3.4. Вибір електричних апаратів в електричній мережі напругою 6-10 кВ

Розподільні пристрої НН ГПП або РП складаються частіше із комірок КРП і рідше із КСО. У склад комірки (камери) входять комутаційні та захисні апарати, трансформатори стру-му (ТС), вимірювальні прилади та ін. У курсовій роботі застосовуються комірки КРП, тому спочатку слід вибирати комірку із номенклатури даної серії.

У зв'язку з цим при виборі ЕА (електричні апарати) враховують такі фактори:

1. вибирають тільки ті ЕА, які входять до складу ймовірної комірки;

2. якщо параметри ЕА комірки не задовольняють перерахованим нижче в підрозділі 8.2.3 умовам, то придатний ЕА слід вибирати із номенклатури того самого типу даної комірки або (якщо в даній серії немає ЕА з необхідними параметрами) вибирають іншу серію комірок;

3. усі ЕА силового ланцюга одної комірки мають однакову пропускну здатність і розраховані на певну стійкість, тому в першу чергу треба ознайомитися з характеристиками самої комірки.

У контрольній роботі вибору підлягають ЕА, які знаходяться:

- у комірках розподільного пристрою НН ГПП або РП, до яких приєднуються кабельні лінії, що живлять ТП, РП або високовольтний ЕД;

- у шафі високовольтного вводу КТП типу ШВВ-2 з вимикачем навантаження та високовольтним запобіжником при магістральній схемі.

При радіальній схемі живлення КТП мають шафу високовольтного вводу ШВВ-1 (глухий ввід – без ЕА ВН).

У комірці вибирають вимикач і ТС, а для ТС нульової послідовності – тільки тип. Параметри ЕА беруть з каталогів та довідників.

3.4.1. Умови вибору і перевірки електричних апаратів

Вибір ЕА напругою понад 1 кВ здійснюються за такими умовами:

1. міцності ізоляції для роботи в тривалому режимі та при короткочасних перенапругах

^U ном.е.а ^U ном.м

де U_ном.е.а і U_ном.м – номінальна напруга ЕА і номінальна напруга мережі (установки), в якій застосовується ЕА відповідно;

2) допустимого нагрівання струмами в тривалому режимі

^І ном.е.а ^І ф

де І_ном.е.а і І_ф – номінальний струм ЕА і струм форсованого режиму (максимальний робочий струм) відповідно;

3. відповідності навколишньому середовищу (нормальне, пожежонебезпечне, вибухонебезпечне та ін.), виду установки (зовнішня, внутрішня), її конструктивному виконанню (стаціонарна, висувна) та ін.;

3. параметрів основної функціональної характеристики: для комутаційних апаратів це струм вимикання (вмикання) при КЗ (комутаційна здатність), для ЕА захисту

– номінальний струм плавкої вставки запобіжника чи уставка розчеплювача

автомата, для трансформаторів струму – це опір навантаження вторинного ланцюга.

Перевірку ЕА здійснюють за їх стійкістю та працездатністю при наскрізних струмах КЗ. Повинні виконуватися умови, зазначені в пунктах 5) та 6);

5) струм електродинамічної стійкості

^ідин ^іу

де і_у – розрахунковий ударний струм;

6. допустимий струм термічної стійкості І²_т за допустимий час термічної стійкості t_т

I 2	t	т	I 2t
т			к

де І_к і t – розрахункові параметри струму КЗ і дійсного часу вимикання КЗ.

Умови вибору за пунктами 1) – 3) однакові для всіх ЕА. Особливості вибору за пунктом 4) і перевірки за пунктами 5) та 6) різних ЕА наводяться нижче.

Вимикач.

Вимикач вибирають для нормального і максимального режимів роботи і перевіряють в табличній формі, приведеній нижче:

Таблиця 3.1. Розрахункові і каталожні дані вимикача і вимикача навантаження.

Таблиця 3.1.

