6.4.Выбор высоковольтных выключателей на стороне нн

У стройство комплектное распределительное с элегазовой изоляцией КРУЭ серии ИГЭА S используется для приема и распределения электрической энергии на трансформаторных и распределительных подстанциях, а также для выполнения задач коммутации в промышленности. Область применения охватывает номинальные напряжения до 20 кВ и номинальные токи до 2500 А.

КРУЭ серии ИГЭА S предназначено для эксплуатации в следующих условиях:

• климатическое исполнение У, категория размещения 3 по ГОСТ 15150;

• степень защиты оболочки IP65;

• температура окружающего воздуха от минус 5 до плюс 55 °С;

• относительная влажность окружающей среды 98 % при температуре 25 °С;

• высота над уровнем моря не более 1000 м.

В отличие от КРУ с воздушной изоляцией в КРУЭ серии ИГЭА S вакуумные дугогасительные камеры расположены в герметичных сварных резервуарах из нержавеющей стали, заполненных под давлением элегазом (SF6), что обеспечивает двойную изоляцию токоведущих частей. Герметичные резервуары с SF6 делают КРУЭ серии ИГЭА S:

нечувствительными к воздействию агрессивных окружающих сред (соленая вода, влажность воздуха, пыль, температура);

• защищенными от проникновения инородных тел (пыль, грязь, мелкие животные);

• высокостойкими к воздействию аварийной дуги благодаря опросным блокировочным приспособлениям и испытанной герметизации;

• полностью обеспечивающими безопасность обслуживающего персонала при проникновении к первичному, герметически закрытому корпусу.

Не требующие эксплуатационных затрат коммутационные элементы и полностью изолированная система подключения с помощью кабельных

адаптеров обеспечивают более высокий уровень безопасности эксплуатационного персонала, а также позволяет производить монтаж, расширение и замену оборудования без работ с элегазом.

Ресурс вакуумных силовых выключателей, применяемых в КРУЭ, составляет 10 000 коммутационных циклов до технического обслуживания.

Таблица 10. Основные технические данные:

Таблица 11. Средние значения ударного коэффициента К_уд и постоянной времени Т_а для характерных ветвей, примыкающих к точке КЗ.

Так как место КЗ - Сборные шины повышенного напряжения станций с трансформаторами мощностью до 80 МВА в единице, выбираем К_уд=1.85, Т_а=0.06 с.

6.4.1. Проверка высоковольтного выключатель по включающей способности:

*1.85=25.012 кА.

Сравним расчетные данные нашей схемы с заводскими данными высоковольтного выключателя.

Следовательно, высоковольтный выключатель прошел проверку по включающей способности.

6.4.2.Проверка высоковольтного выключателя по отключающей способности:

Проверка на соответствие действующего значения периодической составляющей номинального тока отключения выключателя действующему значению периодической составляющей тока КЗ:

,

Рис 8. Типовые характеристики

Так как,

Выбираем по графику γ=0.9.

γ*0.9*кА=8,604 кА.

8,604 кА, следовательно, первое условие выполняется.

Проверка возможности отключения апериодической составляющей ТКЗ

=

Сравним:

следовательно, условие выполняется.

Высоковольтный выключатель прошел проверку по отключающей способности.

6.4.3. Проверка высоковольтного выключателя на электродинамическую стойкость.

Токи и были определены ранее.

Из технических характеристик выключателя:

Сравним полученные значения:

, следовательно,

, следовательно,

Высоковольтный выключатель прошел проверку на электродинамическую стойкость.

6.4.4. Проверка высоковольтного выключателя на термическую стойкость.

Из технических характеристик выключателя:

Определим

Ранее были вычислены:

=8,604 кА,

=17,76 .

Проверим выполнение условия:

,

≥.

Следовательно, высоковольтный выключатель прошел проверку на термическую стойкость.

7. Выбор схемы собственных нужд

4. Разработка схемы собственных нужд подстанции

(выбор мощности трансформаторов с/н)

Для электрического снабжения потребителей системы собственных нужд подстанции предусматривают трансформаторы с вторичным напряжением 380/220 В.

К собственным нуждам относятся системы охлаждения трансформаторов, обогревание шкафов КРУН с установленными в них электрическими аппаратами и устройствами, приборами, освещение ОРУ и т.д.

