Выводы по разделу семь

Произвели расчет токов КЗ и мощности КЗ в точках К₁ и К₂ – в схеме внешнего электроснабжения; К₃ – в РУ 10 кВ ГПП; К₄ – в электрической сети цеха, для которого был подробно проведен расчет нагрузок (ТП3 - МЦ), в точке К₃ учли подпитку места КЗ от высоковольтных СД и АД. Нарисовали электрическую схему с указанием уставок РЗ.

8 Выбор электрооборудования сэс промышленного предприятия

Выбор основного электрооборудования схемы внешнего электроснабжения был произведен в разделе 5. В этом разделе будет произведен выбор электрооборудования остального электрооборудования.

1. Произведем выбор токопровода, соединяющего трансформаторы ГПП с ячейками РУ НН ГПП. Согласно [18, табл.3.1] токопровод 6,10 кВ выбирается по номинальному напряжению, току утяжеленного режима, а также электродинамической и термической стойкости к токам КЗ.

К установке планируется комплектный токопровод типа ТЗК-10-1600-61 УХЛ1 [20, 2.3], проверка представлена в таблице 8.1.

Таблица 8.1 – Выбор и проверка токопровода

Условия выбора	Расчетные параметры сети	Каталожные данные ТЗК-10-1600-61УХЛ1
По номинальному напряжению	Uc = 10,0 кВ	Uн= 10,0 кВ
		Iн = 1600,0 А
По номинальному току электродинамической стойкости
По номинальному импульсу квадратичного тока

2) Согласно [12, 7.4.2] при выполнении ГПП предприятия с помощью принятой ранее КТП-СЭЩ Б(М) в качестве РУ НН ГПП может быть использовано комплектное распределительное устройство 10 кВ наружной установки серии СЭЩ-59 У1. Согласно [18, табл.3.1] ячейки КРУ выбирается по номинальному напряжению, номинальному току и току утяжеленного режима, электродинамической и термической стойкости к токам КЗ. Поскольку по перечисленным параметрам также проверяются и выключатели, установленные в КРУ, проверка ячеек КРУ будет осуществлена совместно с выбором выключателей.

3) К установке в качестве вводного выключателя РУ НН ГПП намечается выключатель ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/1600 [21, табл.2.1]. Согласно [18, табл.3.1] проверка выключателей производится по номинальному напряжению, номинальному току, току утяжеленного режима, по стойкости к электродинамическому и термическому действию тока КЗ, по отключающей способности. При его проверке по номинальному току используется формула:

(8.1)

Результаты выбора выключателя сведены в таблицу 8.1. [18, форма 3.1] Коэффициенты иприняты по [3, рис. 2.23, 2.24] для

Таблица 8.2 – Выбор и проверка вводного выключателя РУ НН ГПП

Условия выбора	Расчетные параметры сети	Каталожные данные ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/1600
По номинальному напряжению	Uc = 10,0 кВ	Uн= 10,0 кВ
		Iн = 1600,0 А
По номинальному току электродинамической стойкости:
а) симметричному
б) асимметричному
По номинальному току отключения:
а) симметричному t==0,01+0,03=0,04 c
б) асимметричному
По номинальному импульсу квадратичного тока:

2. Согласно [17] трансформаторы тока выбираются по номинальному напряжению, номинальному току, току утяжеленного режима, электродинамической и термической стойкости к действию тока КЗ, а также проверяются по работе в заданном классе точности (по допустимой вторичной нагрузке). В качестве трансформатора тока принимается к установке ТОЛ-СЭЩ-10-11-0,2s/0,5/10Р-5/10/15-1500/5 У2 [22]. Выбор трансформатора тока, установленного в ячейке вводного выключателя РУ НН ГПП, произведен в таблице 8.2.

