|
К - 1
|
К - 2
|
К - 3
|
|
I
(3), кА
|
I
(1), кА
|
I
(3), кА
|
I
(3), кА
|
|
18
|
12
|
8
|
16
|
оборудование трансформатор подстанция узловая
Рисунок 1 - Схема подстанции.
Содержание
Задание
Введение
1. Определение мощности подстанции и выбор силовых трансформаторов
2. Расчет токов на шинах трансформатора и в линиях
2.1 Определение тока нормального режима и с учетом перегрузки для
стороны высокого напряжения (ВН) 220 кВ, в цепи трансформатора
2.2 Определение тока нормального режима и с учетом перегрузки для
стороны среднего напряжения (СН) 35 кВ, в цепи трансформатора
2.3 Определение тока нормального режима и с учетом перегрузки для
стороны низкого напряжения (НН) 10 кВ, в цепи трансформатора
2.4 Расчет тока в линиях связи
2.5 Расчет тока в линиях среднего 35 кВ и низкого 10 кВ напряжения
3. Выбор сборных шин распределительных устройств
3.1 Выбор сборных шин на стороне НН 10 кВ
3.2 Выбор сборных шин на стороне среднего напряжения (35 кВ)
3.3 Выбор сборных шин на стороне высокого напряжения (220 кВ)
4. Выбор выключателей
4.1 Выбор выключателей на стороне низкого напряжения (10 кВ)
4.2 Выбор выключателей на стороне среднего напряжения (35 кВ)
4.3 Выбор выключателей на стороне высокого напряжения (220 кВ)
5. Выбор разъединителей
5.1 Выбор разъединителей на стороне СН 35 кВ
5.2 Выбор разъединителей на стороне ВН 220 кВ
6. Выбор контрольно-измерительных приборов на подстанции
6.1 Выбор трансформатора тока
6.2 Выбор трансформаторов напряжения
7. Выбор главной схемы РУ
Список использованных источников
Введение
В условиях формирования рыночных отношений в России
обострились вопросы потребления больших энергетических мощностей. Большое
потребление электроэнергии обязывает вводить в эксплуатацию более мощные
генерирующие источники, вести строительство новых линий электропередач большей
пропускной способности. Передача электроэнергии по линиям электропередач
осуществляется на повышенном напряжении, а генерация электроэнергии из-за
сложности изоляции электрических машин осуществляется на среднем напряжении,
потребление электроэнергии также осуществляется на низком либо среднем
напряжении. Таким образом, необходимо осуществить промежуточную трансформацию
(преобразование одного класса напряжения в другой), такие вопросы решает
силовой трансформатор или автотрансформатор, устанавливаемый в промежуточных
узлах. Промежуточным узлом между генерирующими источником и потребителем, а
также между крупными энергетическими системами является электрическая
подстанция.
Электрическая подстанция представляет собой большую
электрическою схему соединения различных электрических аппаратов
(трансформаторов, коммутационных аппаратов, компенсирующих устройств (для
выравнивания уровня напряжения и повышения пропускной способности линий
электропередач), измерительной аппаратуры, средств автоматики и релейной
защиты, и многое другое). Подстанцию включает в себя распределительные
устройства, которые в свою очередь подразделяются на открытые и закрытые.
При проектировании новой подстанции и модернизации уже
действующей необходимо руководствоваться новыми разработками отечественной и
зарубежной промышленности. Одной из направлений по внедрению новых технологий
является внедрение электрогазовых и вакуумных выключателей, позволяющие заметно
уменьшить размеры распредустройств, также внедряется полимерная изоляция,
применяемая как на подвесных изоляторах, так и на опорных изоляторах.
Применение полимерной изоляции позволяет также сократить размеры подстанции и
уменьшить сроки строительства.
Данная курсовая работа позволит научиться производить выбор
основного электрического оборудования подстанции, более полно ознакомится с
данным оборудованием, вести анализ и делать правильный аспект по выбору
основного оборудования, использовать необходимую учебную и техническую
литературу.
1.
Определение мощности подстанции и выбор силовых трансформаторов
Номинальная мощность трансформаторов выбирается исходя из
следующего условия, МВА,
,
где 
- мощность подстанции;
- коэффициент участия в нагрузке потребителей 1-й и 2-й
категории;
КПЕР - коэффициент аварийной допустимой перегрузки.
По данному условию с учетом номинальных напряжений выбираем
трансформаторы по /2, с.156/: ТДЦТН - 63000/220.
Таблица 3 - характеристики трансформатора ТДЦТН - 63000/220
|
Sном МВ×А
|
Напряжение, кВ
|
Потери, кВт
|
|
ВН
|
СН
|
НН
|
Ix, %
|
Uк, %
|
|
63
|
220
|
38,5
|
11
|
1,0
|
ВН-СН
|
ВН-НН
|
СН-НН
|
|
|
|
|
|
12,5
|
24
|
10,5
|
Определим коэффициент загрузки, %,
,
где 
- число трансформаторов.
