7.1 Расчёт токов короткого замыкания в точке к1 на сборных шинах 110 кВ

Исходная схема замещения приведена на рисунке 7.2. Упростим схему относительно точки к.з. используя формулы для параллельного и последовательного сложения сопротивлений.

К1

Рисунок 7.2 Схема замещения для К1

Исходная схема замещения для точки К1 представлена на рисунке 7.3

K1

Рисунок 7.3Исходная схема замещения для точки К1

K1

Рисунок 7.4 Упрощенная схема расчета кароткого замыкания для точки К1

Базисный ток

Определяем начальное значение периодической составляющей тока I_по

Система:

Генератор:

Определяем ударный ток i_у

Система:

Генератор:

7.2 Расчёт токов короткого замыкания в точке к2 на шинах сн 6 кВ

К2

Рисунок 7.5 Схема замещения для К2

Путем последовательных преобразовании упростим схему замещения для точки К2:

К2

Рисунок 7.6 Упрощенаая схема расчета кароткого замыкания для точки К2

Базисный ток

Определяем начальное значение периодической составляющей тока I_по :

Система:

От двигателей собственных нужд:

Определяем ударный ток i_у

Система:

От двигателей собственных нужд:

Результаты расчета сводим в таблицу 7.1

Таблица 7.1Результаты расчета тока кароткого замыкания

Место по­вреждения	Мощность ветви, МB*А	Хрез	Iб, кА	Iпо, кА	Kу	Iу, кА	Та, с
Шины 110 кВ	Sс=2500	1,39	5,02	3,61	1,717	9,09	0,03
	Sг=5х235	0,2		28,36	1,965	78,81	0,26
Итого в точке К1			5,02	31,97		87,58
ТСН		6,52	91,64	14,06	1,65	32,81	0,04
		-		10,67	1,83	27,61	0,06
Итого в точке К2			91,64	24,73		60,42

8 Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей для заданных цепей

8.1Выбор выключателей и разъединителей в цепи блока с генератором ТВВ-200-2.

Расчетный ток продолжительного режима в цепи блока генератор-трансформатор определяется по наи­большей электрической мощности генератора ТВВ-200-2.

Расчетные токи КЗ принимаем по таблице 8.1 с учетом того, что все цепи на стороне 110кВ проверяются по суммарному току КЗ на шинах.

Выбираем по таблице П 4.4[1] эльгазовый выключатель типа ВГТ-110II-40 и по таблице П 4.1 [1] разъединитель типа РДЗ-110/2000.

Определяем номинальные токи по ветвям, приведенные к той ступени напряжения, где находится точка КЗ.

где - расчетное время, для которого требуется определить токи КЗ:

Апериодическая составляющая тока КЗ:

- по типовым кривым рис. 3.26. [1].

Апериодическая составляющая тока КЗ:

Все расчетные и каталожные данные по выбору аппаратов сводим в таблицу 8.1

Таблица 8.1. Расчетные и каталожные данные ВГТ-110II-40 и РДЗ-110/2000

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
		ВГТ-110II-40	РДЗ-110/2000
Uуст < Uном	Uуст=110 кВ	Uном =110 кВ	Uном =110 кВ
Imах < Iном	Imах =1233,43А	Iном =2000 А	Iном =2000 А
Iп Iотк.ном	In =27,73 кА	Iотк,ном =40 кА	-
iа iа,ном	ia =36,27 кА	iа,ном= ·Iотк,ном·βн/100= =1,41·40·45/100=25,38кА	-
Iпо Iдин	Iпо=31,97 кА	Iдин= 40 кА	-
iуд iдин	iуд= 87,58 кА	Iдин=102 кА	Iдин=100кА
Вк Iт2· tт	Вк =I2по(tотк+Та)= =31,972· · (0,2+0,14)=347,5 кА2с	Iт2·tт= 402·2=3200 кА2с	Iт2·tт= 402 ·3=4800 кА2с

Так, как iа > iа,ном производим проверку выключателя по суммарной отключающей способности:

8.2Выбор выключателей в цепи ТСН

Максимальный ток продолжительного режима:

Периодическая составляющая тока к.з. для расчетного времени τ

I_пτ= = =20,09 кА

Апериодическая составляющая тока к.з.

i_aτ= i_aτ,c+ i_aτ,дв= Iпо,с + Iпо,дв = 14,06 + 10,67 =7,2+5,5=12,7кА

По [таблице П4.1. и П4.4] выбираем вакуумный выключатель ВБЭ-10-31,5

Расчетные и каталожные данные сводим в таблицу 8.2.

Таблица 8.2 Расчетные данные и каталожные данные выключателя ВВЭ-М-31,5/1600

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
		ВБЭ-10-31,5
Uуст < Uном	Uуст=6 кВ	Uном=10кВ
Imах < Iном	Iрmax=1539,6А	Iном=1600А
Iп Iотк.ном	Iп=20,09кА	Iоткл=31,5кА
iа iа,ном	iа=12,7кА	iа,ном= ·Iотк· (н/100)= ·31,5· (40/100) =17,64кА
Iпо Iдин	Iпо=24,73кА	Iдин=31,5кА
iуд iдин	iу=60,42кА	iдин=80кА
Вк Iт2* tт	Вк= Iпо2(tотк +Та)=24,732· (0,3+ +0,04)=207,93кА2с	Iт2·tт=31,53 ·4=3969 кА2с

9 Выбор токоведущих частей

9.1 Выбор сборных шин 110 кВ

Расчётные токи

Iнорм=Imax A

По таблице П3.3. принимаем два провода в фазе марки 2 АС-300/66

d = 24,5мм, q =2 300 , I_доп=2680=1360 А

Фазы расположены горизонтально с расстоянием между проводами фаз D=300 см

Проверяем провода по допустимому току:

I_мах=1233,43 А<I_доп=1360 А.