Розрахункові дані

Каталожні дані

Вимикач

типу__________________

Uуст, кВ

Uном.Q, кВ

Imax, кА

Iном.Q, кА

Iп.t, кА

Iотк.ном, кА

Iаτ, кА

i

2 н

I отк.ном

, кА

a.ном

100 %

2 Iп.t + iаτ, кА

2 Iотк.ном·(1+βν/100%), кА

Iп.о, кА

Iдин, кА

Iу, кА

Iдин, кА

Вк = Iп.о2 · (tотк+Та), кА2·с

Iтер

2 · tтер,

кА2·с

Дані в таблиці:

I_п.о; i_у; i_а,τ; I_п._t - струми короткого замикання для заданої точки ; I_{отк.ном} - номінальний струм відключення;

βν - допустимий вміст в струмі відключення вимикача аперіодичної складовою;

I_дин; i_дин - відповідно діюче і амплітудне значення струмів електродинамічної стійкості; В_к - тепловий імпульс від струму КЗ;

t_отк - час відключення струму КЗ для розрахункової зони по режиму КЗ.

Визначається по рис.3.58, 3.61, 3.62 з [1].

Значення для вибраних вимикача і роз’єднувача, а також тип приводу визначають з табл.П4.1. і П4.2. [1].

Вимикач навантаження

Вимикачі навантаження вибирають за пунктами 1) – 3) і перевіряють на стійкість при наскрізних струмах КЗ за пунктами 5) та 6), а вибір комутаційної здатності за пунктом 4)

Іп(t)

де Іном.вимик

полягає у виконанні умов

І ном.вимик	Івимик. розр
І ном.вмик	І вмик. розр

д е І_{ном.вимик} і І_{ном.вмик} – номінальні струми вимикання і вмикання відповідно.

Номінальний струм вимикання звичайно не перевищує номінального струму вимикача навантаження.

Запобіжник

Запобіжник має струмообмежувальну дію (величина струму КЗ не досягає максимальної очікуваної розрахункової величини), тому на стійкість до наскрізних струмів КЗ за пунктами 5) та 6) перевіряти його непотрібно, але згідно з пунктом 4) перевіряється умова

І ном.вимик

І п(t )

– номінальний струм вимикання при нормованих умовах роботи;

– значення періодичної складової струму КЗ для часу t.

Як апарат захисту запобіжник повинен бути вибраний з урахуванням його захисної характеристики. Таким чином, номінальний струм плавкої вставки І_{ном.вст} при захисті трансформаторів вибирають не тільки з урахуванням форсованого режиму, але й перехідних процесів вмикання трансформатора

І ном.вст	(1,5 2)І ном.т ,
а номінальний струм патрона
І ном.п	І ном.вст
Якщо зазначені вище умови виконуються і запобіжник здатний вимкнути найменший
можливий аварійний струм даного ланцюга, то ланцюг захищений.

Трансформатор струму

Заздалегідь по номінальній напрузі і максимальному струму заданого ланцюга, вибирають трансформатор струму з табл.П4.5 [1] і проводять перевірку вибраного ТА :

- по напрузі установки:	Uуст ≤ Uном.ТА, кВ;
- по струму:	Iнорм ≤ Iном.ТА; Imax ≤ Iном.ТА, кА ;
- по електродинамічній стійкості:	iу ≤ Iдин,	кА ;
- по термічній стійкості:	Вк ≤ Iтер2	· tтер,	кА2·с ;
- по класу точності;
- по вторинному навантаженню:	r2 ≤ z2ном, Ом,		де

r₂ - вторинне навантаження ТА, виписана з табл.4.11. [3] для заданої підстанції;

z_2ном - номінальне допустиме навантаження вибраного ТА в заданому класі точності:

z2ном = S2 ном / I2 ном, Ом.

Послідовність перевірки вибраного ТА по вторинному навантаженню:

1. складається схема підключення вибраних приладів до ТА різних фаз;

2. складається таблиця 6. навантажень ТА різних фаз, приведена нижче:

Таблиця 3.2. Вторинне навантаження трансформатора струму.

Таблиця 3.2.

		Навантаження фазы S2, ВА
Найменування прилада	Тип прилада	А	В	С
РАЗОМ

Тип приладів і споживану потужність струмової обмотки вибирають з таблиці 3.3.

Таблиця вторинних навантажень трансформатора струму.