Как указано /1, с.393/ коэффициент загрузки не должен превышать
величины 60-70% в нашем случае это условие выполняется.
Определим коэффициент аварийной перегрузки, %,
.
Как указано /1, с.91/ коэффициент перегрузки не должен превышать
величины 130-140%.
2. Расчет
токов на шинах трансформатора и в линиях
2.1
Определение тока нормального режима и с учетом перегрузки для стороны высокого
напряжения (ВН) 220 кВ, в цепи трансформатора
Алгоритм расчета токов приведен в учебной литературе /1/.
На стороне высокого напряжения 220 кВ ток трансформатора в
нормальном режиме работы определяется по формуле, кА,
,
где 
- номинальная мощность трансформатора,
МВА.
В максимальном режиме, кА,
., 
.
.
2.2
Определение тока нормального режима и с учетом перегрузки для стороны среднего
напряжения (СН) 35 кВ, в цепи трансформатора
На стороне среднего напряжения ток трансформатора нормального
режима определяется по формуле, кА,
,
где 
- перспективная нагрузка на стороне СН на
10-летний период, МВА,
.
.
На стороне среднего напряжения 35 кВ ток трансформатора в
максимальном (послеаварийном) режиме, кА,
.
2.3
Определение тока нормального режима и с учетом перегрузки для стороны низкого
напряжения (НН) 10 кВ, в цепи трансформатора
На стороне низкого напряжения 10 кВ ток трансформатора
нормального режима, кА,
,
где 
- мощность, потребляемая на стороне
низкого напряжения, МВА,
.
.
На стороне НН 10 кВ ток трансформатора в максимальном режиме, кА,
.
2.4 Расчет
тока в линиях связи
Значение тока в нормальном режиме работы, кА,
,
где 
- наибольшая мощность потребителей,
присоединенных к линиям, равная в нашем случае мощности подстанции, МВА.
Значение тока в аварийном режиме работы, кА,
.
2.5 Расчет
тока в линиях среднего 35 кВ и низкого 10 кВ напряжения
Расчет токов в линиях на стороне СН, кА,
.
Расчет токов в линиях подключенных к низкому напряжению, кА,
.
Выбор реакторов в данном случае производить нет необходимости,
поскольку ток не превышает 20 кА (см. табл.2) в аварийном режиме на стороне
низкого напряжения 10 кВ.
3. Выбор
сборных шин распределительных устройств
3.1 Выбор
сборных шин на стороне НН 10 кВ
Как сказано в /1, с.218/ в закрытых распределительных
устройствах 10 кВ ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми
шинами.
Выбор сечения шин производится по нагреву (по допустимому току),
т.е. должно выполняться условие 
. В нашем случае 
А. по /1, с.624/ выбираем алюминиевые шины прямоугольного
сечения, окрашенные, однополюсные расположенные горизонтально большой гранью
полосы в горизонтальной плоскости. Характеристики данных шин представлены в
таблице 4.
Таблица 4 - Некоторые характеристики алюминиевых шин
прямоугольного сечения
|
Размеры шины,  , ммСечение полосы, мм2Допустимый
ток, А
|
|
|
|
30×4
|
120
|
365
|
Расположение шин в плоскости представлено на рисунке 2.
Рисунок 2 - Взаимное расположение шин прямоугольного сечения.
Проверка шин на термическую стойкость при КЗ производится по
условию
или 
,
где 
- минимальное сечение по термической
стойкости, мм2, 
- выбранное сечение, мм2.
Минимальное сечение по условию термической стойкости, мм2,
,
где С - функция, значение которой выбирается из справочной
литературы, 
, /1, таблица 3.14/,
Тепловой импульс тока короткого замыкания
,
где Та = 0,1 по /1, таблица 3.8/, 
- время отключения выбранное по /1,
с.210/ для VI зоны подстанции и характеризует сумму
времени действия релейной защиты (РЗ) и время отключения выключателя, т.е.
.
Проводник подходит по термической стойкости, если выполняется
условие:
.
В нашем случае:
мм 
мм.
Проверка шин на механическую прочность (однополостных шин)
Удельное усилие при трехфазном коротком замыкании, Н/м
,
где kФ - коэффициент учитывающий форму проводника и может быть принят
равным единице для проводника любой формы при условии, что расстояние в свету
между ними будет больше периметра поперечного сечения токоведущей части а>2*
(b+h); а -
расстояние между соседними фазами (см. рисунок 2) зависящее от вида шкафа
комплектного распределительного устройства (КРУ). В нашем случае по /3, с.36/
возьмем шкаф типа КВ-3-10-31,5-ХХ.
Ударный ток короткого замыкания, кА,
,
где 
- ударный коэффициент равный 1,904, /1,
с.150/.
