4.2. Выбор оборудования на стороне 10 кВ

Распределительное устройство 10 кВ подстанции является закрытым, поэтому выбираем комплектные распределительные устройства для внутренней установки.

В качестве распределительного устройства выбираем модификацию КРУ «Клен» на токи до 1250 А, которая имеет меньшие габариты и стоимость по сравнению с традиционными КРУ. Распределительное устройство на базе малогабаритных КРУ «Клен» занимает меньшее пространство, что немаловажно при реконструкции подстанций. Технические характеристики КРУ представлены в форме таблицы «см. в табл. 4.5»

Условия эксплуатации:

1. высота над уровнем моря – не более 1000 м;

2. рабочий диапазон температур окружающего воздуха от -10° С до +40° С;

3. относительная влажность воздуха не более 80% при температуре +15° С;

4. тип атмосферы II по ГОСТ 15150;

5. окружающая среда — невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих материалы и изоляцию;

6. температура окружающего воздуха при хранении упакованных и законсервированных КРУ от -25° С до +40° С.

Таблица 4.6 – Технические характеристики КРУ «Клен»

№ пункта	Наименование параметра	Значение параметра
1	Номинальное напряжение, кВ	10
2	Номинальный ток главных цепей , А	1250
3	Номинальный ток сборных шин , А	1250
4	Номинальный ток отключения силовых выключателей, кА	25
5	Ток термической стойкости сборных шин, кА	25
6	Ток электродинамической стойкости сборных шин, кА	64
7	Номинальное напряжение вторичных цепей, В: переменного тока постоянного тока освещения переменного тока	220 220 24(36)
8	Время протекания тока термической стойкости, с: главных цепей заземляющих ножей	3 1
9	Уровень изоляции по ГОСТ 1516.1	Нормальная
10	Вид изоляции	Воздушная
11	Наличие выдвижных элементов	С выкатными элементами
12	Вид линейных высоковольтных присоединений	Кабельные, шинные
13	Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150	У3.1
14	Условия обслуживания	Одностороннее
15	Степень защиты по ГОСТ 14254	IP21
16	Срок службы, лет	Не менее 25
17	Габаритные размеры, мм:	2000х650х1000

Выкатной элемент ячейки КРУ представляет собой тележку, установленную на направляющие, исключающие перекосы при стыковке контактов. На тележке, в зависимости от схемы КРУ «Клен», устанавливается следующее оборудование:

1. силовой вакуумный выключатель;

2. трансформатор собственных нужд;

3. трансформаторы напряжения;

4. трансформаторы тока;

5. предохранители.

Изобразим расположение аппаратуры внутри ячейки КРУ «см. рис. 4.1»

Рисунок 4.1 – Расположение аппаратуры внутри ячейки КРУ «Клен»

Обозначения:

1) шторки блокировки доступа к силовым контактам; 2) блок релейной защиты; 3)индикатор наличия напряжения; 4) силовой выключатель; 5) смотровое окно; 6)механизм управления выкатным элементом; 7) заземлитель; 8) лампа внутреннего освещения отсека; 9 )шина заземления; 10 )изолятор с емкостным делителем напряжения; 11) кабельное присоединение; 12 )нелинейный ограничитель перенапряжений; 13) трансформатор тока; 14) сборная шина; 15) клапаны сброса избыточного давления.

Отсеки:

I — Отсек сборных шин; II — Отсек вторичных цепей; III — Отсек силового выключателя; IV — Отсек кабельных присоединении

Выбор выключателей 10 кВ.

Выбираем к установке выключатель вакуумный производства VD4 12.12.40.

