Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование электроэнергетических систем. Учебное пособие.pdf
2.16. Технические данные выбранного выключателя
Показатель Значение
Номинальное напряжение, кВ 110
Наибольшее рабочее напряжение, кВ 126
Номинальный ток, А 2000
Номинальный ток отключения, кА 40
Нормированное процентное содержание
апериодической составляющей, %, не более 45
Нормированные параметры тока включения, кА:
наибольший пик 102
начальное действующее значение периодической
составляющей 40
Нормированные параметры сквозного тока короткого
замыкания, кА:
наибольший пик (ток электродинамической
стойкости), кА 102
среднеквадратичное значение тока за время его
протекания, кА 40
время протекания тока короткого замыкания, с 3
в) выключатели с нижним рабочим значением температуры
минус 550 °С допускается применять в умеренном макроклиматическом районе (У) и узком диапазоне холодного макроклиматического
района (ХЛ) для территорий со значением средней из ежегодных
абсолютных минимумов температуры воздуха минус 550 °С и выше,
т.е. во всём диапазоне типа климата (Хл) и частично для территории с
типом климата (ЭХл) до средней температуры из ежегодных абсолютных минимумов минус 550 °С.
Для выключателей климатического исполнения У, категории размещения 3 нижнее значение температуры воздуха при эксплуатации
следует принимать равным минус 250 °С. По согласованию с заказчиком допускается устанавливать нижнее значение температуры воздуха
при эксплуатации равным минус 50 °С.
Возможность установки выключателей в неблагоприятных атмосферных условиях при наличии дыма, химических газов, распылённых
паров и т.д. должна согласовываться с предприятием-изготовителем.
81
Выключатели категории размещения 1 должны нормально работать в условиях гололёда при толщине корки льда до 20 мм и ветре
скоростью до 15 м/с, а при отсутствии гололёда – при ветре со скоростью до 40 м/с.
В случае превышения указанных параметров возможность установки и дальнейшей эксплуатации выключателя должна согласовываться с предприятием-изготовителем.
Выключатель ВГТ-110 соответствует вышеперечисленным требованиям.
Проверяем выбранный выключатель:
а) по напряжению
U
ном в
= U
СН ном
= 110 кВ;
б) по длительному току:
3Н
10
⋅
S
расч
I
ном в
> I
3
расч
U
(2000 > 672);
д
=
I
в) по отключающей способности
I
> IПО (40 > 12,4);
отк в
г) I
> IПО (40 > 12,4); i
дин в
> iуч (26 > 13,61);
дин в
д) по термической стойкости:
тер
2
В
<
I τ
к
(3,812 > 400);
T
тер
672
=
А;
номвн
22
40010
⋅=τTI
кА2⋅с;
е) по отклонению полного тока к.з. с учётом апериодической составляющей:
05,10905,2052,522
атПО
вотк
β
12
Н
=
+I
100
=+⋅=+iI
839,15
кА;
кА,
где βН – нормированное процентное содержание апериодической
состовляющей тока к.з. по кривой 8.1: (10,05 < 15,839) кА.
2.3.3. Выбор трансформаторов напряжения
На стороне ВН устанавливаем трансформатор напряжения типа
ЗНОГ-110 со следующими данными (табл. 2.17).
82
2.17. Технические данные трансформатора напряжения
Наименование параметров Значение
Номинальное напряжение U
ном
, кВ
3110
Номинальное напряжение основных вторичных обмоток, В
3110
Номинальное напряжение дополнительной вторичной
обмотки, В 100
Наибольшее рабочее напряжение, кВ
3126
Испытательное напряжение промышленной частоты, кВ 230
Испытательное напряжение полного/срезанного грозового импульса, кВ 480 / 550
Номинальная частота, Гц 50
Количество вторичных обмоток:
для учёта в четырёхобмоточном трансформаторе 1
для измерения в четырёхобмоточном трансформаторе 1
для учёта и измерения в трёхобмоточном трансформаторе 1
для защиты 1
Классы точности вторичных обмоток для измерений и
учета 0,5 / 0,2
Класс точности вторичной обмотки для защиты 3Р
2.3.4. Выбор трансформаторов тока
На стороне ВН устанавливаем трансформатор тока типа ТОГФ-
110. Его технические характеристики указаны в табл. 2.18.