Равномерно распределенная сила f создает разгибающий момент, Нм (шина рассматривается как
многопролетная балка, свободно лежащая на опорах),
Изгибающий момент, Нм,
,
где l - длина пролета между опорными
изоляторами шинной конструкции (равна ширине шкафа КРУ) /3, с.36/, м.
Момент сопротивления шин относительно оси /1, таблица 4.1/, см3,
,
где b - толщина шины, мм; h - ширина шины (см. рисунок 2), см.
Напряжение в материале шин, МПа,
.
Если выполняется условие 
, то шины механически прочные. В нашем случае 
= 75 МПа /1, таблица 4.2/, то есть 
МПа
МПа. Шины механически прочные.
Проверка на корону проводится только для гибких проводников 35 кВ
и выше. Ошиновка в пределах распределительного устройства выполняется проводами
того же сечения.
Согласно /1, с.220/ сборные шины электроустановок и ошиновка в
пределах открытых и закрытых РУ всех напряжений по экономической плотности тока
не проверяются.
3.2 Выбор
сборных шин на стороне среднего напряжения (35 кВ)
Как сказано выше, /1, с.232/ для распределительных устройств
35 кВ и выше применяют гибкие шины.
Выбираем сечение проводов по допустимому току. Должно выполнятся
условие . В нашем случае 
А. Сборные шины и ошиновку на стороне
среднего напряжения (35 кВ) с максимальным током в цепи трансформатора (А) можно выполнить по следующим вариантам:
) Для уменьшения тока можно применить расщепление фазы на два
провода, т.е. принять выполнение токоведущих частей проводом круглого сечения
типа 
185/29 c токовой загрузкой 
А.
) Применить провод круглого сечения с токовой загрузкой 
А типа АС 500/27.
Выбор оптимального варианта сечения шин производиться, на данном
этапе расчета, с помощью технико-экономического расчета. Для нашего учебного
расчета пренебрежем технико-экономическим расчетом и примем второй вариант.
По /1, с.624/ выбираем провод марки АС 500/27. Характеристики
провода приведены в таблице 5.
Таблица 5 - Некоторые характеристики провода АС 500/27.
|
Марка провода
|
Наружный
диаметр провода, мм
|
Токовая
нагрузка, А
|
|
|
Вне помещения
|
Внутри
помещения
|
|
АС 500/27
|
29,4
|
960
|
830
|
Проверка выбранного сечения на нагрев (по допустимому току)
производиться по условию , в нашем случае 
А 
А, следовательно по условию нагрева
выбранное сечение провода проходит.
Проверку по экономической плотности тока не производим, из
условия, что электроустановки и ошиновка в пределах открытых и закрытых
распределительных устройств всех классов напряжения не подлежит проверке по
экономической плотности тока /1, с.232-233/.
Проверка на электродинамическое действие тока короткого замыкание
производится для гибких шин распределительных устройств при 
кА и проводов ВЛ при 
кА /1, с.233/. В нашем случае 
кА (см. таблицу 2), следовательно данную
проверку не производим.
Как сказано в /1, с.233/ проверка на термическое действие тока
короткого замыкания не производится, так как шины выполнены голыми проводами на
открытом воздухе.
Проверка по условию коронирования необходима для гибких проводов
при напряжении 35 кВ и выше /1, с.236/.
Начальная критическая напряженность электрического поля, кВ/см,
,
где m - коэффициент, учитывающий шероховатость
поверхности провода (для многопроволочных проводов принимается равным 0,82); r0 - радиус одного провода, см.
Напряженность вокруг провода, кВ/см,
,
где U - линейное напряжение, кВ; DСР - среднегеометрическое расстояние между проводами (фаз),
см. При горизонтальном расположений фаз находятся как
см (D - расстояние между соседними фазами).
Примем 
=20 см - расстояние между проводами
расщепленной фазы, тогда эквивалентный радиус, см,
.
Значение коэффициента 
при расщеплении фазы на два провода
.
Условие проверки на коронирование /1, с.238/,
, 
,
кВ/см 
кВ/см.
Таким образом, провод АС 500/27 по условиям короны проходит.
Ошиновка в пределах распределительного устройства выполняется проводами того же
сечения.
3.3 Выбор
сборных шин на стороне высокого напряжения (220 кВ)
Учитывая, что для напряжения 220 кВ по условию ПУЭ
минимальное сечение проводов 240 мм2, по /1, с.624/ выбираем провод
АС 240/56. Характеристики провода приведены в таблице 6.
Таблица 6 - основные характеристики провода
|
Марка провода
|
Наружный
диаметр провода, мм
|
Токовая
нагрузка, А
|
|
|
Вне помещения
|
Внутри
помещения
|
|
АС 240/56
|
22,4
|
610
|
505
|
Проверка сборных шин на 220 кВ проводится по:
1. длительно допустимому току 
.
