3.5 Выбор высоковольтных аппаратов РУ электрических сетей
Высоковольтные электрические аппараты выбираются по условию длительного режима роботы и проверяются по условиям коротких замыканий. При этом для аппаратов производятся:
1) выбор по напряжению;
2) выбор по нагреву при длительных токов?
3) проверка на электродинамическую стойкость;
4) проверка на термическую стойкость;
5) выбор по исполнению (для наружной или внутренней установки);
Выбору подлежат: выключатели на стороне высшего напряжения; вводные выключатели на стороне 10 кВ; секционные выключатели на стороне 10 кВ; выключатели отходящих линий 10 кВ; разъединители высшего напряжения; трансформаторы типа и напряжения 110 кВ и 10 кВ; ошиновка распределительных устройств 110 кВ и 10 кВ.
Для выбора аппаратов и токоведущих частей необходимо определить токи нормального и послеаварийного режима. Определение токов производится для случая установки на подстанции силового трансформатора. Рассчитанного согласно графику нагрузки подстанции.
Максимальный ток на внешней стороне
==73,48А.
Ток в цепи вводных выключателей на стороне 10 кВ
==404,1 А
ток в цепи секционного выключателя
ток в цепи отходящей линии (если на одно присоединение приходится 3МВА)
=173,2 А
на стороне высшего напряжения рекомендуется установка элегазовых выключателей типа S1-145-F3/4031. выбор выключателей приведен в таблице 3.4. Каталожные параметры выключателя взяты из [5].
Таблица 3.4 - Выбор выключателя на стороне 110 кВ
Условие выбора
Расчетные значения
Каталожные значения
110 кВ
73,48 А
2000 А
22,22кА
40 кА
50,44кА
102 кА
22,22 кА
31,5 кА
3,45 кА
15,99 кА
41,96 кА2с
112 кА2с
Выбранный выключатель должен полностью удовлетворять условиям выбора.
Выбираем ВВБМ – 110Б – 31,5/2000У1 :
UНОМ=110 кВ, IНОМ= 2000 А, IНОМ.ОТКЛ.=31,5 кА,
IСКВ.Пр.=40 кА, IСКВ=102 кА, IТ=40 кА,
tоткл = 0,07 сек. =36%.
Iа ном.= ·IНОМ.ОТКЛ./100=1,41·36·31,5/100=15,99 кА,
=402·0,07=112 кА2с.
На стороне низкого напряжения рекомендуется выбирать вакуумные выключатели.
t – Расчетное время расхождения контактов после начала КЗ.
Для выключателей на высшей стороне t = 0,06 с, на низшей стороне t = 0,1 с.
В точке кА
Таблица 3.5 - Выбор выключателей в цепи трансформатора на стороне 10 кВ.
10 кВ
404,1 А
3150 А
15,13 кА
120 кА
34,35 кА
45 кА
45/20 кА
1,58 кА
34,33 кА2с
303,75 кА2с
Рекомендуется установку вакуумных выключателей типа VM 1S-10-40/3150-42
Выбираем МГГ – 10 – 3150 – 45У3 :
Выбор секционного выключателя на стороне 10 кВ.
Таблица 3.6 -Выбор секционного выключателя на стороне 10 кВ.
Рекомендуется принять к установке в качестве секционного выключателя типа BB/TEL-10-31,5/1600-У2
В таблице 3.7 приведен выбор разъединителей на стороне 110 кВ. разъединители необходимы с одним и двумя комплектами заземляющих ножей.
Таблица 3.7 - Выбор разъединителей 110 кВ.
1000 А
50,44 кА
80 кА
2977/992 кА2с
Рекомендуется принять к установке на стороне 110 кВ разъединители типа РНД31-110/1000 УХЛ1 и РНД 32-110/1000 УХЛ1
3.6 Выбор электроизмерительных трансформаторов тока и напряжения
Для подключения электроизмерительных приборов и устройств релейной защиты необходима установка трансформаторов тока и напряжения. В настоящем проекте релейная защита детально не разрабатывается, поэтому проверку трансформаторов по вторичной нагрузке выполняем с учётом подключения только измерительных приборов. В цепи силового трансформатора со стороны низшего напряжения амперметр, вольтметр, варметр, счётчики активной и реактивной энергии, на шинах 110 кВ – вольтметр с переключателем для измерения трёх межфазных напряжений, на секционном выключателе 10 кВ – амперметр, на отходящих линиях 10 кВ – амперметр, счётчики активной и реактивной энергии.
Таблица 3.8 - Расчёт вторичной нагрузки трансформатора тока [6]
Нагрузка по фазам
Прибор
Тип
Класс
А
В
С
Амперметр
Э-335
1
0,5
Ваттметр
Д-350
1,5
—
Варметр
Д-345
Счётчик активной энергии
СА-3
2,5
Счётчик реактивной энергии
СР-4
Суммарная нагрузка тока в цепи вилового тр-ра со стороны НН
6,5
Суммарная нагрузка тока в цепи секционн. выключат. на НН
Суммарная нагрузка тока в цепи силового тр-ра со стороны ВН
Суммарная нагрузка тока в цепи отходящей линии
Таблица 3.9 - Выбор трансформатора тока в цепи силового трансформатора на стороне высшего напряжения.