Выбор мощности трансформаторов собственных нужд осуществляется на основе суммирования мощности потребителей проектируемой подстанции.

Нагрузка собственных нужд:

12400

Расчетная нагрузка при коэффициенте спроса

При двух трансформаторах собственных нужд на подстанции с постоянным дежурством

-коэффициент допустимой аварийной перегрузки

Принимаем 2 трансформатора собственных нужд ТМ-160.

8. Выбор измерительных приборов

Контроль за режимом работы основного и вспомогательного оборудования на электростанциях и подстанциях осуществляется с помощью контрольно-измерительных приборов.

На подстанции устанавливаются следующие контрольно-измерительные приборы:

Понижающий двухобмоточный трансформатор: на стороне НН устанавливаются амперметр, ваттметр, варметр, счетчики активно и реактивной энергии. Так как в данной работе трансформатор с расщепленной обмоткой НН, приборы

устанавливаются в каждой цепи НН.

• Сборные шины 10 кВ: на каждой секции устанавливаются вольтметр для измерения междуфазного напряжения и вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений.

  • Секционный выключатель: устанавливается амперметр.

• Линии 110 кВ: устанавливаются амперметр, ваттметр, варметр, фиксирующий прибор для определения места КЗ, расчетные счетчики активной и реактивной энергии.

• Линии 10 кВ к потребителям: устанавливаются амперметр, расчетные счетчики активной и реактивной энергии для линий, принадлежащих потребителю.

• Трансформатор собственных нужд: на стороне НН устанавливается амперметр, расчетный счетчик активной энергии.

Измерительные приборы подключаются через трансформаторы тока и напряжения.

8.1.Выбор измерительных трансформаторов

Измерительные трансформаторы предназначены для уменьшения первичных токов и напряжений до значений, наиболее удобных для подключения измерительных приборов, реле защиты, устройств автоматики. Применение измерительных трансформаторов обеспечивает безопасность персонала электроустановок, так кВ цепи в цепи высшего и низшего напряжения разделены, а также позволяет унифицировать конструкцию приборов и реле.

8.1.1. Выбор трансформатора тока

Трансформаторы тока выбирают:

• По конструкции и классу точности.

• По напряжению:

• По первичному току: :

• По электродинамической стойкости

• По термической стойкости

• По вторичной нагрузке:

Выбор трансформаторов тока по вторичной нагрузке

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому

где - сопротивление приборов, - сопротивление соединительных проводов, - переходное сопротивление контактов.

где – мощность, потребляемая приборами.

1.Выберем шинный трансформатор тока на стороне НН понижающего трансформатора 110/10 кВ.

Таблица 13. Параметры трансформатора тока ТЛШ-10

Так как , выберем ТШЛ-10 с I_1ном/I_2ном=1500/5.

При классе точности 0.5, номинальная нагрузка составляет 20 ВА. Определим допустимое сопротивление приборов, подключаемых к трансформатору тока.

Схема соединения измерительных приборов с трансформаторами тока

показана на рисунке:

Рис. 10. Схема соединения измерительных приборов с трансформатором тока

Согласно схеме включения приборов (рисунок ) для определения нагрузки ТТ составляется таблица

Таблица 14. Измерительные приборы

Приборы	Тип	Нагрузка трансформатора тока от приборов, ВА
		Фаза А	Фаза В	Фаза С
Амперметр	Э-335	0,5	-	-
Ваттметр	Д-305	0,5	-	0,5
Варметр	Д-305	0,5	0,5	-
Счетчик активной энергии	СА4У	-	2,5	2,5
Счетчик реактивной энергии	СР4У	2,5	2,5	2,5
Итого:		4,0	5,5	5,5

Из таблицы видно, что наиболее загружен трансформатор тока фазы B и С, тогда сопротивление приборов определяется

Ом,

где - нагрузка наиболее загруженной фазы.

Длина соединительных проводов от ТТ до приборов (в один конец) ориентировочно может быть принята в соответствии с таблицей.

Таблица 15. Длина соединительных проводов от ТТ до приборов

Для шин подстанций длина проводов принимается на 15-20% ниже указанных значений.

Примем длину медных соединительных проводников м, а сечение 2.5мм² , находим

Ом.

