7.5.2 Выбор измерительных трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения выбираются Л2 табл. 4.6 стр. 211

Условия выбора:

По напряжению установки:

U_уст ≤ U_ном

По конструкции и схеме соединения обмоток;

В установках 6-10 и 35 кВ трансформаторы напряжения используются для включения КИП, для включения устройств сигнализации и защиты от замыканий на землю. Этим условиям отвечают измерительные трансформаторы типа ЗНОМ, ЗНОЛ, НТМИ, НКФ, имеющие две вторичные обмотки. В установках 110-330 кВ применяются аппараты типа НКФ. При более высоких напряжениях используются трансформаторы напряжения, присоединенные к емкостным делителям напряжения НДЕ - 500, 750 кВ.

По классу точности

По вторичной нагрузке:

Выбранные трансформаторы напряжения проверяют по вторичной нагрузке. При этом надо учесть нагрузку параллельных обмоток приборов, установленных на всех присоединениях данного РУ и на его сборных шинах. Приборы контроля и приборы синхронизации включают кратковремённо, поэтому в подсчет нагрузки их не включают.

S_2∑ ≤ S_{2 ном}

Где S_2∑ нагрузка всех измерительных приборов и реле, подключенных к трансформатору напряжения, ВА

S_{2 ном} - номинальная мощность в выбранном классе точности, ВА

При применении однофазных трансформаторов напряжения, соединенных в звезду, следует принимать суммарную мощность всех трех фаз, а при соединении по схеме открытого треугольника - удвоенную мощность одного тра нсформатора напряжения.

Результаты подсчета S_{2 ∑} сводятся в табличную форму.

Таблица Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

прибор	Тип прибора	Мощность, потребляемая одной обмоткой, ВА	Число обмоток	cos φ	sin φ	Число приборов	Суммарная потребляемая мощность
							Р, Вт	Q, ВАр
Вольтметр	Э-335	2,0	1	1	0	1	2	0
Счетчик активной энергии	ЕМР	2,0	1	0,38	0,923	2	4	0
Итого:							6	0

S_{2 ∑} = , BA

Расчетные и справочные величины сводятся в таблицу

Таблица Выбор трансформатора напряжения

Условия выбора	Расчетная величина	Справочные данные
Uуст ≤ Uном	Uуст	Uном
S2∑ ≤ S2 ном	S2∑	S2 ном

Выполнить схему подключения КИП к измерительным трансформаторам тока и напряжения. (Образец схемы стр.123 рис 4.6 Л2)

7.6 Выбор токоведущих частей и сборных шин тэц

В установках напряжением до 20 кВ применяются жесткие алюминиевые шины с сечением различной формы (в основном прямоугольной): однополосные, многополосные, а также коробчатого сечения. Сборные шины и ошиновка в пределах закрытых устройств выбираются по длительному допустимому току.

Выбор сборных шин 10 кВ (ГРУ)

1. Определение сечения шин

Производится по условиям нагрева в нормальном режиме, т.е. по рабочему максимальному то ку:

I_{работаmax} ≤ I_длдоп

Где I_{работаmax} - наибольший ток цепи сборных шин. Расчетные значения токов для цепей приведены в таблице п.7.2

I_длдоп - длительно допустимый ток ДЛЯ ШИНЫ выбранного сечения, А

Выбор сечения шин производится по табл 3,6 стр 182 Л2.

2. Проверка шин на термическую стойкость

• Рассчитывается минимальное сечение по условию термической стойкости

Q_min =

Где В_к - тепловой импульс, Вк = I²_по ∙ (t_отк + Т_а), для цепи генераторов 60 МВт и выше с, Та =0,185с. I - взять значение из данных таблицы по расчету токов Ю для всех источников на сборных шинах

С - коэффициент, зависящий от материала проводника шин, для АДЗIТ принять равным

82

• Шины термически стойкие если выполняется условие:

q_min ≤ q_{выбранное}

3. Проверка шин на электро динамическую стойкость

Сборные шины выполняются так, что швеллеры шин соединены жестко по всей длине сварным швом.

Проверка на электродинамическую устойчивость сводится к механическому расчету жестких шин.

Шина динамически устойчива, если:

σ_расч ≤ σ_доп

Где σ_расч , σ_доп – расчетное и допустимое напряжение в материале шин, МПа

• Принять в расчете

σ_доп = 89 МПа

При механическом расчете шина каждой фазы рассматривается как многопролетная балка, свободно лежащая на опорах (изоляторах), с равномерно распределенной нагрузкой.

Напряжение в материале коробчатой шины, возникающее при воздействии изгибающего момента М и момента солротивления шины W рассчитывается по формуле:

σ_расч=

Где W_y0-y0 - момент сопротивления шины определяется по табл 3,6 стр 182 Л2 для выбранного сечения шины

l - длина пролета между опорными изоляторами шинной конструкции, м. Принять в расчете равной 2м.

a - расстояние между фазами, при нять в расчетах равной 0,8м.

i²_уд - взять значение из данных таблицы по расчету токов К3 для всех источников на сборных шинах.

4.Выбор изоляторов

Опорные изоляторы выбираются (по табл.5.7 ЛЗ). Например, ИО-10-20УЗ

• по номинальному напряжению: U_уст ≤ U_ном

• _{по допустимой} механической нагрузке F_расч ≤ F_доп

Где F_расч – сила, действующая на изолятор;

F_доп - допустимая нагрузка на головку изолятора;

Величина допустимой нагрузки, H:

Где F_разр – разрушающая нагрузка при действии на изгиб,H (дается в справочнике)

Расчетная нагрузка, Н

5.F_расч = F_и =

Где k_п – поправочный коэффициэнт на высоту шины, если она расположена «на ребро»

Где H_из – высота изолятора, мм (из справочных данных изолятора)

H = H_из + b +

Где h – высота шины,установленной <<на ребро>>, мм

b – ширина шины, мм

Проходные изоляторы выбираются (по табл. 5.8 ЛЗ). Напиример, ИП-10/5000-42,5 по тем же условиям.