83
2.18. Технические данные трансформаторов напряжения
Параметры
цепи
U
= 110 кВ U
ном
I
= 672 А I
раб mах
Данные
трансформатора
= 110 кВ U
ном тт
= 800 А I
ном тт
Условия
выбора
ВН номUном тт
проходит
раб mах
проходит
Примечание
Iy = 13,61 кА к
В
=3,812 кА2·с
к
= 200 / 170
дин тт
I
=30 кА;
тер тт
tТ = 1 с
iy ≤ k
В
дин
2I
2
≤
к
тттер
ном1
tI
T
проходит
проходит
2.3.5. Выбор разъединителей
На стороне ВН выбираем разъединитель РГН-110 исходя из комплекта поставки ОРУ-110 кВ.
Проверим выбранный разъединитель.
Параметры
U
ном
I
раб mах
Iy = 11,065 кА i
В
= 8,644 кА2⋅с
к
2.19. Проверка выбранного разъединителя
цепи
= 110 кВ U
= 672 А I
Данные
разъединителя
= 110 кВ U
ном р
= 1000 кА I
ном р
= 100 кА Iy ≤ i
дин р
I
= 40 кА;
тер в
τ
= 3 с
т
Условия
выбора
сн ном
расч
Вк ≤
≤ U
≤ I
I
проходит
ном в
проходит
ном в
проходит
m дин
2
tТ
втер
Примечание
проходит
2.3.6. Блочно-модульные здания ЗРУ-10 кВ и ОПУ
Заводское исполнение зданий ЗРУ-10 кВ и ОПУ представляет собой несколько транспортабельных утеплённых боксов с входными
дверями, которые на месте монтажа стыкуются торцами, образуя одно
здание. Габаритные размеры здания ЗРУ (Д×Ш×В) – 16 500×6750×3200,
здания ОПУ – 11 250×6750×3900.
Монтаж блоков здания под помещения ЗРУ-10 кВ, ОПУ будет
осуществляться на фундаменте, состоящем из стоек УСО.
84
ЗРУ-10 кВ представляет собой помещение с 20 ячейками КРУАТ-ВНД, устанавливаемыми в два ряда с коридором обслуживания.
Секции РУ 10 кВ друг от друга отделены перегородкой. Ячейки 10 кВ –
с двухсторонним обслуживанием.
Количество ячеек на напряжении 10 кВ составляет 20 шт., в том
числе:
− 2 ячейки ввода 10 кВ с вакуумными выключателями BB/TEL-
10-31,5/2000У2;
− 1 ячейка СР;
− 1 ячейка СВ с вакуумным выключателем ВВ/ТЕ-10-20/1000У2;
− 2 ячейки с трансформаторами напряжения НАМИ-10-95;
− 12 ячеек отходящих линий с вакуумными выключателями
BB/TEL-10-20/1000У2;
− 2 ячейки глухого ввода.
В ОПУ будут размещаться шкафы РЗА, щит постоянного и переменного тока, а оборудование АСУ ТП, АНИС КУЭ и связи в
помещении связи и телемеханики.
2.3.7. Электротехнические решения по строительству ПС
Подстанция питает потребителей сельской местности на напряжении 10 кВ, поэтому при проектировании подстанции особое внимание уделено надёжности и бесперебойности электроснабжения потребителей. При принятии основных технологических решений принимались во внимание следующие ограничения:
− осуществление решения по организации заходов ЛЭП 110 кВ;
− учёт важности подстанции для сельских потребителей и ми-
нимальные сроки перерыва в электроснабжении потребителей;
− разработка принципиальных конструктивных и компоновоч-
ных решений при установке силового оборудования на ОРУ ПО кВ и
ячеек КРУ 10 кВ в блочно-модульном здании;
− разработка принципиальных решений по системам РЗА, АСУ
ТП, АИИС КУЭ и связи с размещением оборудования в блочномодульном здании ОПУ и в помещении связи и телемеханики.