				Таблиця 3.3.
		Навантаження фазы S2, ВА
Найменування приладу	Тип приладу	А	В	С
Амперметр	Э-335	0,5	0,5	0,5
Лічильник активної енергії	И-670	2,5	-	2,5
Лічильник реактивної енергії	И-676	2,5	-	2,5
ВСЬОГО		5,5	0,5	5,5

3) по складеній таблиці навантажень визначається найбільш завантажена фаза і

знаходиться загальний опір приладів по формулі:

r = S₂ / I²_{2 ном}, Ом, де

S₂ - вторинне навантаження найбільш завантаженої фази ТА.

4. з умови z_2ном а r_пров + r_приб + r_к, знаходять r_пров= z_2ном + r_приб + r_к, де

r_пров - опір провідників, Ом ; r_прил - опір приладів, Ом ;

r_к - опір контактів, що приймається при кількості до трьох приєднаних приладів рівним r_к

• 0,05 Ом, а при трьох і рівнішим r_к = 0,1 Ом;

5. визначають розрахункове значення перетину сполучних дротів:

q расч	меди Lрасч	, мм 2 де
	rпров

Ρ_міді - питомий опір міді, ρ_міді = 0,0175 Ом · м / мм²;

L_расч - розрахункова довжина, залежна від схеми з'єднання трансформаторів струму з рис.3.1.

Рисунок 3.1

Довжину сполучних дротів L від ТА до приладів (в один кінець) приймають для різних приєднань по таблиці №15Д.

По умові міцності перетин дроту не повинен бути менше за 4мм для алюмінієвих жив і 2,5мм для мідних жив (ПУЭ п.3.4.4.).

6) знаходять дійсний опір дротів з урахуванням вибраного стандартного перетину сполучних дротів:

q расч	меди Lрасч	, мм 2		де
	rпров.действ.

r_{пров.действ}. - перетин проводу, вибраний по умові міцності, згідно ПУЕ.

7) Набутого дійсного значення опору дроти підставляють в умову :

^z 2ном ^rпров ^rприб ^rк ^{, Ом}

Якщо умова не дотримується, то необхідно вибирати другий вимірювальний трансформатор струму з більшим допустимим вторинним навантаженням.

Довідкові дані

Орієнтовні значення питомої установленої потужності загального освітлення цехів

	Таблиця №1Д
Назва цеху	Питома потужність, Вт/м2
Механічні, ремонтно-механічні цехи	11-16
Механічно-складальні, цехи дрібних серій	12-19
Інструментальні цехи	15-16
Компресорна станція	17-18

Значение коэффициента допустимой аварийной перегрузки трансформаторов К_2ав с системами охлаждения М и Д

						Таблиця №2Д
Длительность	Коэффициент допустимой аварийной перегрузки К2ав в
перегрузки, час	зависимости от температуры охлаждающего воздуха, оС
	-10	0	10	20	30		40
0,5	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0		1,7
1,0	2,0	2,0	2,0	2,0	1,9		1,4
2,0	2,0	1,9	1,8	1,7	1,6		1,3
4,0	1,7	1,7	1,6	1,4	1,3		1,2
6,0	1,6	1,5	1,5	1,4	1,3		1,1
8,0	1,6	1,5	1,4	1,3	1,2		1,1
от 12 до 24	1,5	1,5	1,4	1,3	1,2		1,1

Технические данные трехфазных масляных двухобмоточных трансформаторов общего назначения напряжением 35-110/6,3(6,6)-11(10,5) кВ

Таблиця №3Д

	Номинальная	Напряжения, кВ		Потери, кВт		Напряжение	Ток
Тип	мощность,	ВН	НН	ХХ	КЗ	КЗ,	ХХ,
	кВА					%	%
ТМН-2500/35	2500	35	6,3; 11	5,1	24,3	6,5	1,1
ТМН-4000/35	4000	35	6,3; 11	6,7	33,5	7,5	1,0
ТМН-6300/35	6300	35	6,3; 11	9,4	46,5	7,5	0,9
ТДН-10000/35	10000	36,75	6,3; 10,5	14,5	65,0	8,0	0,8
ТМН-2500/110	2500	110	6,6; 11	5,0	22,0	10,5	1,5
ТМН-4000/110	4000	115	6,6; 11	7,7	28,2	10,5	1,2
ТМН-6300/110	6300	115	6,6; 11	11,5	33,5	10,5	1,0
ТДН-10000/110	10000	115	6,6; 11	14,0	60,0	10,5	0,9