2.5 Выбор оборудования трансформаторной подстанции

по режиму короткого замыкания

Производим выбор электрооборудования со стороны 10 кВ и со стороны 0,4кВ. Выбор аппаратов, шин и изоляторов производим по номинальным данным I_н и U_н. Аппараты 10 кВ проверяем по режиму К.З. в точке К-1, а на стороне 0,4 кВ в точке К-2.

(для примера)

1. Выключатели нагрузки 10кВ

2. Шины РУ 10кВ

3. Опорные изоляторы для шин

4. Шины 0,4кВ

5. Автомат на главном фидере 0,4кВ

6. Трансформаторы тока 0,4кВ

1. Выбор выключателей нагрузки.

- По номинальному напряжению и току U_н=10 кВ I_н= 57,8 A;

- По роду установки и конструкции;

Выбираю выключатель нагрузки и его данные заношу в таблицу.

Таблица 7. Технические данные

Тип	Uн,кВ	Iн, А	Iампл, кА	It, кА	t,сек	Iоткл, кА

Проверяем по току отключения:

I_откл I_кз ,

Условие выполняется.

Проверяем на динамическую устойчивость

I_ампл i_уд,; Выключатель нагрузки динамически устойчив.

Проверяем на термическую устойчивость

, кА²с

где t – время, в течении которого допускается заводом изготовителем действия тока I_t.

Выключатель нагрузки термически устойчив.

2. Выбор шин РУ 10кВ.

Сечение шин выбираем по току. На напряжение 10кВ выбираем шины ,

S= мм², I_доп= А

Выбранные шины проверяем на динамическую устойчивость по формуле: [2, с.84]

σ_расч= , (25)

где σ – динамическая устойчивость, кг/см³;

ℓ - расстояние между опорными изоляторами шинной конструкции (по ПУЭ), см;

а – расстояние между осями смежных фаз, см;

W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, см³. Определяется по формуле: [6, с.84]

W= , (26)

где b – толщина шины, см;

h – ширина шины, см.

Шины механически прочны, если выполняется условие

σ_расч σ_доп,

где σ_доп – допустимое механическое напряжение в материале шин.

По справочным данным для данного типа алюминиевых шин

σ_доп= 700 кг/см³

Условие выполняется.

Проверяем шины на термическую устойчивость.

Находим минимальное сечение шинопровода по термической стойкости по формуле: [6, с.86]

S_min= , мм² , (27)

где I_∞ - установившийся ток, кА;

t_пр – приведенное время К.З.(из справочника), сек;

С – термический коэффициент.

Находим t_пр из графика ( по величинам t, β^II)

β^II= =1,

где β – отношение начального сверхпереходного тока к установившемуся в месте К.З.

Определяем время действия К.З. по формуле:

t= t_з +t_в =0,1+1,2=1,3

где t_з – время действия защиты, сек;

t_в – время действия выключающей аппаратуры, сек.

t_пр= 1с

По формуле (27) находим минимальное сечение:

S_min<S ,

Шины термически устойчивы.

3. Выбираем опорные изоляторы для шин:

Изоляторы выбираем по номинальному напряжению U_н=10 кВ.

Выбираем изолятор типа , U_н= кВ, F_разр= кг

Проверяем на механическую нагрузку разрыва по формуле: [2, с.84]

F_расч=1,76 , кгс (28)

где F_расч – расчетное усилие на головку изолятора.

Изоляторы проверяем на разрушающее воздействие от ударного тока К.З. по формуле

F_расч ,

где 0,6 – коэффициент запаса,

F_разр – разрушающая нагрузка на изгиб, кгс.

Изоляторы подходят.

4. Выбор шин РУ 0,4кВ

Сечение шин выбираем по току. Находим номинальный ток по формуле:

[6, с.271]

(29)

Шины должны удовлетворять условию , поэтому

, S= мм², I_доп= А

- условие выполняется

Проверяем выбранные шины на динамическую устойчивость по формуле 25:

Проверяем шины на термическую устойчивость.

S_min<S;

Шины термически устойчивы.

5. Выбор трансформаторов тока на 0,4кВ.

Трансформаторы тока выбираю по номинальному напряжению, номинальному току, роду установки и классу точности.

Выбираю трансформатор тока ; U_н= кВ, I_н1= А, I_н2= А; S_н2= ВА, К_t= , К_д=

К_t и К_д – допустимая кратность термической и динамической стойкости.

Проверяю трансформатор тока по нагрузке вторичной цепи S_н2 S_расч ,

где S_н2 - допустимая (номинальная) нагрузка вторичной стороны трансформатора тока, ВА;

S_расч – расчетная нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока в нормальном (рабочем) режиме, ВА.

Расчетная нагрузка во вторичной цепи определяется по формуле:

[6, с.90]

S_расч2=S_пр+ (r_пр+r_к), ВА (30)

где I_н2 – номинальный ток вторичной обмотки, А;

S_пр – мощность подключаемых приборов, ВА;

r_пр – сопротивление соединительных проводов (r_пр=0,06), Ом;

r_к – сопротивление контактов (r_к=0,1), Ом.

условие выполняется.

Трансформаторы тока подходят по нагрузке по вторичной цепи.

Проверяем на термическую устойчивость по формуле:

К_t ;

I_н – из технических данных, I_∞=I_кз на низкой стороне

Условие выполняется.

Проверяем на динамическую устойчивость, должно удовлетворятся условие:

К_д

Условие выполняется. Трансформатор тока подходит.

6. Выбор автомата на главном фидере 0,4кВ.

Выбор автоматических выключателей, установленных в шкафах ввода низкого напряжения, осуществляется по номинальному току и напряжению, по роду установки.

Выбираем автоматический выключатель марки .

I_н= А , I_ампл= кА, U_н= кВ, I_t²t= кА²с

Таблица 8 Технические данные предохранителей

Тип	Iн, А	Iампл, кА

Проверяем на динамическую устойчивость

I_ампл i_уд;

Условие выполняется.

Проверяем на термическую устойчивость

I_t² t I_∞² t_пр;

Автомат подходит.