Получение напряжения в режиме максимальных нагрузок

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Задача 1

Определить мощность батареи конденсаторов, необходимую для регулирования напряжения на шинах 6 кВ ТП. В режиме максимальных нагрузок при отсутствии конденсаторов уровень напряжения составляет 5,7 кВ, в режиме минимальных нагрузок — 5,9 кВ. Требуется получить напряжение в режиме максимальных нагрузок 6,3 кВ, в режиме минимальных 6 кВ.

Сопротивление сети Хс=0,2 Ом.

Решение.

Относительное изменение напряжения в режиме максимальных нагрузок

ДUpmax = 6,3 — 5,7 = 0,6 кВ = 600 В.

Мощность КУ в режиме максимальных нагрузок

QКБ = (U/UКБном) 2QКУ = U2ДUp/ (Хс Uном);

QКБ = 6,32*600/ (0,2*6) = 19 845 квар = 19,85 Мвар.

В режиме минимальных нагрузок

ДUpmin = 6 — 5,9 = 0,1 кВ = 100 В.

Мощность КУ, необходимая для получения напряжения 6 кВ,

QКБ = 62*100/ (0,2*6) = 3000 квар = 3 Мвар.

Значение мощности КУ, равное 3 Мвар, может быть нерегулируемым. Остальная часть (19,85 — 3 = 16,85 Мвар) должна быть регулируемой. При наличии трансформаторов с регулированием под нагрузкой мощность КУ для регулирования напряжения можно уменьшить, так как частично регулирование будет осуществлено с помощью самого трансформатора.

Задача 2

Рассчитать рабочие ответвления трансформатора с РПН (диапазон регулирования) в режиме максимальных и минимальных нагрузок. Задан трансформатор ТДТН — 40, напряжение которого 115±9Ч1,78/11 кВ. Желательное напряжение на шинах НН в режиме максимальных нагрузок 10,8 — 10,9 кВ, в режиме минимальных нагрузок 10,2 — 10,4 кВ. Расчётное напряжение 109 кВ.

Решение.

Определим номинальный коэффициент трансформации трансформатора

nT = 115/11 = 10,4.

Действительное значение напряжения в режиме максимальных нагрузок на шинах НН при работе на основном ответвлении обмотки ВН (±0%), т. е. с коэффициентом трансформации nT = 10,4,U10расч = 109/10,4 = 10,5 кВ, что ниже заданного желательного уровня Uжел = 10,8 кВ. Следовательно, обмотка ВН должна быть включена на ответвлении с меньшим коэффициентом трансформации. Принимаем число витков обмотки ВН при работе её на основном ответвлении за 100%. Тогда необходимое относительное снижение числа витков обмотки ВН определится:

Дю = (Uрасч — Uжел) *100/ Uном = (10,5 — 10,8) *100/11 = - 2,7%,

что соответствует работе на ответвлении — 2Ч1,78 = - 3,56% с относительным числом витков 96,44%. Тогда действительное значение напряжения в этом режиме будет:

U10max = 109*11/115*0,964 = 10,81 кВ.

Из результатов расчёта видно, что достигнут желательный уровень напряжения за счёт установки регулятора на ответвление — 2Ч1,78.

Задача 3

Определить сечение кабелей для присоединения цеховой подстанции мощностью 1000 кВ*А, ТМ = 5500 ч. Кабели проложены в земле при температуре почвы +200С с расстоянием 100 мм. На шинах 10 кВ ГПП ток к. з. 9,5 кА. Время действия основной релейной защиты 1,2 с, полное время отключения выключателя 0,12 с.

/

Решение.

Определяем токи продолжительного режима

Iнорм = Sн / nv3 Uном = 1000/2*v3*10 = 28,9 А

Imax = Sн / (n — 1) v3 Uном = 1000/1*v3*10 = 57.8 А.

Экономическое сечение кабеля

Fэ = Iнорм/Jэ = 28,9/1,2 = 24 мм2.

