 |
4.4 Выбор схем устройств высшего напряжения ППЭ
|
|
|
|
4. 4 Выбор схем устройств высшего напряжения ППЭ
Схемы электрических соединений на стороне высшего напряжения подстанций желательно выполнять наиболее простыми (рис. 4. 1).
 |
а) б) в) г)
Рисунок 4. 1 - Однолинейные схемы электрических соединений главных
понизительных подстанций с двумя трансформаторами:
а – без выключателей на стороне ВН; б, в, г – с выключателями.
Возможно, что установка выключателей на стороне высшего напряжения в связи с дороговизной будет казаться экономически необоснованной, но как показала практика, применение их в электроснабжении промышленных предприятий приводит к снижению экономических потерь во много раз при авариях и перерывах электроснабжения. Так как в схеме с выключателем время восстановления напряжения значительно ниже, то происходят меньшие нарушения технологического процесса, а также предотвращается развитие аварий технологических установок. Особенно это важно в нефтеперерабатывающей и химической промышленности, так как перерывы в электроснабжении могут привести к значительному экономическому ущербу.
Поэтому рекомендуем при учебном проектировании использовать схемы ГПП с установкой выключателей на стороне высшего напряжения, если имеются потребители электроэнергии первой категории.
Схему (рис. 4. 1 а, блок линия – трансформатор с отделителем) рекомендуют для подстанций, питаемых по радиальным кабельным линиям небольшой длины. Схему (рис. 4. 1 б) рекомендуется принять для подстанций, питающих потребителей 1-й категории. Питание подстанций осуществляется по радиальной схеме при длине питающих линий электропередач. Схему (рис. 4. 1 в) применяют при кольцевом (транзитном) питании и для подстанций с неравномерным суточным графиком нагрузки (когда требуется частое отключение трансформатора). При данной схеме в случае короткого замыкания на линии временно отключается один трансформатор, который может быть введен в работу вручную обслуживающим персоналом после определенных переключений в схеме. Схема (рис. 4. 1 г) лишена последнего недостатка, но вывод из работы трансформатора более сложен, чем для схемы (рис. 4. 1 в) и применяется на подстанциях, питающихся по длинным линиям и когда не требуются частые отключения трансформатора. Более сложные схемы для подстанций промышленных предприятий применяются на основании технико-экономических расчетов. Для снижения токов КЗ и облегчения работы аппаратов в нормальном режиме обычно применяют раздельную работу трансформаторов. Для резервирования части нагрузки при отключении одного из работающих трансформаторов второй включается с помощью секционного автоматического выключателя. Ввод резервного питания для потребителей первой категории должен осуществляться автоматически.
|
|
|
4. 5 Выбор питающих линий электропередач (ЛЭП)
Сечения проводов и жил кабелей выбирают в зависимости от ряда технических и экономических факторов [1].
Технические факторы, влияющие на выбор сечений, следующие:
1. нагрев от длительного выделения тепла рабочим (расчетным) током;
2. нагрев от кратковременного выделения тепла током КЗ;
3. потери (падение) напряжения в жилах кабелей или проводах воздушной линии электропередачи от проходящего по ним тока в нормальном и аварийном режимах;
4. механическая прочность – устойчивость к механической нагрузке (собственная масса, гололед, ветер);
5. коронирование – фактор, зависящий от применяемого напряжения, сечения провода и окружающей среды;
|
|
|
6. экономический фактор.
Влияние и учет перечисленных факторов в воздушных и кабельных линиях неодинаковы.
Выбор экономически целесообразного сечения ВЛ производят по так называемой экономической плотности тока 
(так как в данном случае этот фактор является определяющим). Величина зависит от материала провода и числа часов использования максимума нагрузки. Сечение питающей линии электропередачи для выбранного стандартного рационального напряжения определяется в следующей последовательности.
1. Определяем ток в линии в нормальном режиме:
, (58)
ток в линии в послеаварийном режиме (ПАР):
, (59)
где 
– количество цепей на ЛЭП;
– номинальное напряжение сети;
– полная расчетная мощность завода.
2. Сечение провода рассчитывается по экономической плотности тока:
, (60)
где 
– расчетный ток;
– экономическая плотность тока, зависящая от числа часов использования 
( 
при 
часов, 
при 
часов, 
при 
часов).
Полученное сечение округляется до ближайшего стандартного значения. Выбранное сечение проверяется по допустимому нагреву (по допустимому току) в нормальном и послеаварийном режимах согласно условия 
, по потерям 
и потерям на коронный разряд (на «корону»).
3. Выбор сечения проводника по условию допустимого нагрева.
Выбор сечения проводов, жил кабелей и шин по условиям допустимого нагрева производят с учетом выполнения следующего неравенства:
. (61)
Если условия работы проводников отличаются от стандартных, то приводимые в таблицах ПУЭ значения допустимых токовых нагрузок 
необходимо принимать с соответствующими поправками.
При выборе сечения проводников по допустимому нагреву в послеаварийном режиме необходимо учитывать допустимую перегрузку ЛЭП и токопроводов, установленную ПУЭ. Допустимая токовая перегрузка на проводниках в случае отклонения нормируемых условий определяется выражением:
|
|
|
, (62)
где 
– коэффициент, учитывающий фактическую температуру окружающей среды (воздуха, воды, земли);
– коэффициент, учитывающий количество параллельно проложенных кабелей в одной траншее;
– коэффициент, учитывающий фактическое тепловое сопротивление грунта;
– коэффициент допустимой перегрузки ЛЭП в послеаварийном режиме;
– коэффициент, учитывающий фактическое рабочее напряжение;
– допустимое значение тока нагрузки по таблицам [1] для выбранной марки проводника.
4. Проверка сечения провода по падению напряжения в линии в нормальном и послеаварийном режимах:
(исходя из возможности РПН), (63)
, (64)
. (65)
5. Проверка проводников воздушной линии электропередач по условиям короны и радиопомех производиться, согласно ПУЭ, для электроустановок напряжением 
и выше. Из практики проектирования проверку проводников по данным условиям проводят на напряжение 
и выше, учитывая, что минимальная площадь сечения провода на напряжение равняется 
, а на напряжение 
– 
.
При выполнении данного условия считаем, что сечение провода выбрано правильно. Для механической прочности воздушной линии ЛЭП следует брать провод со стальным сердечником.
6. При питании ГПП по кабельным линиям электропередач, линии должны быть проверены на термическую стойкость к токам короткого замыкания, методы расчета которых будут рассмотрены ниже.
|
|
|