Проверка производится по условию:

F_расч = 0,5 _разр

Выбор шин в цепи генератора (ошиновка от генераторов в сторону трансформаторов в пределах закрытого РУ)

Рассчитываются номинальный и максимальный токи генераторов. Расчетные формулы приведены в таблице 4.1 стр 95 Л2.

Ошиновка выбирается по длительному допустимому току аналогично п.1.

Проверка ошиновки на термическую стойкость не производится т.к. расчетный ток К3 в цепи от источников меньше чем на сборных шин 10 кВ в целом.

Швеллеры шин соединены жестко только в местах крепления шин на изоляторах. В расчетах принять l = 2м,a = 0.6м

В данном случае _расч = _{ф + п}

Где:

_ф- напряжение, возникающее из-за взаимодействия токов фаз

_ф =

Принять в расчете

W_{ф =}W_y0-y0

Взять значение их исходных данных для цепи для источников

σ_п- напряжение ,возникающее из-за взаимодействия токов в каждой отдельной полосе одной фазы.

_ф =

Где f_п- сила взаимодействия между полосами (для двухполосных шин)

_п= . .

Где k_ф- Коэффициент формы определяется по Л1 рис.4.4 стр. 181

h- высота полосы, м.

W_п- момент сопротивления одной полосы, принять W_y-y (табл. 3,6 стр 182 Л2 для выбранного сечения шины)

На практике рассчитывается величина l_п, ,при котором σ_п=σ_доп

Прежде всего σ_{п доп=}σ_ф, Тогда

l_пmax=

Число прокладок в пролете n= +1

Шины механически прочны, если:

σ_расч=σ_ф - σ_п≤ σ_доп

Выбор комплектного токопровода

От выводов генератора до стены главного корпуса и далее, до генераторного распределительного устройства токоведущие части выполняются пофазно-экранированным комплектным токопроводом.

выбор производителя по табл.3.10 стр 185 Л2

Условия выбора:

U _ном ≥ U _{установки}

I _ном. ≥ I _{номгенератора}

Проверка по условиям:

I_max ≤ I_ном

i_уд ≤ i_дин

КЭС

Для РУ 35 кВ и выше используются гибкие шины, выполненные проводами АС и АСО

Выбор токоведущих частей от сборочных шин 110 кВ трансформатора связи

Выбор сечения токоведущих частей производится по условиям нагрева в нормальном режиме, т.е. по рабочему максимальному току присоединения:

1. Рассчитать номинальный и максимальный ток в цепи ввода ВН 110 кВ трансформатора связи I_max,I_норм, в А

Расчетные формулы приведены в таблице 4.1 стр 95 Л2

2.Расчитать экономическое сечение

q_э=

Где i_эк определить по таблице П3.3стр.179Л2

3.Выбор сечения шин производится по табл 3.4 стр 180Л2.Ошиновка находится вне помещения. Выписать все параметры.

4.Проверить выбранное сечение ошиновки по экономической плотности тока

q_выбор≥q_эк

5.Проверка сборных шин

• I_{рабma x}≤ I_длдоп по нагреву

• Шины, выполненные из голых проводников и расположенные на открытом воздухе, на термическое действие токов К3 не проверяют

• Гибкие шины РУ при I_ПО ≤20 кА не проверяют на электродинамическое действие тока К3.

Проверка по условиям короны выполняется при напряжениях 35 кВ и выше.Причем если шины выполнены из проводов сечением равным или большим чем минимальные сечения для ОРУ 110-500кВ , указанные в Л2 табл.П3.16 стр.189,то проверка по условиям короны не требуется.

Проверка по условиям короны

Условия проверки

1.07

Где

1.E₀- начальная критическая напряженность электрического поля

E₀=30,3

Где m-коэффициент шероховатости провода, принять равным 0,82

r₀- радиус провода ,см (из справочных данных для выбранного провода АС)

2.Е- напряженность электрического поля около поверхности:

• нерасщепленного провода Е=

• расщепленного провода Е= k

знания k,r_экв указаны в Л1 в таблице 4.5 стр.192

D_ср- Среднее геометрическое расстояние между проводами фаз,см. При горизонтальном расположении фаз D_ср= 1,26D,при расположении фаз по треугольнику D_ср=D, где D-расстояние между соседними фазами,см

Расстояние между фазами(см) при расположении их на опоре:	При номинальном напряжении линии, кВ
	6-10	35	110	220	330	500
Треугольником	80-150	300-350	450-500	500-800	600-1280	-
Горизонтально	-	300	400	700-780	800-900	1050-1090
Вертикально(бочкой)	-	300	320-360	600-700	600-700	-

a- расстояние между проводами в расщепленной фазе, принимается в установках до 220 кВ - 20-30 см; в установках 330-750кВ - 40 см.

3.По таблице П3.15 стр.189 Л2 определить тип и количество подвесных изоляторов в гирлянде для крепления ошиновки.

Выбор сборных шин 110кВ

Сборные шины выбираются по нагрузке наиболее мощного присоединения. В соответствии с расчетной схемой станции, таким присоединением является трансформатор блока ТЗ,Т4

1.Рассчитать ток трансформатора блока в максимальном режиме. Расчетные формулы приведены в таблице 4.1 стр 95 Л2

2.Выбор сечения шин производится по таблице3,4 стр 180 Л2

по условию I_рабmax ≤ I_длдоп