. схлестыванию.
. термической стойкости 
.
. механической прочности 
.
. Проверка на корону 
.
Проверим выбранные нами шины по данным условиям.
. В нашем случае 
А. 
.
. Как сказано в /1, с.238/ проверка шин на схлестывание не
проводится, так как 
кА.
. Как сказано в /1, с.186/ проверка на термическое действие тока
короткого замыкания не производится, так как шины выполнены голыми проводами на
открытом воздухе.
. Как сказано в /1, с.233/ механически расчет гибких проводников
проводится, если ток короткого замыкания больше 20 кА. В нашем случае ток
короткого замыкания меньше 20 кА.
. Проверка по условия коронирования.
Определим начальную критическую напряженность электрического поля,
кВ/см,
.
Определяем напряженность вокруг провода по /1, с.237/, кВ/см,
,
где 
см.
Таким образом, получаем:
,
.
Таким образом, провод АС 240/56 по условиям короны проходит.
Ошиновка в пределах распределительного устройства выполняется
проводами того же сечения.
4. Выбор
выключателей
Выбор и проверка выключателей осуществляется по параметрам
/1, с.338/. К таким параметрам относят:
1) номинальное напряжение установки 
;
) максимально длительный ток 
;
) отключающие возможности:
а) отключение симметричного тока 
;
б) отключение апериодической составляющей тока короткого замыкания
,
где 
- номинальное допустимое значение
апериодической составляющей в отключенном токе для времени τ,
- номинальное значение относительного содержания апериодической
составляющей в отключаемом токе выбранное по /1, с.296/,
- апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент
расхождения контактов τ,
) электродинамическая стойкость 
; 
,
где 
- действующее значение предельного
сквозного тока короткого замыкания, кА;
- начальное значение периодической составляющей тока короткого
замыкания в цепи выключателя, кА;
- ударный ток короткого замыкания в цепи выключателя, кА;
) термическая стойкость 
,
где 
- тепловой импульс тока короткого
замыкания по расчету, 
,
- среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток
термической стойкости), кА,
- длительность протекания тока термической стойкости, с.
4.1 Выбор
выключателей на стороне низкого напряжения (10 кВ)
В соответствии с типом выбранного шкафа (КРУ) возьмем
выключатель следующего типа: ВВТЭ-10-20. Параметры данного вакуумного
выключателя /2/ приведены в таблице 7.
Таблица 7 - Параметры вакуумного выключателя типа ВВТЭ-10-20
, кВ
, А
,
кА, %, кА
, кА, кА
,
|
с , с
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10
|
630
|
20
|
50
|
20
|
52
|
20
|
0,03
|
0,05
|
Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент
расхождения контактов, кА,
,
где 
, при 
с /1, рисунок 3.25/. Для определения 
необходимо знать расчетное время 
.
с.
Тепловой импульс тока короткого замыкания, ,
.
Ударный ток короткого замыкания в цепи выключателя, кА,
,
где 
- ударный коэффициент /1, таблица 3.8/.
Проверку выбранного выключателя представим в табличной форме,
условие проверки см. выше.
Таблица 8 - Проверка вакуумного выключателя типа ВВТЭ-10-20
Выбранный вакуумный выключатель по всем вышесказанным
условиям удовлетворяет поставленным задачам.
4.2 Выбор
выключателей на стороне среднего напряжения (35 кВ)
В соответствии с максимальным током А (максимальный ток в цепи трансформатора) выберем выключатель
следующего типа: ВВЛ-35-31,5. Параметры данного вакуумного выключателя /2/
приведены в таблице 9.
Таблица 9 - Параметры вакуумного выключателя типа ВВЛ-35-31,5
, кВ, А,
|
кА, %, кА, кА, кА, с, с
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35
|
1600
|
31,5
|
35
|
31,5
|
80
|
31,5
|
0,05
|
0,07
|
Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент
расхождения контактов, кА,
,
где 
, при 
с /1, рисунок 3.25 и таблицу 3.8/. Для определения необходимо знать расчетное время .
с.
Тепловой импульс тока короткого замыкания, ,
.
Ударный ток короткого замыкания в цепи выключателя, кА,
,
где 
- ударный коэффициент /1, таблица 3.8/.
Проверку выбранного выключателя представим в табличной форме,
условие проверки см. выше.
Таблица 10 - Проверка вакуумного выключателя типа ВВЛ-35-31,5
Выбранный вакуумный выключатель по всем вышесказанным
условиям удовлетворяет поставленным задачам.
4.3 Выбор
выключателей на стороне высокого напряжения (220 кВ)
В соответствии с максимальным током 
А (максимальный ток в цепи трансформатора на стороне высокого
напряжения) выберем выключатель следующего типа: ВГБУ-220У1. Параметры данного
элегазового выключателя /6/ приведены в таблице 11.