На подстанции предусматривается установка следуюшего оборудования КМ ОРУ ПО кВ в соответствии с главной схемой
электрических соединений ПО-4Н:
− колонковые элегазовые выключатели 110 кВ типа ВГТ-ПО;
− элегазовые герметичные трансформаторы тока ТОРФ-
110111УХЛ1;
85
− элегазовые герметичные антирезонансные трансформаторы
напряжения ЗНОГ-П011У1;
− разъединители РГН-П0/1000УХЛ1 с двигательными привода-
ми ПД-14УХЛ1 основных и заземляющих, их ножей и фарфоровой
изоляцией;
− ограничители перенапряжений ОПН-П-ПО.
Оборудование 10 кВ будет размещаться в новом блочномодульном здании ЗРУ-10 кВ. ЗРУ-10 кВ представляет собой помещение с 20 шкафами КРУ-АТ-ВНД, устанавливаемыми в два ряда с
коридором обслуживания. Ячейки 10 кВ – с двухсторонним обслуживанием. Первая и вторая секции РУ НН размещены в отдельных, изолированных друг от друга помещениях.
Оборудование РЗА размещается в помещении ОПУ, а оборудование АСУ ТП, АИИС КУЭ и связи в помещении связи и телемеханики.
Схема электрических соединений на напряжении 10 кВ – одинарная секционированная на две секции выключателем и разъединителем
система сборных шин, которые подключаются через две вводные
ячейки к силовым трансформаторам Т1 и Т2.
Количество ячеек на напряжении 10 кВ составляет 20 шт., в том
числе:
− 2 ячейки ввода 10 кВ с вакуумными выключателями BB/TEL-
10-31,5/2000У2;
− 1 ячейка СР;
− 1 ячейка СВ с вакуумным выключателем ВВ/ТЕТ-10-
20/1000У2;
− 2 ячейки с трансформаторами напряжения НАМИ-10-95;
− 12 ячеек отходящих линий с вакуумными выключателями
ВВ/ТЕЕ-10-20/1000У2;
− 2 ячейки глухого ввода.
В ОПУ будут размещатъся шкафы РЗА, щит постоянного и переменного тока, а оборудование АСУ ТП, АИИС КУЭ и связи в
помещении связи и телемеханики.
А также предусматривается:
− сооружение внутриплощадочных автодорог;
− сооружение маслосборника;
− сооружение ограды подстанции;
− сооружение кабельных коммуникаций и кабельного хозяйства;
− заземление;
− освещение;
− благоустройство территории;
− демонтаж старого оборудования.
86
2.3.8. Система питания собственных нужд
Для организации системы собственных нужд ПС, проектом предусмотрена установка в ОПУ нового щита собственных нужд ЩСН
напряжением 380 / 220 В. Исполнение шкафов – напольное двухстороннего обслуживания с подводом кабелей снизу.
Ввод питания на шины 0,4 кВ ЩСН выполнен от трансформаторов собственных нужд: ввод № 1 от ТСН-1, ввод № 2 от ТСН-2.
На ПС устанавливаются два шкафа с трансформаторами собственных нужд 10/0,4 кВ масляные герметичные типа ТМГ-160/10. Подключение ТСН – от ошиновки трансформатора.
ЩСН выполняется из шкафов в составе:
− шкаф отходящих линий 1 секции – ШСН 8324 (1), ШСН-8326
(2);
− панель ввода и секционная связь – ШСН-8302 (3);
− панель отходящих линий 2 секции – ШПСН-8326 (4).
От ЩСН выполняется питание потребителей переменного тока:
РПН трансформаторов, освещение ОРУ, питание приводов разъединителей ПО кВ, обогрев приводов выключателей, разъединителей и
шкафов наружной установки, питания шкафа с.н. помещений ОПУ и
ЗРУ 10 кВ и т.д.
Для автоматического управления обогревом приводов выключателей и разъединителей ОРУ ПО кВ на наружной стене здания ОПУ
устанавливается датчик температуры.
Две секции шин 0,4 кВ ЩСН секционированы автоматическим
выключателем и работают раздельно. При аварийном отключении одного из ТСН нагрузка переключается на оставшийся в работе трансформатор. Автоматика ЩСН имеет схему возврата при восстановлении питающего напряжения на отключенном вводе.
Кабели 0,4 кВ, соединяющие трансформаторы СН со щитом СН,
подключаются через стационарные вводные автоматические выключатели, оснащённые блоками защиты, контроля и управления. Присоединение кабелей распределительной сети 0,4 кВ также осуществляется
через выдвижные автоматические выключатели. Вводные и секционный выключатели имеют электродвигательные привода.