Расчетная вторичная нагрузка трансформаторов тока составляет

Ом.,

где

Расчетные и номинальные данные по выбору трансформаторов тока сведены в таблицу.

Таблица 16. Расчетные и номинальные данные по выбору трансформаторов тока

Номинальные параметры ТШЛ – 10	Расчетные величины
кВ	кВ
А	А
кА2с	кА2×с
Ом	Ом

По электродинамической стойкости шинные трансформаторы тока не проверяются.

2.Выберем шинный трансформатор тока шинах10 кВ.

Таблица 17. Параметры трансформатора тока ТЛШ-10

Так как , выберем ТШЛ-10 с I_1ном/I_2ном=1500/5.

При классе точности 0.5, номинальная нагрузка составляет 20 ВА. Определим допустимое сопротивление приборов, подключаемых к трансформатору тока.

Схема соединения измерительных приборов с трансформаторами тока показана на рисунке:

Рис 11. Схема соединения измерительных приборов с трансформаторами тока

Согласно схеме включения приборов (рисунок ) для определения нагрузки ТТ составляется таблица

Таблица 18. Измерительные приборы

Приборы	Тип	Нагрузка трансформатора тока от приборов, ВА
		Фаза А	Фаза В	Фаза С
Амперметр	Э-335	0,5	-	-
Счетчик активной энергии	СА4У	-	2,5	2,5
Счетчик СР42,5 реактивной энергии	У		2,5	2,5
Итого:		3,0	5,0	5,0

Из таблицы видно, что наиболее загружен трансформатор тока фазы B и С, тогда сопротивление приборов определяется

Ом,

где - нагрузка наиболее загруженной фазы.

Для шин подстанций длина проводов принимается на 15-20% ниже указанных значений.

Примем длину медных соединительных проводников м, а сечение 2.5мм² , находим

Ом.

Расчетная вторичная нагрузка трансформаторов тока составляет

Ом.,

где

Расчетные и номинальные данные по выбору трансформаторов тока сведены в таблицу.

Таблица 19. Расчетные и номинальные данные по выбору трансформаторов тока

Номинальные параметры ТШЛ – 10	Расчетные величины
кВ	кВ
А	А
кА2с	кА2×с
Ом	Ом

По электродинамической стойкости шинные трансформаторы тока не проверяются.

3. Выберем шинный трансформатор тока на сторону НН трансформатора собственных нужд.

Таблица 20. Параметры трансформатора тока

Так как , выберем ТШЛ-10 с I_1ном/I_2ном=2000/5.

При классе точности 0.5, номинальная нагрузка составляет 20 ВА. Определим допустимое сопротивление приборов, подключаемых к трансформатору тока.

Схема соединения измерительных приборов с трансформаторами тока показана на рисунке:

Рис 12. Схема соединения измерительных приборов с трансформаторами тока

Согласно схеме включения приборов (рисунок ) для определения нагрузки ТТ составляется таблица

Таблица 21. Измерительные приборы

Приборы	Тип	Нагрузка трансформатора тока от приборов, ВА
		Фаза А	Фаза В	Фаза С
Амперметр	Э-335	0,5	-	-
Счетчик активной энергии	СА4У	-	2,5	2,5
Счетчик реактивной энергии	СР4У	2,5	2,5	2,5
Итого:		3,0	5,0	5,0

Из таблицы видно, что наиболее загружен трансформатор тока фазы B и С, тогда сопротивление приборов определяется

Ом,

где - нагрузка наиболее загруженной фазы.

Примем длину медных соединительных проводников м, а сечение 2.5мм² , находим

Ом.

Расчетная вторичная нагрузка трансформаторов тока составляет

Ом.,

где

Расчетные и номинальные данные по выбору трансформаторов тока сведены в таблицу.

Таблица 22. Расчетные и номинальные данные по выбору трансформаторов тока

Номинальные параметры ТШЛ – 10	Расчетные величины
кВ	кВ
А	А
кА2с	кА2×с
Ом	Ом

По электродинамической стойкости шинные трансформаторы тока не проверяются.

8.1.2.Выбор трансформатора напряжения

1.Выберем трансформатор напряжения на стороне 10 кВ.