Таблица 11 - Параметры элегазового выключателя типа ВГБУ-220У1
|
, кВ, А, кА, с, с
|
|
|
|
|
|
220
|
2000
|
40
|
0,035
|
0,055
 ,
где  , при  с /1, рисунок 3.25 и таблицу 3.8/. Для определения необходимо знать расчетное время .
 с.
Тепловой импульс тока короткого замыкания, ,
 .
Ударный ток короткого замыкания в цепи выключателя, кА,
 ,
где  - ударный коэффициент /1, таблица 3.8/.
Проверку выбранного выключателя представим в табличной форме,
условие проверки см. выше.
Таблица 12 - Проверка элегазового выключателя типа ВГБУ-220У1
Выбранный элегазовый выключатель по всем вышесказанным
условиям удовлетворяет поставленным задачам.
5. Выбор
разъединителей
Разъединитель - это коммутационный аппарат, предназначенный
для отключения и выключения электрической цепи без тока или с незначительным
током, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в
отключенном положении изоляционный промежуток.
Выбор разъединителей производится:
1) по напряжению установки  ;
) по току  ;
) по электродинамической стойкости  ;  , где  ,  - предельный сквозной ток КЗ (амплитуда и
действующее значение);
) по термической стойкости , где  - тепловой импульс по расчету, кА2·с;
- предельный ток термической стойкости; - длительность протекания предельного
тока термической стойкости;
) по конструкции, роду установки.
5.1 Выбор
разъединителей на стороне СН 35 кВ
Возьмем по /1, таблица П4.1/ разъединитель для наружной
установки типа РДЗ-35/2000У1. Некоторые параметры данного разъединителя
представлены в таблице 13.
Таблица 13 - Параметры разъединителя типа РДЗ-35/2000У1
|
, кВ, ААмплитуда предельного сквозного тока КЗ, кАПредельный ток
термической стойкости/допустимое время, кА/с
|
|
|
|
|
|
|
главных ножей
|
заземляющих
ножей
|
|
35
|
2000
|
80
|
31,5/4
|
31,5/1
|
Проверку данного разъединителя представим в табличной форме,
взяв предварительно значение теплового импульса тока короткого замыкания и
значение ударного тока из предыдущего пункта (см. пункт 3.2).
Таблица 14 - Проверка разъединителя типа РДЗ-35/2000
Данный разъединитель типа РДЗ-35/2000 удовлетворяет
вышеописанным условиям.
5.2 Выбор
разъединителей на стороне ВН 220 кВ
Возьмем по /1, таблица П4.1/ разъединитель для наружной
установки типа РДЗ-220/1000. Некоторые параметры данного разъединителя
представлены в таблице 15.
Таблица 15 - Параметры разъединителя типа РДЗ-220/1000
|
, кВ, ААмплитуда предельного сквозного тока КЗ, кАПредельный ток
термической стойкости/допустимое время, кА/с
|
|
|
|
|
|
|
главных ножей
|
заземляющих
ножей
|
|
220
|
1000
|
100
|
40/3
|
40/1
|
Проверку данного разъединителя представим в табличной форме,
взяв предварительно значение теплового импульса тока короткого замыкания и
значение ударного тока из предыдущего пункта (см. пункт 4.3).
Таблица 16 - Проверка разъединителя типа РДЗ-220/1000
Данный разъединитель типа РДЗ-110/1000 удовлетворяет
вышеописанным условиям.
6. Выбор
контрольно-измерительных приборов на подстанции
Контроль за режимом работы основного и вспомогательного
оборудования на электростанциях и подстанциях осуществляется с помощью
контрольно-измерительных приборов.
В зависимости от особенностей режима работы даже на
аналогичных присоединениях количество контрольно-измерительных приборов может
быть различным. Выберем необходимый состав оборудования по /1, таблица 4.11/
Таблица 17 - Контрольно-измерительные приборы на подстанции
|
Цепь установки
контрольно-измерительных приборов
|
Места установки
приборов
|
Перечень
приборов
|
|
Трехобмоточный
трансформатор
|
ВН (220 кВ)
|
Амперметр,
ваттметр
|
|
СН (35 кВ)
|
Амперметр,
ваттметр, варметр, счетчик активной и реактивной энергии
|
|
НН (10 кВ)
|
Амперметр,
ваттметр, варметр, счетчик активной и реактивной энергии
|
|
Сборные шины
10, 35 кВ
|
На каждой
секции или системе шин
|
Вольтметр для
измерения междуфазного напряжения и вольтметр для измерения трех фазных
напряжений, на шинах 35 кВ устанавливается вольтметр, если шины подстанции
являются контрольными точками по напряжению в системе
|
|
Сборные шины
220 кВ
|
|
Вольтметр с
переключателем для измерения трех междуфазных напряжений и регистрирующий
вольтметр; осциллограф на транзитной подстанции, фиксирующий прибор ( )
|
|
Линии 220 кВ
|
-
|
Амперметр,
ваттметр, варметр, фиксирующий прибор, используемый для определения места КЗ,
расчетные счетчики активной и реактивной энергии на тупиковых потребительских
линиях. Примечание: 1. для линий с пофазным управлением устанавливаются три
амперметра; 2. на линиях с двухсторонним питанием ваттметр и варметр с
двухсторонней шкалой, два счетчика активной энергии со стопорами
|
|
Линии 35 кВ
|
-
|
Амперметр,
расчетные счетчики активной и реактивной энергии на тупиковых потребительских
линиях. Примечание: если по счетчикам не ведется денежный расчет, то счетчик
реактивной энергии не устанавливается.
