2.2. Обоснование типа защит

Согласно ПУЭ, в качестве защиты от токов, обусловленных ко­роткими замыканиями за трансформаторами (Т4, Т5, Т6), могут использоваться предохранители, если мощность этих трансформаторов не превышает 1 МВ^.А.

Для одиночно работающих трансформаторов Т1, Т2 мощностью 6,3 МВ^.А и более устанавливаются следующие типы защит:

- от многофазных КЗ в обмотках и на выводах - дифференциаль­ная продольная токовая защита;

- для защиты от токов, протекающих через трансформатор при КЗ на шинах низшего напряжения (внешнее КЗ), используют МТЗ с ми­нимальной выдержкой времени;

- для защиты от перегрузки на всех трансформаторах устанав­ливается МТЗ;

- от понижения уровня масла и от повреждений внутри кожуха, сопровождающихся выделениями газа, предусматривается газовая за­щита.

Как указывалось выше, на всех трансформаторных подстанциях источником выпрямленного переменного оперативного тока будет ис­пользоваться блок питания серии БП-1002. Выходная мощность блока составляет 1,0-1,5 кВт. Блок питания представляет собой комбина­цию двух устройств: а) блока напряжения БПН-1002, выполненного трехфазным с двумя первичными обмотками, которые могут соединять­ся последовательно или параллельно, а также в звезду и треуголь­ник; это позволяет включать блок в трехфазную сеть напряжением от 100 до 400 В. Две пары вторичных обмоток соединяются в две звез­ды, которые подключены к двум трехфазным двухполупериодным выпря­мительным мостам с номинальным выходным напряжением 110 В каждый. Последовательное включение мостов обеспечивает выходное напряже­ние 220 В; и б) блока тока БПТ-1002, состоящего из насыщающегося ТТ, подключенного к двум фазным ТТ, вторичные обмотки которых со­единяются параллельно. Поскольку в сети 6, 10, 35 кВ однофазные КЗ не рассматриваются, то такая схема БПТ-1002 в сочетании с БПН-1002 обеспечивает надежное питание защит. Выходной ток надеж­ной работы БПТ-1002 может регулироваться от 8 до 64 А. Переключе­ние секции диодов позволяет получать выходное напряжение 110 В или 220 В.

Для защиты линий и блока линия-трансформатор устанавливаем трехступенчатую токовую защиту: селективную токовую отсечку, неселективную токовую отсечку с выдержкой времени и МТЗ.

2.3. Расчет параметров схемы замещения.

Схема замещения приведена на рис.2. Как уже говорилось выше, расчет для подобных участков сети рекомендуется проводить в именованных единицах. Все сопротивления целесообразно привести к низшей стороне трансформаторов (10 кВ).

E_С

Z_W2

Z_W1

ПС 2 35кВ

Z_W3

K2

ПС 3 35кВ

K3

Z_W6

Z_W7

Z_W5

Z_H3

Z_H4

Z_Т4

Z_Т6

Z_Т5

K10

K9

K8

K5

ПС4 6 кВ

Z_W4

Z_Т2

Z_Т3

Z_Т1

K4

Z_С

ПС 1 35кВ

K1

10 кВ

K6

K7

Z_H5

Z_H1

Z_H2

0,4 кВ

K13

K12

K11

Рис.2.1. схема замещения системы электроснабжения 35–0,4кВ изображенной на рис.1.

а) Расчет удельных и полных сопротивлений линий

Активное и реактивное сопротивление линии находятся по формулам:

(2.1)

где R₀ и X₀ – удельное активное и удельное реактивное сопротивления соответственно;

L – длина линии.

Удельное активное сопротивление приближенно определяется по следующей формуле:

(2.2)

где .

Удельное индуктивное сопротивление определяется по формуле:

(2.3)

где D_ср – среднегеометрическое расстояние между фазными проводами:

D_ср=3500 мм – для линий напряжением 35 кВ

D_ср=1100 мм – для линий напряжением 10 кВ

R_пр – радиус провода;

n – число проводов в фазе.

Для нахождения радиуса провода R_пр необходимо рассчитать длительно допустимый рабочий ток в проводе и затем следует подобрать под данный ток сечение провода. Для упрощения расчета примем Хо=0,4 Ом/км.

Ток линии находится по формуле:

(2.4)

где S_W – поток мощности в линии;

U_ном – номинальное напряжение линии.

Сечение провода воздушной линий находится по формуле:

(2.5)

где j_эк – экономически целесообразная плотность тока:

j_эк=1,4 А/мм² для линий напряжением 35 кВ

j_эк=1,2 А/мм² для линий напряжением 10 кВ

После расчета сечения воздушной линий (далее по тексту – ВЛ) проводим выбор проводов. Выбор проводов проводим по табл. 7.35 [2] исходя из следующего условия: поперечное сечение выбираемого провода ВЛ электропередач должно быть больше или равно рассчитанному. Следует учесть рекомендации по минимальным сечениям проводов ВЛ электропередач при различных номинальных напряжений (см. табл. 2.1).

Таблица 2.1

Рекомендации по минимальным сечениям проводов ВЛ

при различных номинальных напряжениях

Uном, кВ	500	330	220	110	35	10
Fmin, мм2	3×120	2×120	150	70	50	35

Пример расчета для линии W3:

;

. По табл. 7.35 [2] выбираем провод АС-50.

;

;

.

Параметры выбранных проводов приведены в табл. 2.2. Аналогично рассчитываются другие линии электропередач. Параметры расчетов сведены в табл. 2.3.

Таблица 2.2

Параметры выбранных проводов для воздушных линий электропередач

Обозначение на схеме	Тип провода	Диаметр провода, мм	Радиус провода, мм
W1	АС-185	18,8	9,4
W2	АС-185	18,8	9,4
W3	АС-50	9,6	4,8
W4	АС-185	18,8	9,4
W5	АС-35	8,4	4,2
W6	АС-35	8,4	4,2
W7	АС-35	8,4	4,2

Таблица 2.3

Параметры линии электропередач

Параметры	Линии электропередач
	W1	W2	W3	W4	W5	W6	W7
Iраб, А	238.91	104,04	27,7	436,9	49,104	24,855	9,699
Fpасч, мм2	170	74,3	20	190,6	35.7	17.7	6.9
Fвыб, мм2	185	95	50	185	35	35	35
R0, Ом/км	0,17	0,3	0,63	0,17	0,9	0,9	0,9
x0, Ом/км	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
RW, Ом	0,083	0,19	1,26	0,34	4,5	3,6	1,8
XW, Ом	0,19	0,24	0,8	0,8	2	1.6	0.8
ZW, Ом	0,2	0,3	1,5	0,85	4.7	4.96	2.5
L, км	6	8	2	2	5	4	2

б) Расчет сопротивлений трансформаторов

В качестве примера рассчитаем составляющие сопротивления трансформатора Т1. Расчет произведем для крайних положений РПН.

ТМН-6300: , , .

кВ;

кВ;

Так как наибольшее напряжение для сети 35 кВ равно 40,5 кВ (ГОСТ 29322-92), то для расчета принимаем 40,5 кВ. Напряжение короткого замыкания для крайних положений РПН

( -9% и +9 % соответственно) равно ( ГОСТ 11920-85):

;

;

;

Ом ;

;

Ом;

Ом.

В таблице 2.4 приведены результаты расчетов всех трансформаторов.

Таблица 2.4