Данные по выключателю сводим в таблицу «см. в табл. 4.7»

Таблица 4.7 – Характеристики выключателя VD4 12.12.40

Тип выключателя	VD4 12.12.40
Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Наибольшее напряжение изоляции, кВ	12
Номинальный ток, А	1250
Номинальный ток отключения, кА	40
Ток термической стойкости, 3с, кА	40
Ток динамической стойкости,кА	102
Испытательное напряжение на частоте 50 Гц, кВ	42
Собственное время отключения не более, мс	45
Собственное время включения не более, мс	70
Полное время отключения не более, мс	55
Масса выключателя, кг	73-79
Тип привода	электромагнитный
Диапазон рабочих температур окружающей среды, °С	от –40до +40
Срок службы, лет (не менее)	25

В выключателях серии VD4 применены вакуумные камеры, залитые в эпоксидную смолу полюса. Заливка камер в эпоксидную смолу делает полюса очень прочными и защищает камеру от ударов, загрязнения и увлажнения. Стационарный выключатель VD4 12.12.40 в базовом исполнении комплектуется каркасом и передним защитным экраном. В нижней части каркаса выполнены крепежные отверстия. Для электрических подключений вспомогательных цепей выключателя имеется специальная клеммная колодка. Винт заземления находится в задней части выключателя.

Выбор выключателя выполним в табличной форме «см. в табл. 4.8»

Таблица 4.8 – Выбор выключателей 10кВ

Расчетные данные	Каталожные данные:	Условия выбора или проверки
Uсети = 10 кВ Iпрод.расч. =525 А	Uном = 10 кВ Iном =1250 А	По условия длительного режима: ,
iу = 8,64 кА	iдин = 102 кА	По динамической стойкости
	Iпкс=102 кА	По коммутационной способности, амплитуде полного тока отключения
Вк = кА2·с	4800 кА2·с	По термической стойкости

Выбор трансформаторов напряжения 10 кВ.

Для выбора трансформатора напряжения необходимо знать полную мощность вторичной нагрузки этого трансформатора.

Полная мощность вторичной нагрузки трансформатора напряжения определяется по формуле:

(4.4)

где P₂ – активная мошность вторичной нагрузки трансформатора

напряжения, Вт;

Q₂ – реактивная мошность вторичной нагрузки трансформатора

напряжения, вар.

Расчет активной и реактивной мощности вторичной нагрузки трансформатора напряжения выполним в форме таблицы «см. в табл. 4.8»

Таблица 4.8 – Расчёт мощности вторичной нагрузки трансформатора тока

Прибор	Тип	S, ВА	Nоб.	соsφ	Nпр.	Мощность
						Р2, Вт	Q2, вар
Вольтметр	Э-335	2	1	1	2	4	0
Ваттметр	Д-335	1,5	2	1	2	3	0
Варметр	Д-335	1,5	2	1	2	3	0
Счётчик активной энергии	И-674	3	2	0,38	2	2,3	5,5
Счётчик реактивной энергии	И-673	3	2	0,38	2	2,3	5,5
Частотомер	Э-372	3	1	1	2	6	0
Вольтметр регистрирующий	Н-344	10	1	1	2	20	0
Итого:						40,6	11

Определяем полную мощность вторичной нагрузки трансформатора напряжения по формуле (4.4)

Принимаем к установке трансформатор НАМИТ-10-2.

Данные по трансформатору сводим в таблицу «см. в табл. 4.9»

Таблица 4.8 – Характеристики трансформатора напряжения НАМИТ-10-2

Номинальное напряжение , кВ	10
Номинальное напряжение обмотки,В: первичной основной вторичной дополнительной вторичной	10000/ 3; 100 100/ 3
Номинальная мощность в классе точности 0,5 ,ВА	150
Предельная мощность , ВА	1000

Выбор трансформатора напряжения выполним в табличной форме «см. в табл. 4.9»

Таблица 4.9 –Выбор трансформатора напряжения НАМИТ-10-2

Расчетные параметры цепи	Каталожные данные ТН	Условия выбора
Uсети = 10 кВ	U1ном = 10 кВ	,
S2 = 42 ВА	S2ном =150 ВА

Выбор трансформаторов тока 10кВ.