Проверка по условиям коронирвания

1,07 Е  0,9 Е_о

Е_о=30,3m где m=0,85 – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода

r_o– радиус провода.

r_o =

r_o =

Е_о=30,3m

Напряжённость вокруг провода:

,

где

1,07 Е  0,9 Е_о

1,07*14 0,9*32,7

14,98 29,43

т.е. провод по условию коронирования проходит.

Выбираем токоведущие части от сборных шин, до выводов трансформатора

Принимаем провод марки 2хАС-600/72, d=33,2 мм , Iдоп=2·1050=2100 А.

Проверяем провода по допустимому току

Imах < Iдоп

1233,43<2100

По условию коронирования шину не проверяем т.к. выше показано, что шина меньшего сечения не коронирует. Проверку на термическое действие не производим, так как шины выполнены голым проводом на открытом воздухе

9.2 Выбор сборных шин трансформатора собственных нужд 6 кВ

Согласно ПУЭ сборные шины и ошиновка в пределах РУ по экономической плотности тока не выбираются, поэтому выбор производится по максимальному току:

.

Принимаем однополосные шины алюминиевые (100х8) Iдоп =1625 А по таблице П 3.4[1]. По условию нагрева в продолжительном режиме Imах=1541,43< Iдоп=1625 А шины проходят.

Проверяем шины на термическую стойкость.

Bк = I²по(tотк+Та)= 24,73²(0,3+0,04)=207,9 кА²·с.

Минимальное сечение по условию термической стойкости.

,

С-принимаем по таблице 3.14[1],

q = 800 мм² > qmin = 160 мм².

Проверяем шины на механическую прочность.

Определяем пролёт ℓ при условии, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц:

Если шины на изоляторах расположены плашмя, то

Если шины на изоляторах расположены на ребро, то

Первый вариант расположения шин на изоляторах позволяет увеличить длину пролёта до 1,58 м, т. е. даёт значительную экономию изоляторов. Принимаем расположение пакета шин плашмя; пролёт 1,58 м; расстояние между фазами а=0,8 м.

Напряжение в материале шины, возникающее при воздействии изгибающего момента:

где .

Шины механически прочны, если МПа.

Выбор изоляторов Выбираем опорные изоляторы ОФ-6-375, Fразр=3750 Н. Проверяем изоляторы на механическую прочность:

Таким образом, изолятор ОФ-6-375 проходит по механической прочности.

10 Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

Расположение измерительных трансформаторов тока и напряжения в схеме КЭС представлена на рисунке 10.1

ТА3

ТV2

330 кВ

110 кВ

ТА2

ТV1

ТА1

Рисунок 10.1 Расположение измерительных трансформаторов тока и напряжения в схеме подстанции

10.1. Выбираем трансформаторы тока наружной установки 110 кВ

По таблице П4.5 (1) выбираем трансформаторы тока типа ТФЗМ110-У1.

Iнорм=Imax

ТФЗМ110-У1– трансформатор тока опорного типа в фарфоровом корпусе с бумажно-масляной изоляцией с U образной первичной обмоткой, трансформатор имеет один магнитопровод с обмоткой класса 0,5 и три магнита провода для релейной защиты класса 10 Р.

Все расчетные и каталожные данные сведем в таблицу 10.1

Таблица 10.1. Расчетные и каталожные данные ТФЗМ110-У1

Расчетные данные	Каталожные данные
Uуст = 110кВ	Uном = 110кВ
Imax =1233,43 А	Iном = 1500 А
iуд =87,58 кА	iуд =158 кА
Вк =I2по(tотк+Та)= =31,972· · (0,2+0,14)=347,5 кА2с	I2 tт=262  3 = 2028 кА2 с
Z2p = 1,06 Ом	Z2ном = 1,2 Ом

Вторичная нагрузка трансформатора тока приведена в таблице 10.2

Таблица 10.2 Приборы в цепи трансформатор тока ТФЗМ110-У1

Прибор	Тип	Нагрузка фаз ВА,
		А	В	С
Амперметр	Э – 335	0,5	0,5	0,5
Ваттметр	Д – 335	0,5		0,5
Варметр	Д – 335	0,5		0,5
Счетчик активной мощности	И–670	2,5		2,5
Счетчик реактивной мощности	И–676	2,5		2,5
Итого		6,5	0,5	6,5

А

РА

PVA

PW

r_ПР+r_К

PK

PI

PA

r_ПР+r_К

B

C

РА

PW

PVA

r_ПР+r_К

PI

PK

Рисунок10.2 Схема подключения измерительных приборов к трансформатору тока

S_приб.= 6,5 ВА

Z_к. = 0,1 Ом

Допустимое сопротивление проводов:

Z_пр. = Z_2ном. - Z_приб. - Z_к. = 1,2 – 0,26 – 0,1 = 0,84 Ом

Сечение проводов:

Принимаем L_расч.= 100 м и = 0,0175Ом· мм²/м для меди, так как провода с медными жилами используются во вторичных цепях основного и вспомогательного оборудования мощных электростанций.

Для подключения контрольно-измерительных приборов с трансформаторами тока по условию механической прочности выбираем кабель КВВГнг-2,5мм².