Устройства контроля и управления выключателей способны выполнять следующие функции:
− постоянный контроль наличия напряжения в цепях основных
источников питания;
− непрерывное сравнение текущих значений напряжения с за-
данными заранее максимальными и минимальными допустимыми значениями отклонения напряжения от номинала;
87
− значения измерений токов 11, 12,13, 1N, I земли;
− сигнализация повреждений;
− импульсные помехи при грозовых разрядах;
− разряды статического электричества;
− постоянно действующие низкочастотные электрические и
магнитные поля силовых электроустановок;
− импульсные магнитные поля;
− электромагнитные поля радиочастотного диапазона;
− помехи, связанные с возмущениями в цепях питания МПУ
постоянного и переменного тока.
Дополнительными источниками электромагнитных воздействий,
которые могут вызвать сбои в работе МПУ, являются такие виды
вспомогательного электрооборудования как сварочные аппараты, осветительные приборы, электроинструмент и пр.
88
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Показанные теоретические аспекты анализа токов к.з. и пример
выполнения проектирования электрической сети позволят студентам и
специалистам в области электроэнергетики углубить свои знания и
более осознанно подходить к решению возникающих задач в данной
отрасли народного хозяйства.
Спроектированная электрическая сеть за счёт взаиморезервирования линий и применения двух трансформаторов на подстанции,
подключенных к разным секциям источника питания, обеспечивает
надёжное электроснабжение потребителей всех категорий заданного
района (в том числе и в послеаварийном режиме), а также удовлетворяет всем требованиям ПУЭ. Предусмотренная конфигурация коммутационных аппаратов (выключателей и разъединителей) обеспечивает
удобство оперативных переключений и техническую гибкость схемы.
На основании вышесказанного и составленных однолинейных
схем была составлена спецификация оборудования на подстанции для
данного варианта схемы, далее произведён электрический расчёт характерных режимов сети и расчёт токов короткого замыкания.
На основе полученных данных можно сделать вывод о правильности спроектированной схемы. Во всех узлах сети поддерживается
необходимый уровень напряжения. Выбранное оборудование прошло
проверку по токам короткого замыкания и отключающей способности.
89
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Методы анализа и расчёта замкнутых электрических сетей :
учебное пособие / С. С. Ананичева, А. Л. Мызин. – 4-е изд., исп. – Екатеринбург : УрФУ, 2012. – 94 с.
2. Справочник по проектированию электрических сетей / под
ред. Д. Л. Файбисовича. – 4-е изд., перераб. и доп. – М. : ЭНАС, 2012. –
376 с.
3. Беляева, Е. Н. Как рассчитать ток короткого замыкания. –
2-е изд. перераб. и доп. – М. : Энергоатомиздат, 1983. – 136 с.
4. Кудрин, Б. И. Энергоснабжение промышленных предприятий :
учебник для вузов. – М. : Энергоатомиздат, 1995. – 416 с.
5. СТО 56947007-29.240.30.010–2008. Схемы принципиальные
электрические распределительных устройств подстанций 35 – 750 кВ.
Типовые решения. – Дата введения : 2007-12-20 ; ПАО «ФСК ЕЭС». –
132 с.
6. ГОСТ 15150–69. Машины, приборы и другие технические
изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части
воздействия климатических факторов внешней среды (с изм. № 1, 2, 3,
4, 5). – 60 c.
7. СТО 56947007-29.130.10.095–2011. Выключатели переменного
тока на напряжение от 3 до 1150 кВ. Указания по выбору. – Дата введения : 02.06.2011 ; ПАО «ФСК ЕЭС». – 28 с.
8. Правила устройства электроустановок. – М. : Энергия, 1986.
9. Руководящие указания по расчёту коротких замыканий, выбо-
ру и проверке аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания. – М. : МЭИ, 1975.
10. Ульянов, С. А. Электромагнитные переходные процессы /
С. А. Ульянов. – М. : Энергия, 1970.
11. Справочник по проектированию электроснабжения линий
электропередачи и сетей / под ред. Я. М. Большама, В. И. Круповича,
М. П. Самовера. – 2-е изд. перераб. и доп. – М. : Энергия, 1974.
90