|
|
Линии 10 кВ
|
-
|
Амперметр,
расчетные счетчики активной и реактивной энергии для линий, принадлежащих
потребителю. Примечание: если по счетчикам не ведется денежный расчет, то
счетчик реактивной энергии не устанавливается.
|
|
|
|
|
6.1 Выбор
трансформатора тока
Для определения правильного выбора типа трансформаторов тока
определимся со схемой соединения вторичных обмоток данных трансформаторов.
Примем соединение вторичных обмоток трансформаторов тока в схему звезда, данная
схема соединения обмоток представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схема соединения вторичных обмоток трансформаторов
тока и некоторых приборов.
Трансформатор тока выбирается по следующим условиям:
) по напряжению установки ;
) по току  (причем номинальный ток должен быть как
можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки
приводит к увеличению погрешностей);
) по электродинамической стойкости  ,
где  - ток электродинамической стойкости;
) по термической стойкости  ;
) по вторичной нагрузке  .
Выберем тип трансформатора тока установленного на стороне среднего
напряжения в церии силового трансформатора
Для выбора требуемого типа трансформатора тока необходимо
определить вторичную нагрузку трансформатора тока. Для определения нагрузки
воспользуемся данными представленными в учебной литературе /1, таблица П4.7/.
Представим нагрузку трансформатора тока в таблице 18.
Таблица 18 - Вторичная нагрузка трансформатора тока
|
Прибор
|
Тип
|
Нагрузка, В·А,
фазы
|
|
|
А
|
В
|
С
|
|
А (амперметр)
|
Е-824
|
-
|
1,0
|
-
|
|
W (ваттметр)
|
Е-829
|
1,0
|
-
|
1,0
|
|
uar (варметр)
|
Е-830
|
1,0
|
-
|
1,0
|
|
Wh (счетчик активной мощности)
|
САЗ-И674
|
2,5
|
-
|
2,5
|
|
uarh (счетчик реактивной мощности)
|
СР4-689
|
2,5
|
-
|
2,5
|
|
Итого
|
|
7,0
|
1,0
|
7,0
|
Из таблицы 18 видно, что наиболее загружены фазы ''А'' и
''С'', то есть расчет сопротивления будем вести относительно любой из этих фаз.
Выберем по /3, таблица 5-11/ трансформатор тока встроенный в
силовой трансформатор типа ТВТ-35-10 с номинальным током первичной обмотки  А. Паспортные данные указанного
трансформатора тока приведены в таблице 19. По каталожным данным имеем два
трансформатора тока на одном выводе.
Таблица 19 - Паспортные данные трансформатора тока ТВТ-35-10
|
, кВНоминальный ток, АВариант исполнения
Ток стойкости, кАВремя , с , Ом
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35
|
1500
|
5
|
1500/5
|
104
|
10
|
4
|
1,2
|
Произведем проверку трансформатора тока типа ТВТ-35-10 по
вышеописанным условиям:
1)  кВ  кВ;
) А  А;
)  кА  кА,
где - значение ударного тока, кА, (см. пункт
4.2);
)   ;
) Определяем общее сопротивление приборов, Ом,
 ,
где  - мощность, потребляемая приборами (см.
таблицу 18);
 - вторичный номинальный ток (см. таблицу 19).
 - сопротивление контактов, при более двух приборов, Ом, по /1,
с.374/.
Допустимое сопротивление проводов, Ом,
 .
Сечение кабеля, мм2, ,
где ρ -
удельное сопротивление алюминия Ом/м /1, с.374/;
lРАСЧ - расчетная длина контрольного кабеля, м /1, с.374-375/,
учитывая, что первоначальную указанную длину снижают на 15 - 20 %.
Принимаем контрольный кабель АКРВГ, по условию прочности принимаем
сечение жил 4 мм. Тогда сопротивление приборов, Ом,
 .
Таким образом, получаем полное сопротивление приборов, Ом,
 ,
 Ом  Ом.
Следовательно, выбранный трансформатор тока по вышеописанным
условиям удовлетворяет по всем требованиям.