110
50-600
50,44 А
62-124
41,96 А
162,5
1,25 А
4
Для проверки по вторичной нагрузке определяем сопротивление приборов:
Zприб===0,02 Ом.
Тогда сопротивление измерительных проводов может быть:
Zпр=Zном-Zприб-ZK,
где: Zном – номинальное сопротивление нагрузки, Ом;
Zприб – сопротивление приборов, Ом;
ZK – сопротивление контактов, Ом.
Zпр=4-0,02-0,1=3,88 Ом.
Сечение соединительных проводов по условиям механической прочности должно быть не менее 4 мм2 для алюминиевых жил. Сечение жил при длине кабеля l=160 м:
Zпр=ρ;
где ρ – удельное сопротивление алюминия, 0,0283 ;
F – сечение жил, мм2;
F==1,13 Ом.
Общее сопротивление токовой цепи:
ZН=Zприб+ZK+Zпр=0,02+0,1+1,13=1,25 Ом,
что меньше 4 Ом, допустимых при работе трансформатора в классе точности 1. Трансформатор тока ТФЗМ-110-У1 соответствует условиям выбора.
Таблица 3.10 - Выбор трансформатора тока в цепи силового трансформатора на стороне низшего напряжения.
10
2000
34,35 А
34,33 А
74,42
Проверка по вторичной нагрузке выполняется аналогично. Выбран трансформатор ТШЛ-10К. Шинные трансформаторы тока изготавливают для номинальных напряжений до 20 кВ и токов до 24000 А. В качестве первичной обмотки используется проходная шина. Они могут быть выполнены класса 0,5. В качестве примера на рис. 3.6 показан шинный трансформатор тока типа ТШЛ-20 (Ш–шинный, Л – литая изоляция).
Рисунок 3.6 - Шинный трансформатор тока типа ТШЛ-20.
Магнитопроводы 1 и 2 со встроенными обмотками залиты эпоксидным компаундом и образуют изоляционный блок 3. Блок соединён с основанием 4, имеющего приливы 5 для крепления трансформатора. Троходны окно с размером от 200х200 до 250х250 мм2 рассчитано на установку двух шин корнт сечения. Зажимы 6 вторичных обмоток расположены над блоком.
Таблица 3.11 Выбор трансформатора тока на отходящей линии.
173,2 А
5-200
250
Принимаем к установке трансформатор тока ТЛП-10.
Трансформатор тока ТПЛ10-У3:
При токах, меньших 600 А, применяются многовитковые трансформаторы тока ТПЛ, у которых первичная обмотка 3 состоит из нескольких витков, количество которых определяется необходимой МДС (рис.3.7).
Рисунок. 3.7 - Трансформатор тока ТПЛ-10 с двумя магнитопроводами:
1 - магнитопровод; 2 - вторичная обмотка; 3 - первичная обмотка; 4 - вывод первичной обмотки; 5 - литой эпоксидный корпус
В качестве трансформаторов напряжения выбираем на стороне 110 кВ трансформаторы НКФ-110-58, на стороне 10 кВ – ЗНОЛ.06-10-У3. Их характеристики приведены в таблице 12:
Таблица 3.12 - Характеристика выбранных трансформаторов на сторонах 110 кВ и 10 кВ
Номинальное напряжение обмотки
Номинальная мощность, В·А, в классе точности
Максималь-ная мощность, В·А
первичной, кВ
основной вторичной, В
дополни-тельной, В
0,2
3
ЗНОЛ.06
6/
100/
100:3 или 100
30
50
75
200
400
10/
150
300
630
15/
20/
24/
НКФ-110-58
110/
100:3
600
1200
Рисунок 3.8 - НКФ Каскадный трансформатор напряжения типа НКФ.
Каскадные трансформаторы напряжения изготовляют только однофазные и для наружной установки. На рис. 3.8 общий вид каскадного трансформатора типа НКФ на напряжение 110кВ.
4. Расчет электромагнитных переходных процессов в электрической сети
В процессе выполнения расчета необходимо на защищаемом объекте (трансформатор Т-3) рассчитать сверхпереходный и ударный ток при симметричном (трёхфазном) замыкании.
Исходными данным для расчета являются Схема электрической сети, параметры линий и трансформаторов, а так же мощности нагрузок.
Расчет выполняем в относительных единицах для приближенного вычисления в соответствии условия [8]
Удельное сопротивление для воздушных линий в приближённых расчётах напряжением 6-220 кВ Х0 = 0,4 Ом/км. ЭДС нагрузок в сверхпереходном режиме принимаем . Так как источник системы является источником бесконечной мощности, то ЭДС источника E* = U* = 1 = const.
Страницы: 1, 2, 3, 4