Выбор трансформаторов тока на стороне 10 кВ производим аналогичным способом, что и на стороне 110 кВ.

Расчет мощности вторичной нагрузки трансформатора тока выполним в форме таблицы. «см. в табл. 4.10»

Таблица 4.10 – Расчёт мощности вторичной нагрузки трансформатора тока

Прибор	Тип	Нагрузка фазы, ВА
		А	В	С
Ваттметр	Д-335	0,5	-	0,5
Варметр	Д-335	0,5	-	0,5
Счётчик активной энергии	И-674	3	-	3
Счётчик реактивной энергии	И-673	3	-	3
Амперметр	Н-344	10	10	10
Итого:		17	10	17

Определяем сопротивление приборов по формуле (4.2)

Для подключения приборов используются медные провода сечением 4мм², удельное сопротивление меди 0,0175 Оммм²/м. Длину соединительных проводов для ЗРУ кВ принимаем равной 40м.

Сопротивление контактов r_конт принимают равным 0,1 Ом. [2]

Определяем сопротивление проводов по формуле (4.3)

Определяем вторичную нагрузку трансформатора тока по формуле (4.1)

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому Z₂ (расчетная нагрузка трансформатора тока) приблизительно равна r₂.

Принимаем к установке трансформатор тока ТОЛ-10 .

Выбор трансформатора тока выполним в табличной форме «см. в табл. 4.11»

Таблица 4.11 – Выбор трансформатора тока 10кВ

Расчетные параметры цепи	Каталожные данные ТТ	Условия выбора
Uсети = 10 кВ Iпрод.расч.=525 А	Uном = 10 кВ Iном =600 А	,
iу = 8,64 кА	iдин =100 кА
Вк =  кА2·с	=2976,7 кА²·с
Z2=0,95 Ом	Z2ном=1,2 Ом	Z2≤ Z2ном

Устанавливаемые трансформаторы тока для каждого фидера сводим в таблицу «см. в табл. 4.12»

Таблица 4.12 – Трансформаторы тока в КРУ 10 кВ

№ пункта	Место установки	Iном,А	Тип трансформатора тока
1	Ячейка фидера 10-17	0	резерв
2	Ячейка фидера 10-16	7	ТОЛ-10 40/5
3	Ячейка ввода10кВ Т-1	294	ТОЛ-10 300/5
4	Ячейка фидера 10-01	4	ТОЛ-10 40/5
5	Ячейка фидера 10-02	3	ТОЛ-10 40/5
6	Ячейка фидера 10-03	10	ТОЛ-10 40/5
7	Ячейка фидера 10-04	0	ТОЛ-10 40/5
8	Ячейка фидера 10-05	4	ТОЛ-10 40/5
9	Ячейка с секционным выключателем	45	ТОЛ-10 50/5
10	Ячейка ввода10кВ Т-2	525	ТОЛ-10 600/5
11	Ячейка фидера 10-06	2	ТОЛ-10 40/5
12	Ячейка фидера 10-07	0	резерв
13	Ячейка фидера 10-08	3	ТОЛ-10 40/5
14	Ячейка фидера 10-09	8	ТОЛ-10 40/5
15	Ячейка фидера 10-10	8	ТОЛ-10 40/5
16	Ячейка фидера 10-11	5	ТОЛ-10 40/5
17	Ячейка фидера 10-12	10	ТОЛ-10 40/5
18	Ячейка фидера 10-13	0	резерв
19	Ячейка фидера 10-14	3	ТОЛ-10 40/5
20	Ячейка фидера 10-15	6	ТОЛ-10 40/5

Выбор ограничителей перенапряжения (ОПН) 10кВ.

Выбираем к установке ОПН серии ОПН-10/10-10(1)УХЛ2

U_ном,=10кВ, I_ном =10кА.

Выбор предохранителей напряжением 10кВ.

Выбираем к установке предохранители серии ПКТ102-10-50-12,5 У3

U_ном,=10кВ, I_ном =50А.