Выбираем трансформатор тока для остальных цепей.
Для удобства сведем данные о расположении и типе трансформаторов
тока в таблицу 20. Данные о трансформаторах тока взяты из справочной литературы
/3/.
Таблица 20 - Место расположения трансформаторов тока и типы
трансформаторов тока
|
Место установки
|
Сторона
|
Тип
трансформатора тока
|
|
Трансформаторы
тока встроенные в силовые трансформаторы
|
ВН
|
ТВ-220-1000/1
|
|
СН
|
ТВТ-35-10-1500/5
|
|
НН
|
ТВТ-10/30-800/5
|
|
В цепях линии
|
ВН
|
ТФЗМ-220-У1
|
|
СН
|
ТФЗМ-35-У1
|
|
В ячейках КРУ
|
НН
|
ТЛМ-10-У3
|
Проверка трансформаторов тока по вышеописанным критериям
производим аналогично алгоритму представленному выше.
6.2 Выбор
трансформаторов напряжения
Трансформатор напряжения выбирается по следующим параметрам
/1, с.375/:
1) по напряжению установки  ;
) по конструкции и схеме соединения обмоток;
) по классу точности;
) по вторичной нагрузке  ,
где  - нагрузка всех измерительных приборов и
реле, присоединенных к трансформатору напряжения  ;
 - номинальная мощность в выбранном классе точности.
Проиллюстрируем выбор трансформатора напряжения для обмотки
среднего напряжения в цепи силового трансформатора.
Сначала определим нагрузку трансформатора тока, по данным, взятым
в /1, с.635/ представив эти данные в виде таблицы 21.
Таблица 21 - Вторичная нагрузка трансформатора напряжения
(приборы подключенные к трансформатору напряжения)
|
Прибор
|
Тип
|
S одной обмотки, В·А
|
Число обмоток
|
cosφ
|
sinφ
|
Кол-во приборов
|
Общая
потребляемая мощность
|
|
|
|
|
|
|
|
Р, Вт
|
Q, вар
|
|
Ввод СН силового
трансформатора
|
Преобразователь
активной мощности, трехфазный
|
Е-829
|
10,0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
10,0
|
-
|
|
Преобразователь
реактивной мощности, трехфазный
|
Е-830
|
10,0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
10,0
|
-
|
|
Трёхфазный
счётчик активной энергии
|
САЗ-И674
|
3,0 Вт
|
2
|
0,38
|
0,925
|
1
|
6,0
|
14,60
|
|
Трёхфазный
счётчик реактивной энергии
|
СР4-И689
|
3,0 Вт
|
2
|
0,38
|
0,925
|
1
|
6,0
|
14,60
|
|
СШ
|
Вольтметр
|
Е-825
|
5,0
|
1
|
1
|
0
|
2
|
10,0
|
-
|
|
Отходящие линии
35 кВ
|
Трёхфазный
счётчик активной энергии
|
САЗ-И674
|
3,0 Вт
|
2
|
0,38
|
0,925
|
2
|
12,0
|
29,21
|
|
Трёхфазный
счётчик реактивной энергии
|
СР4-И689
|
3,0 Вт
|
2
|
0,38
|
0,925
|
2
|
12,0
|
29,21
|
|
Итого
|
66
|
87,62
|
Выберем по /1, таблица П4.6/ трансформатор напряжения типа
ЗНОЛ-35. Некоторые параметры трансформатора напряжения представлены в таблице
22.
Таблица 22 - Каталожные данные трансформатора напряжения типа
ЗНОЛ-35
|
Номинальное
напряжение обмотки
|
Класс точности
|
Номинальная
мощность, ВА
|
Максимальная
мощность, ВА
|
|
первичной, кВ
|
основной
вторичной, В
|
дополнительной,
В
|
|
|
|
|
  100: 31,03001000
|
|
|
|
|
|
Проверяем трансформатор:
1)  кВ кВ;
) принимаем класс точности 1,0;
)  ВА,
При соединении обмоток в звезду номинальная мощность выбранного
трансформатора увеличиться в три раза и станет равной 900 ВА, тогда
 ВА  ВА.
Для стороны высокого и низкого напряжения трансформаторы
напряжения выбираем только по номинальному напряжению /1, таблица П4.6/.
Некоторые параметры и выбранные типы трансформаторы напряжения представлены в
таблице 23.