Таблица 8.2 – Выбор и проверка трансформатора тока

Условия выбора	Расчетные параметры сети	Каталожные данные ТОЛ-СЭЩ-10-11 0,2s /0,5 /10Р-5/10/15-1500/5 У2
По номинальному напряжению	Uc = 10,0 кВ	Uн= 10 кВ
		Iн = 1500 А
По номинальному току электродинамической стойкости
По номинальному импульсу квадратичного тока

На подстанциях 110 кВ на стороне НН трансформатора устанавливаются амперметр, счетчики активной и реактивной энергии. В качестве амперметра будем использовать цифровой многофункциональный электроизмерительный прибор ЩМ120 . В качестве счетчика активной и реактивной энергии будем использовать счетчик ЕвроАЛЬФА EA02RTX-P3BN-3W. Схема подключения выбранных контрольно-измерительных приборов к обмоткам трансформатора тока приведена на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 – Схема подключения

Проверка по допустимой вторичной нагрузке приводится в таблице 8.3

Таблица 8.3 – Проверка по допустимой вторичной нагрузке

Обмотка ТТ	Прибор	Тип прибора	Количество приборов	Потребляемая мощность, ВА
				фаза А		фаза B		фаза C
0,2s	PIK	EA02RTX	1	0,015		0,015		0,015
0,5	A	ЩМ120	1	0,1		0,1		0,1
Итого					0,115		0,115		0,115

Исходя из условного обозначения трансформатора тока ТОЛ-СЭЩ-10-11-0,2s/0,5/10Р-5/10/15-1500/5 У2 [22, 8] знаем, что максимально допустимая нагрузкаS_2номобмотки 0,2sсоставляет 5 ВА, а обмотки 0,5- 10 ВА. Нормированная нагрузка для определенного класса точности обмотки ТТ находится по формуле:

(8.2)

где – номинальное значение тока вторичной обмотки ТТ,[22, 8].

По формуле (8.2):

1) Для обмотки 0,2s:

2) Для обмотки 0,5:

Согласно [23] допустимое сопротивление соединительных проводов находится по формуле:

(8.3)

где – сопротивление подключенных к данной обмотке ТТ приборов, которое находится по формуле:

(8.4)

где - мощность, потребляемая подключенным к данной обмотке ТТ прибором;

–переходное сопротивление контактов, равное 0,05 Ом [23, 3.3].

По формуле (8.4):

1) Для обмотки 0,2s:

2) Для обмотки 0,5:

По формуле (8.3):

1) Для обмотки 0,2s:

2) Для обмотки 0,5:

Допустимое сечение соединительных проводов может быть найдено по формуле [23, ф 3.34]:

(8.5)

где – удельное сопротивление материала провода. Поскольку в качестве соединительных выбираем медные провода, то;

- расчётная длина соединительных поводов, учитывающая схемы включения приборов и обмоток трансформаторов тока. Для нашей схемы [23, рис. 3.2]: , гдеl- длина соединительных проводов от обмотки трансформатора тока до приборов. Для линий 115 кВ к потребителямl=15м. Таким образом.

По формуле (8.5):

1) Для обмотки 0,2s:

2) Для обмотки 0,5:

Для обмотки ТТ 0,2sвыбираем соединительные провода с сечением 4 мм². По условию механической прочности для обмотки ТТ 0,5 выбираем соединительные провода с сечением 2,5 мм². [23, 3.3].

3. Выключатели нагрузки и предохранители устанавливаются на вводах цеховых ТП при питании последних по магистральным схемам. Рассмотрим выбор указанных аппаратов для ТП-1, на которой установлены два трансформатора типа ТМЗ-2000. Условия выбора, расчетные параметры сети и каталожные данные выключателя нагрузки и предохранителя представлены в таблицах 8.4 и 8.5 соответственно.

Таблица 8.4 – Выбор выключателей нагрузок

Условия выбора	Расчетные параметры сети	Каталожные данные ВНПзу-10/630-31,5
По номинальному напряжению	Uc = 10 кВ	Uн= 10,0 кВ
		Iн = 630,0 А
По номинальному току электродинамической стойкости
По номинальному импульсу квадратичного тока

Таблица 8.5 – Выбор предохранителей

Условия выбора	Расчетные параметры сети	Каталожные данные ПКТ 104-10-160-20 У3
По номинальному напряжению	Uc = 10,00 кВ	Uн= 10 кВ
		Iн = 630 А

4. Выбор остальных выключателей и трансформаторов тока произведем в таблице 8.6, также в таблице приведен выбор секционных выключателей и установленных в их ячейках трансформаторов тока. При этом учтено, что ток, протекающий через секционный выключатель ГПП в послеаварийном режиме (после отключения КЗ и включения секционного выключателя с помощью АВР), равен 0,7 от тока, протекающего через вводной выключатель в послеаварийном режиме [24, 17.3.3].