Одновременно питание измерительных приборов и контроль

состояния изоляции осуществляется через трехфазный пятистержневой трансформатор напряжения типа НАМИ (напряжения, антирезонансный, с масляной изоляцией, для контроля состояния изоляции). Схема присоединения обмоток измерительных приборов к НАМИ представлены на рисунке

Суммарная мощность, потребляемая измерительными приборами, приведена в таблице.

Таблица 23. Суммарная мощность, потребляемая измерительными приборами.

Приборы	Тип	, потре-бляемая 1 катушкой, ВА	Число кату-шек	при-боров	Кол-во прибо-ров	Суммарная потребляемая мощность
						Рпр, Вт	Qпр, вар
Ваттметр	Д-335	1,5	2	1	2	6	-
Варметр	Д-335	1,5	2	1	2	6	-
Счетчик активной энергии	СА4У	2Вт	2	0,25	12	48	185,76
Счетчик реактивной энергии	СР4У	3Вт	2	0,25	2	12	46,44
Вольтметр	Э-378	2	1	1	4	8	-
Вольтметр регистрирующий	Н-343	10	1	1	1	10	-
Итого:	-	-		-	-	90	232,2

Рис 12. Схема присоединения приборов к измерительному ТН типа НАМИ

Суммарная полная мощность, потребляемая приборами

ВА.

Т.к. установлены счетчики, то класс точности ТН должен быть 0,5. Для НАМИ - ВА, но эта мощность меньше расчетной. Устанавливаем дополнительно два однофазных ТН типа НОМ с ВА, включенных по схеме неполного треугольника.

Расчетные величины, номинальные параметры трансформатора напряжения и условия выбора приведены в таблице.

Таблица 24. Расчетные величины, номинальные параметры трансформатора напряжения

Принимаем к установке трехфазный пятистержневой трансформатор напряжения типа НАМИ-10-66УЗ и 2 НОМ, которые в классе точности 0,5 обеспечивают необходимую мощность, потребляемую измерительными приборами. Трансформатор напряжения присоединяется к шинам РУ-10 кВ через плавкие предохранители типа ПКТ 101-10-20.

2.Выберем трансформатор напряжения на стороне 110 кВ.

Одновременно питание измерительных приборов и контроль состояния изоляции осуществляется через трехфазный пятистержневой трансформатор напряжения типа НАМИ (напряжения, антирезонансный, с масляной изоляцией, для контроля состояния изоляции). Схема присоединения обмоток измерительных приборов к НАМИ представлены на рисунке

Суммарная мощность, потребляемая измерительными приборами, приведена в таблице.

Таблица 25. Суммарная мощность, потребляемая измерительными приборами

Приборы	Тип	, потре-бляемая 1 катушкой, ВА	Число кату-шек	при-боров	Кол-во прибо-ров	Суммарная потребляемая мощность
						Рпр, Вт	Qпр, вар
Ваттметр	Д-335	1,5	2	1	2	6	-
Варметр	Д-335	1,5	2	1	2	6	-
Счетчик активной энергии	СА4У	2Вт	2	0,25	12	48	185,76
Счетчик реактивной энергии	СР4У	3Вт	2	0,25	2	12	46,44
Вольтметр	Э-378	2	1	1	4	8	-
Вольтметр регистрирующий	Н-343	10	1	1	1	10	-
Итого:	-	-		-	-	90	232,2

Рис 13. Схема присоединения приборов к измерительному ТН типа НАМИ

Суммарная полная мощность, потребляемая приборами

ВА.

Т.к. установлены счетчики, то класс точности ТН должен быть 0,5.

Для НАМИ - ВА, эта мощность больше расчетной.

Расчетные величины, номинальные параметры трансформатора напряжения и условия выбора приведены в таблице.

Таблица 25. Расчетные величины, номинальные параметры трансформатора напряжения

Принимаем к установке трехфазный пятистержневой трансформатор напряжения типа НАМИ-110-У1, которые в классе точности 0,5 обеспечивает необходимую мощность, потребляемую измерительными приборами.

Итоговая схема подстанции

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Дашеев Д.Е.

Проектирование электрических станций и подстанций

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Зонхоев Г.Б.

У

2

ВСГУТУ, 640

Н. контр.

Утв.