cсн+R_лсн+R_сн=0,01+0,28+0,009=0,299

X_э2=X_cсн+X_лсн+X_сн=0,2+0,48+0=0,68

R_э=R_нн+R_э1·R_э2/(R_э1+R_э2)=(0,009+0,0914·0,299)/(0,0914+0,299)=0,093

X_э=X_нн+X_э1·X_э2/(X_э1+X_э2)=(3,2+1,24·0,68)/(1,24+0,68)=2,1

E=(E_cвн·Z_э2+E_cсн·Z_э1)/(Z_э1+Z_э2)=

=(0,957·0,74+0,909·1,243)/(1,243+0,74)=0,92

I_п0.нн=E_э/Z_э·I_б3=(0,92/2,1)·54,987=24,3кА