5. В начале перечисленных в таблице 8.6 (кроме секционных выключателей) кабельных линий устанавливаются трансформаторы тока нулевой последовательности ТЗЛМ-1 [21, табл.2.2].

6. Произведем выбор трансформаторов напряжения, подключенных к секциям шин ГПП и РП.

В качестве трансформаторов напряжения, установленных на шинах 10 кВ, примем трансформаторы напряжения НАМИ-10-95УХЛ2 [21].

Согласно [4, табл3.1] трансформаторы напряжения выбираются по номинальному напряжению и проверяются по классу точности (по допустимой вторичной нагрузке). Как уже было сказано, на вводе ГПП установлен счетчик активной и реактивной энергии ЕвроАЛЬФА EA02RT. Согласно [25, табл.4.11] на линиях 10 кВ, отходящих к потребителям устанавливаются, помимо амперметра, счетчики активной и реактивной энергии. На стороне НН трансформаторов собственных нужд устанавливаются счетчики активной энергии. Кроме того, на секциях шин 10 кВ необходимо установить вольтметр для измерения междуфазного напряжения и вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений. Как и раньше, в качестве счетчиков энергии (активной или одновременно активной и реактивной энергии) будем использовать счетчики ЕвроАЛЬФАEA02RTX-P3BN-3W. В качестве вышеназванных вольтметров будем использовать цифровые электроизмерительные приборы ЩМ120.

Схема подключения вышеназванных приборов к вторичным обмоткам трансформатора напряжения секций шин ГПП представлена на рисунке 8.2.

Таблица 8.6 – Выбор выключателей и трансформаторов тока

Кабельные линии (начало и конец)	Uн, кВ	Iр, А	Iутяж, А	Iп0, кА	t3, c	iу, кА	Тип выключателя (выключателя нагрузки с предохранителем)	Тип трансформатора тока
ГПП-ТП1	10	165,91	331,83	12,91	1,1	29,4	ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 400/5
ГПП-ТП4		101,10	202,19		1,1		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 250/5
ГПП-ТП5		13,15	26,29		1,1		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 75/5
ГПП-ТП11		27,29	54,59		1,1		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 75/5
ГПП-ТП8		6,70	13,40		0,6		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 75/5
ГПП-ТП9		6,83	13,66		0,6		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 75/5
ГПП-ТП10		41,76	83,52		0,6		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 100/5
ГПП-ТП12		15,08	-		0,5		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 75/5
ТП1		80,92	161,85		0,8		ВНПзу-10/630-31,5; ПКТ 104-10-200-20 У3	-
ТП2		80,92	161,85		0,8		ВНПзу-10/630-31,5; ПКТ 104-10-200-20 У3	-
ТП4		16,18	32,37		0,8		ВНПзу-10/630-31,5; ПКТ 104-10-40-20 У3	-
ТП3		80,92	161,85		0,8		ВНПзу-10/630-31,5; ПКТ 104-10-200-20 У3	-
ТП5		6,47	12,95		0,8		ВНПзу-10/630-31,5; ПКТ 104-10-20-20 У3	-
ТП6		6,47	12,95		0,8		ВНПзу-10/630-31,5; ПКТ 104-10-20-20 У3	-
ТП11		6,47	12,95		0,8		ВНПзу-10/630-31,5; ПКТ 104-10-20-20 У3	-
ТП7		16,18	32,37		0,8		ВНПзу-10/630-31,5; ПКТ 104-10-40-20 У3	-
ГПП-СД5(6)		23,52	-		0,0		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 75/5
ГПП-РП1		39,43	78,86		0,9		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 80/5
ГПП-РП2		164,22	328,45		0,9		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 400/5
РП1-АД1 (2,3,4)		19,71	-		0,0		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 75/5
РП2-СД1 (2,3,4)		82,11	-		0,0		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 100/5
ГПП(секционный)		-	906,36		1,4		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/1000	ТОЛ-СЭЩ-10-11 1000/5
РП1(секционный)		-	55,20		0,3		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 75/5
РП2(секционный)		-	229,91		0,3		ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/630	ТОЛ-СЭЩ-10-11 250/5

Рисунок 8.2- Схема подключения приборов к вторичным обмоткам

трансформатора напряжения секций шин ГПП

Произведем проверку трансформатора напряжения, установленных на шинах ГПП, по допустимой вторичной нагрузке в таблице 8.8.

