Практична робота №3.

Вибір електричної апаратури розподільного пристрою 10 кВ

Тема: Вибір електричної апаратури розподільного пристрою 10 кВ 

Мета: Навчитися проводити  вибір електричного обладнання РП

Хід виконання роботи:

1. Ознайомитися з теоретичними відомостями щодо вибору електрообладнання розподільного пристрою.

2. Вивчити особливості розрахунку та вибору електрообладнання (індивідуальне завдвння видає викладач на занятті).

3. Оформіть звіт в текстовому документі та надішліть в систему для перевірки

Виконав: Студент 5 курсу ЕЕЕ-20001б(з) Скудря Микита

Вибір електричної апаратури розподільного пристрою 10 кВ (комірки лінії 10 кВ) районної трансформаторної підстанції

Апаратуру вихідної комірки лінії електропередачі 10 кВ і заданої споживчої підстанції вибирають за номінальною напругою, струмом та конструктивним виконанням (зовнішнє, внутрішнє або інше), класом точності (для трансформаторів струму) і струмом вимикання (для вимикачів).

Таблиця . Умови вибору апаратів (вимикачів)

Параметри вимикача	Умови вибору	Отримані дані	ВММ-10-400 (привод ППВ)
Номінальна напруга Номінальний струм Допустимий струм вимикання Струм динамічної стійкості Струм термічної стійкості	UНВ > UН ІНВ > ІР.МАКС ІД.ВИМ > IР.ВИМ іМАКС > іУ tН > ( )2tК (*)	10 63,97 4,5 8 4*1,085	10 кА 400 А 10 кА 25 кА 10^2*4

(*) – t_Н – номінальний час термічної стійкості вимикача при протіканні струму І_t, ( t_Н = 4 с);

t_К = t_СВ +t_РЗ + Т_а;

t_К = 0,2+0,7+0,185=1,085 с

t_СВ – час спрацювання вимикача ( t_СВ = 0,2 с) ;

t_РЗ – час спрацювання релейного захисту , с (див. розділ 7);

Т_а – постійна часу затухання аперіодичної складової струму короткого замикання (для сільських мереж рекомендується Т_а = 0,185 с).

I p=1108/(sqrt(3)*10)=63,97 А­

R=0,18+0,3+0,36+0,36+0,12+0.24+0.42=1,98

X=0,12+0,2+0,24+0,24+0,08+0.16+0.28=1,32

Z=sqrt((2.25+1.32)^2+1.98^2)=4

I3=10.5/(sqrt(3)*4)=1,51

Iу=1.5*sqrt(2)*1.5=3,18 кА

Iд=sqrt(1+2(1.5-1)^2)*1.5=1,8 кА

Вибрану апаратуру перевіряють на термічну та динамічну стійкість при дії струму к.з. При виборі апаратури рекомендується складати таблицю, порівнюючи розрахункові та паспортні дані апаратів. Для вимикачів і роз'єднувачів теж необхідно вибирати привод.

Дані електричної апаратури наведено в додатках Д.7, Д.8 та Д.9.

Вибір роз'єднувачів виконується аналогічно (не враховується тільки допустимий струм вимикання).

Таблиця Вибір трансформаторів струму

Параметри трансформатора струму	Умови вибору	Отримані дані	ТПЛ-10
Номінальна напруга Номінальний первинний струм Номінальний вторинний струм Клас точності Номінальна вторинна потужність Кратність струму: термічної стійкості Кt=Іt/ІН1 динамічної стійкості КД = іМАКС/( ІН1)	UНТ > UН ІН1 > ІР.МАКС ІН2 = 5 А (*) SН2 >S2 (КtІН1)2>( )2tК ІН1КД>іУ	10 63,97 0,7 5,5 7	10 75 5 0,5 10 45 26,5

(*) - у відповідності з приєднуваними приладами.

Клас точності трансформаторів струму, до яких приєднують лічильники електричної енергії для комерційного розрахунку, повинен бути 0,5; для технічного обліку електроенергії допускається клас точності 1,0. Для приєднання реле і різноманітних пристроїв достатніми є класи точності 3,0 і 10,0.

Щоб забезпечити задану точність вимірювання, потужність S₂ приладів, приєднаних до вторинної обмотки трансформатора, не повинна перевищувати зазначене в паспорті трансформатора струму номінальне вторинне навантаження S_Н2. Залежно від класу точності знаходять номінальну вторинну потужність S_Н2.