Таблица 23 - Параметры трансформаторов напряжения.
|
Тип
|
Номинальное
напряжение обмотки
|
Класс точности
|
Номинальная
мощность, ВА
|
Максимальная
мощность, ВА
|
|
первичной, кВ
|
основной
вторичной, В
|
дополнительной,
В
|
|
|
|
|
НКФ-220-58
|
 100 1,06002000
|
|
|
|
|
|
|
НОМ-10-66
|
10
|
100
|
-
|
1,0
|
75
|
400
|
7. Выбор
главной схемы РУ
Согласно типовым материалам по проектированию /4/, где
рекомендуется на U=220 кВ по пунктам 1.6.1, 1.6.2 выбрать схему №220-7 (рис.4)
(схема "четырехугольник" применяется в ПС, имеющую не более 4
присоединений). Проиллюстрируем вышеописанные пункты:
.6.1 Схемы четырехугольника применяются в РУ напряжением
220…750 кВ при 4…6 присоединениях (линий и напряжений трансформаторов),
необходимость секционирования транзитной линии и мощности трансформаторов от
125 МВА и более при напряжении 220 кВ и любой мощности на напряжение 330…750
кВ;
.6.2 Схема 7 (четырехугольник) пи двух линиях и двух
трансформаторах.
На напряжении 330…750 кВ на первом этапе при одном
трансформаторе и одной линии устанавливаются два взаиморезервирующие
выключателя или используются передача отключающегося сигнала. В последующем -
при одном трансформаторе и двух линиях устанавливаются 3 выключателя, при двух
трансформаторах и одной линии - как правило, 3 выключателя, при, этом, если
подключении второй линии происходит за расчетным периодом, допускается
установка двух выключателей.
Рисунок 4 - схема "четырехугольник"
При технико-экономическом обосновании допускается не устанавливать
На U=35 кВ по пунктам 1.7.1, 1.7.3 альбома
типовых схем, выбираем схему №35-9 (рис.5) (одна секционированная выключателем
система шин). Проиллюстрируем вышеописанные пункты:
.7.1 Схема с одной и двумя рабочими системами сборных шин
применять на стороне ВН и СН подстанций напряжением 35-220 кВ при 5 и более
присоединениях;
.7.3 Схема №35-9 (одна секционированная выключателем система шин)
применяется без обходной системы шин и предназначается для РУ 35 кВ на сторонах
ВН, СН, НН.
В качестве начального этапа развития схемы №35-9 возможно
подключение двух отходящих линий, по одной на каждой секции.
Рисунок 5 - одна секционированная выключателем система шин
На U=10 кВ согласно пунктам 1.9.1, 1.9.4,
1.9.6 выбираем схему №10 (6) - 1 (одна одиночная секционированная выключателем
система шин) настоящего альбома типовых схем. Проиллюстрируем вышеописанные
пункты:
.9.1 Схема №10 (6) - 1 (рис.6) (одна одиночная секционированная
выключателем система шин) применяется при двух трансформаторах, присоединенных
каждый к одной секции;
.9.4 При наличии соответствующих обоснований в указанных схемах
допускается другое количество секций, а также групповое или индивидуальное
реактирование присоединений вместо реакторов в цепях трансформаторов;
.9.6 Количество отходящих линий в РУ 10 (6) кВ подстанций
энергосистем определяется из расчета загрузки каждой линии не менее 25 %
номинального тока ячейки.
Рисунок 6 - схема одна рабочая, секционированная выключателям,
система шин
Список
использованных источников
1.
Рожкова, Л. А Электрооборудование станции и подстанции: Учеб. пособие / Л.Д.
Рожкова, В.С. Козулин. - Москва: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.
.
Электрическая часть станций и подстанций: Метод. указания к лабораторным
работам №12 - 15 для студентов ЭМФ/ Сост.А. А. Егонский, М.Д. Чижова. -
Красноярск. КГТУ, 1999.36 с.
.
Электрическая часть станций и подстанций. Конструкции и технические
характеристики высоковольтного оборудования: Методические указания для
студентов специальностей 10.01, 10.02, 10.04 при курсовом и дипломном
проектировании/ Сост.А. А. Егонский, М.Д. Чижова; КГТУ, Красноярск, 1995.51 с.
.
Неклепаев, Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанции. Справочные
материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов /
Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. - Москва: Энергоатомиздат, 1989. - 347 с.
.
Лященко, В.С. Типовые материалы для проектирования 407-03-456,87. Схемы
принципиальные электрические распределительных устройств напряжением 6…750 кВ
подстанций по их применению: Альбом I / В.С. Лященко, Г.С. Мальцев, Н.В. Мурашко. -
ВГПИ И НИИ Энергосетьпроэкт, 1987.
.
Элегазовые баковые выключатели серии ВГБ. Научно-исследовательский институт
высоковольтного аппаратостроения (НИИВА) / ОАО "Энергомеханический
завод", ОАО "Электроаппарат", С. - Петербург; Комбинат
"Электрохимприбор", Екатеринбург.
.
СТП КГТУ 01-02. Общие требования к оформлению текстовых и графических
студенческих работ. Текстовые материалы и иллюстрации; ИПЦ КГТУ. - Красноярск,
2002. - 54с.
Похожие работы на - Выбор оборудования подстанции
|