Таблица 8.8 – Проверка трансформатора напряжения

Прибор	Тип прибора	Количество приборов	Потребляемая прибором мощность от трех фаз ТН, ВА	Суммарная потребляемая приборами данного типа мощность, ВА
PV	ЩМ-120	1	0,3	0,3
PIK	EA02RTX	12	4	48
PI	EA02RTX	1	4	4
Итого					52,3

Согласно [26, табл.2] при работе основной вторичной обмотки данного ТН в классе точности 0,5 максимально допустимая трехфазная нагрузка составляет 200 ВА. Исходя из этого считаем, что выбранный трансформатор напряжения работает в заданном классе точности.

В качестве соединительных проводов выбираем медные провода сечением 2,5 мм² [23, 3.4]

На секциях шин РП также устанавливаем трансформаторы напряжения типа НАМИ-10-95УХЛ2.

7) Произведем выбор трансформаторов собственных нужд ГПП. Потребители собственных нужд подстанций делятся на ответственных и неответственных. Ответственными механизмами являются система охлаждения силовых трансформаторов, сети аварийного освещения, система пожаротушения, система подогрева приводов разъединителей и подогрева шкафов КРУ, система оперативного управления, связи и телемеханики. Кроме того, потребителями собственных нужд подстанции являются освещение, отопление, вентиляция ЗРУ, освещение ОРУ также относится к потребителям собственных нужд. Мощность трансформаторов собственных нужд должна выбираться в соответствии с нагрузками собственных нужд в разных режимах работы подстанции с учетом коэффициентов одновременности и загрузки, а также с учетом перегрузочной способности трансформаторов в послеаварийном режиме. Допустимо принимать мощность трансформатора собственных нужд, равной 0,5% от мощности силового трансформатора, так как производится расчет трансформаторов собственных нужд ГПП в качестве мощности силового трансформатора возьмем полную мощность всех цехов.

где S_ТСН- мощность трансформатора собственных нужд, кВА;

- мощность силового трансформатора, кВА,

кВА.

Исходя из условий питания вспомогательных механизмов предприятия, выбираем трансформатор типа ТМГ-100/10У1.

,

А.

Трансформатор подключается к обмотке НН силовых трансформаторов ГПП через предохранители типа ПКТ-104-10-8-31,5 УЗ.

8. Произведем проверку кабелей 10 кВ по условию термической стойкости к току КЗ. При этом термически стойкое сечение кабеля находится по формуле:

где – импульс квадратичного тока КЗ;

–термическая функция.

Если сечение кабельной линии выбранной в подразделе 6.4, меньше то необходимо поднять сечение до термически стойкого.

Результаты проверки кабельных линий приведены в таблице 8.10.

8. Произведем выбор цеховых ТП, НРП и коммутационных аппаратов на стороне 0,4 кВ. Трансформаторы цеховых ТП были выбраны в разделе 3. Цеховые ТП реализуются с помощью КТП 160, 400, 1000, 2000. РУ НН цеховых ТП реализуются с помощью низковольтных шкафов ШН [27]. НРП также реализуются с помощью низковольтных шкафов ШН. Произведем выбор вводных и секционного автоматических выключателей ТП4. По формуле (5.17) ток, протекающий по вводным выключателям данной ТП в утяжеленном режиме:

Аналогично выбору секционного выключателя ГПП, считаем, что ток, протекающий через секционный автоматический выключатель ТП5 равен:

В качестве вводных и секционного выключателя ТП4 выбираем два автоматических выключателя Masterpact NT06 с номинальными токами 630 А [28]. Из раздела 7 известно, что периодическая составляющая тока КЗ навыводах трансформатора ТП4 I_п0=12,155 кА, а ударный ток КЗ i_уд=24,4 кА. Согласно [28, с.18] номинальный ток отключения автоматический выключателей Masterpact NT06 I_сs= 42 кА, допустимый сквозной ток КЗ при времени протекания 3 с I_cw=24 кА; допустимый ток включения I_сm= 88 кА. Исходя из вышесказанного, делаем вывод, что выбранные автоматические выключатели удовлетворяют условиям стойкости к току КЗ на стороне НН трансформатора ТП4.

Выбор вводных и секционных автоматических выключателей остальных ТП и НРП произведен в таблице 8.12.