Принимаем два кабеля ААБ (3Ч25) мм2, IД = 90 А. Поправочный коэффициент на температуру почвы k1 = 94, и на число кабелей k2 = 0,9. IД/ =0,94*0,9*90=76,14 А, что больше Imax = 57,8 А, следовательно, кабель по длительному нагреву подходит.

Термическая стойкость параллельно соединённых кабелей проверяется по току к. з. непосредственно за пучком кабелей, т. е. в точке К2. Рассчитаем ток к. з.

Сопротивление до шин ГПП по заданному току к. з. Iп. о. = 9,5 кА

Хс= Uср/v3*Тп. о. = 10,5/v3*9,5 = 0,64 Ом

Удельное сопротивление кабеля r 0 = 1,25 Ом/км; Х0 = 0,099 Ом/км; сопротивление кабеля длиной 0,8 км

Х = Х0* l = 0,099*0,8=0,079 Ом

r = r0*l = 1,25*0,8=1,0 Ом.

Результирующее сопротивление до точки К2

хрез = Хс + Хк/2 = 0,64 + 0,079/2 = 0,68 Ом; rрез = rк/2 = 1,0/2=0,5 Ом.

Ток к. з. в точке К2

I п. о. к2 = Uср/ (v3 * vr?2 + X?2) = 10,5/ (v3 * v0,682 + 0,52) = 7,2 кА.

По одному кабелю проходит половина тока к. з. 7,2/2 = 3,6 кА, поэтому тепловой импульс тока к. з.

Вк = I п. о2 (tотк + Та) = 3,62 (1,2+0,12+0,01) = 17,2 кА2

Задача 4

Рассчитать заземляющее устройство заводской подстанции 35/10 кВ, находящейся во второй климатической зоне.

Сети 35 и 10 кВ работают с незаземлённой нейтралью. На стороне 35 кВ Iз = 8 А, на стороне 10 кВ Iз = 19А.

Собственные нужды подстанции получают питание от трансформатора 10/0,4кВ с заземлённой нейтралью на стороне 0,4 кВ. Естественных заземлителей нет.

Удельное сопротивление грунта при нормальной влажности с = 62 Ом*м.

Электрооборудование подстанции занимает площадь 18Ч8 м2.

Решение.

Сопротивление заземляющих устройств для установок 35 кВ:

Rз? 250/Iз = 250/8 = 31,2 Ом.

Сопротивление заземляющих устройств для установок 10 кВ:

Rз? 250/Iз = 250/19 = 13,2 Ом.

Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора 0,4 кВ должно быть не более 4 Ом. Заземляющее устройство выполняется общим, поэтому последнее требование является определяющим для расчёта Rз? 4 Ом. Заземлитель выполняем из вертикальных стержневых электродов длиной lв = 5 м, диаметром d = 12 мм, верхние концы которых соединяем с помощью горизонтального электрода — стальной полосы сечением 4Ч40 мм, уложенной в землю на глубине l0 = 0,7 м. Общая длина полосы по плану 60 м, предварительное число стержней 12. Сопротивление одного стержня rв = 0. 27*сраст. = 0. 27*89,9 = 24,3 Ом; здесь сраст = ксез* с = 1,45*62=89,9 Ом*м; ксез = 1,45 для второго климатического района. Необходимое число вертикальных заземлителей

nв = rв/ Rзв = 24,¾*0,52 = 11,7,где Юв = 0,52 для n = 12.

Сопротивление заземляющей полосы:

rг = (0,366*сраст. г/Lг) *ln (Lг2/0. 5*b*t) = (0,366*3,5*62/60) ln (2*602/0,4*0,7) =8,48 Ом

Сопротивление полосы в контуре из 12 электродов

Rг = rг/ Юг = 8,48/0,34 = 24,9 Ом,

где Юг = 0,34 для n = 12.

Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей

Rв = Rг * Rз / (Rг — Rз) = 24,9*4/ (24,9−4) = 4,76 Ом.

Уточнённое число стержней

nв/ = rв/ Rвв = 24,¾, 76*0,52 = 9,81

Таким образом окончательно принимаем n = 10, т. е. двух стержней в торцах подстанции не устанавливаем.