Навантаження трансформаторів струму

S₂ = S_ПР + (R_ПРОВ + R_КОН),

S2=2.6+5^2*(0.8+0.1)=25,1

де – номінальний вторинний струм (у більшості випадків 5 А);

S_ПР – сумарна потужність послідовно ввімкнених приладів (лічильників, амперметрів), ВА;

R_ПРОВ – опір з'єднувальних провідників, Ом;

R_КОН – опір контактів (R_КОН = 0,1 Ом).

Допустимий опір провідників обчислюється, виходячи з умови S₂ = S_Н2:

.

Sпров=(7-2.6-5^2-0.1)/5^2=0,8

Отже, необхідний переріз з'єднувальних провідників:

,

Fпр=0.0175*3/0.8=0,06

де ρ – питомий опір металу з'єднувальних проводів, (Ом·мм²)/м;

L_Р – розрахункова довжина проводів, м (2,5...3м).

За результатом розрахунку приймають ближчий стандартний перетин, але не менше 2,5 мм² для мідних проводів, або 4мм² для алюмінієвих.

У комірках лінії 10 кВ РТП-35/10 кВ, як правило, встановлюється один двоелементний лічильник активної енергії, наприклад, типу СА4УИ675 (S_ПР = 2,5 ВА). Для вимірювання струму використовують один амперметр типу Е-335 (S_ПР = 0,5 ВА) або Е-378 (S_ПР = 0,1 ВА).

Вибір релейного захисту комірки 10кВ районної трансформаторної підстанції

Для захисту ліній 10кВ використовують максимальний струмовий захист і струмову відсічку. При цьому максимальний струмовий захист може бути виконаним з допомогою електромагнітних реле РТВ або РТ85 і РТМ (реле РТВ і РТМ вмонтовуються в пружинний привод вимикача), або мікропроцесорних реле типу МРЗС, УЗА10 тощо. При виконанні максимального струмового захисту з використанням реле РТВ відсічка здійснюється з допомогою реле РТМ, а в іншому випадку – електромагнітним елементом реле РТ-85.

У мережах напругою 10кВ максимальний струмовий захист виконується у двофазному варіанті (трансформатори струму монтуються тільки у двох фазах), тому можуть бути використані схеми з'єднань трансформаторів струму у неповну зірку або на різницю струмів двох фаз.

Струм спрацювання максимального струмового захисту знаходять за формулою

,

Iсз=1,2*0/0,85

де К_Н, К_СП, К_П – відповідно коефіцієнт надійності, самозапуску і повернення;

І_Р.МАКС – максимальний розрахунковий струм навантаження, А.

Коефіцієнт самозапуску К_СП для ліній сільськогосподарського призначення може мати значення 1,1...1,8. Величина коефіцієнтів надійності та повернення залежить від типу реле.

Таблиця 11. Коефіцієнти надійності та повернення

Коефіцієнт	Тип реле
	РТВ	РТ-85	РТ-40
Надійності Повернення	1,3 0,7	1,2 0,8	1,2 0,85

Максимальний розрахунковий струм навантаження визначають за максимальною потужністю на першій ділянці лінії 10 кВ (більша із S_Д і S_В):

.

Тоді струм спрацювання реле:

,

де К_СХ – коефіцієнт схеми (при з'єднанні трансформаторів струму в неповну зірку К_СХ=1, а у випадку з'єднання на різницю струмів двох фаз – К_СХ = 3);

n_TT – коефіцієнт трансформації трансформаторів струму.

Враховуючи дискретність уставок струму спрацювання реле, вибирають найближче більше значення струму уставки І_УСТ реле за його паспортом (додаток Д.10 ).

Після вибору струму уставки реле визначають уточнене значення струму спрацювання захисту:

.

Чутливість захисту перевіряють за формулою:

,

де К_Ч – коефіцієнт чутливості для максимального струмового захисту (рекомендоване значення К_Ч = 1,5);

– мінімальне значення струму двофазного к. з. у мережі (шини 10 кВ найбільше віддаленої ТП 10/0,4 кВ).

Захист споживчих трансформаторних підстанцій 10/0,4 кВ на стороні напруги 10 кВ виконується плавкими запобіжниками типу ПК або іншими.

Номінальні струми плавких вставок запобіжників типу ПК наведено у таблиці 12 залежно від потужності силового трансформатора ТП - 10/0,4 кВ.