Задача 5

Рассчитать для линии 10 кВ максимально-токовую защиту и токовую отсечку, выполняемую с реле РТМ и РТВ, если заданы: максимальный расчётный ток линии 260 А, ток к. з. в конце защищаемой линии 1000 А, ток к. з. в начале линии 6000 А. Двигателей на линии нет. Коэффициент трансформации трансформаторов тока 300/5=60.

Решение.

Определяем ток срабатывания реле РТВ максимально-токовой защиты (защиты от перегрузки):

Iсраб = Кнсх* Iн/ (Кв1), где

Кн = 1,2−1,5 — коэффициент надёжности отстройки для учёта погрешности реле и ТТ; Ксх=1 — коэффициент схемы включения реле; Кв = 0,85 — коэффициент возврата реле; К1 — номинальный коэффициент трансформации ТТ.

Iсраб =1,4*1*260/0,85*60 = 7,1 А.

Принимаем ток реле 8 А.

напряжение конденсатор шина трансформатор

Определяем коэффициент чувствительности защиты от перегрузки: Кч= Iкmin/ (Iсраб * К1)? 1,2−1,5,Кч=1000/60*8,0 = 2,1,что больше допустимого Кч=1,5. Определяем ток срабатывания реле токовой отсечки (РТМ):

Iсраб. Т.О. = Кнсх* Iк. з. мах/ К1 = 2*1,73*1000/60 = 57,5 А.

Принимаем Iсраб. Т.О. = 60 А.

Определяем коэффициент чувствительности токовой отсечки: Кч= Iкmin/ (Iсраб * К1)? 1,2−1,5,Кч2=6000/60*60 = 1,67,что удовлетворяет допустимому значению чувствительности.

Задача 6.

К трём силовым распределительным пунктам групповой установки присоединены 24 приёмника длительного режима работы следующих номинальных мощностей: три по 20 кВт, шесть по 10 кВт, пять по 7 кВт и десять по 4,5 кВт.

Определить приведенное число приёмников группы.

Решение

nП = (3*20+6*10+5*7+10*4,5) 2/3*202+6*102+5*72+10*4,52 = 2002/2248 = 18.

Задача 7

Рассчитать трёхфазную сеть, питающую приёмники электроэнергии мощностью 40 кВт, частотой 400 Гц и напряжением 380 В; cosц=0,7. Напряжение генераторов 400 В, приёмники находятся от источника питания на расстоянии 250 м.

Решение.

Ток приёмников электроэнергии.

I = P*103/v3*Uном* cosц = 40*103/v3*380*0,7 = 87 А.

Для этой сети принимаем одножильные изолированные провода марки АПВ. По таблицам ПУЭ выбираем способ прокладки проводов в стальных трубах для возможности их защиты от механических воздействий при открытой и скрытой прокладке на допустимой высоте (ниже 2 м). Производим выбор проводов на нагрев. По ПУЭ для частоты 400 Гц и тока 87 А выбираем провод сечением 35 мм2, для которого допустимый ток 93 А.

После этого проверяем выбранное сечение проводов по потерям напряжения. По таблицам для cosц=0,7 и сечения 35 мм2 потери напряжения на 1 А*км равны 0,528%, тогда потери напряжения в сети определяются как

ДU1 = 0,528*87*0,25 = 11,5%

Допустимые потери напряжения в сети при допустимом отклонении напряжения на зажимах приёмников на 5% ниже номинального равны

ДU2 = (400−361/400) *100% = 9,7%

Так как ДU1> ДU2 выбранное сечение проводов не подходит по потерям напряжения.

Выбираем новое сечение, для чего сначала определяем допустимые потери напряжения на 1 А*км заданной нагрузки

К2 = ДU2/ I*l = 9,7/87*0,25 = 0,45%

По ПУЭ для cosц=0,7 и полученного К2 находим сечение проводов 50 мм2, для которого К = 0,433%.

Определяем действительные потери напряжения в сети

ДU1 = 0,433*87*0,25 = 9,4% < 9,7%,

т.е. потери напряжения меньше допустимых.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой