5.3 Кернеу трансформаторларын таңдау

35 кВ кернеу трансформаторларын мына шарттар бойынша таңдайды:

U_орн ≤ U_ном, U_орн=35кВ, U_ном=35кВ

Қажет өлшеуші құрылғылар мен кернеу трансформаторының екінші ретті орамасының жүктемесі 8.6-кестеде келтірілген.

35 кВ кернеу жағынан: ЗНОМ-35-65 типті кернеу трансформаторын таңдаймыз - U_орн=35 кВ = U_жұм =35 кВ (8.7-кесте);

S_макс=91 В·А<S_ном = 1200 В∙А.

5.7 –кесте – 35 кВ кернеу трансформаторының екінші ретті жүктемесі

құрылғы		типі	бір орама ның қуаты S, В∙А/саны	соsφ	sinφ	құрылғылар саны	жалпы тұтынылатын S
							P, Вт		Q, В·А
активті	СШ-35кВ	И-674	3/2	0,67	0,89	6	32		83,5
вольтметр		Э-335	2/1	1	0	1	2		-
Барлығы:								34	83,5

Реактив энергия есептеуіші орнатылмаған, себебі ақшалық есеп есептеуіш бойынша жүргізілмейді. Сонда:

.

10 кВ кернеу жағынан: НОМ-10-66Т3 кернеу трансформаторын таңдаймыз: U_орн=10 кВ = U_жұм =10 кВ; S_макс=249 В·А<S_ном = 640 В∙А (5.8-кесте).

5.8 –кесте – 10 кВ кернеу трансформаторының екінші ретті жүктемесі

құрылғы		типі	бір ораманыңқуаты S, В∙А/саны	соsφ	sinφ	құрылғылар саны	жалпы тұтынылатын S
							P, Вт	Q, В·А
активті	СШ-10кВ	И-674	3/2	0,67	0,74	11	63	161,2
реактивті		И-673	3/2	0,67	0,74	5	34	69,5
вольтметр		Э-335	2/1	1	0	1	2	-
Барлығы:							99	230,7

5.4 Асқын кернеуді шектеуші қондырғыны таңдау

Сызықты емес асқын кернеуді шектеуіш торапты қорғау сапасы жағынан, сондай-ақ пайдалану ыңғайлығы жағынан вентильді разрядтауыштардан асып түседі. Вентильді разрядтауыштарға қарағанда сызықты емес асқын кернеуді шектеуіштерде асқын кернеуді шектеу деңгейі жоғары болады. Ал полимерлі оқшауламадан жасалған корпустың арқасында олардың тасымалдау, монтаж кезіндегі механикалық әсерлерге деген беріктілігі өте жоғары. Вентильді разрядтауыштарға қарағанда сызықты емес асқын кернеуді шектеуіштер барлық эксплуатациялық параметрлерді сақтай отырып электр қондырғыларын найзағайдың тікелей соғуынан сақтайды. Пайдалану түріне байланысты сызықты емес асқын кернеуді шектеуіштерді екі типке бөледі.

Төменгі (10) кернеу жағына ОПН-РС-УХЛ1 типті сызықты емес асқын кернеуден шектеуіш қондырғысын таңдаймыз.

Оның негізгі параметрлері төмендегідей:

Номиналды кернеуі, кВ - 10

Ең жоғарғы кернеу, кВ – 12,7.

5.5 Айырғыштарды таңдау

Айырғыш — бұл токсыз немесе елеусіз ток шамасы бар электр тізбегін өшіру және қосу үшін арналған контактілі коммутациялық аппарат. Қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін өшіріліп тұрған жағдайда оның контактілерінің арасында оқшауламалы аралық болады.

Жөндеу жұмыстары кезінде айырғышпен кернеуі бар бөліктермен және жөндеу жұмыстарына шығарылған қондырғылар контактілері арасында көрінетің ара-қашықтық жасалады.

Айырғыштармен жүктеме тоғын өшіруге болмайды, себебі контакт жұйесі доға сөндіретін құрылғымен жабдықталмаған және де жүктеме тоғын қателесіп сөндірген жағдайда тұруқты доға пайда болады да, ол фаза аралық қысқа тұйықталуға және қызмет көрсетуші персоналды бақытсыз жағдайларға әкелуі мүмкін. Айырғышпен операция жасар алдында тізбек ажыратқышпен ажыратылуы керек.

Бірақта электр қондырғысының схемасын қарапайым жасау үшін айырғышпен келесі операцияларды жасауға болады:

- трансформаторлар нейтралін және жерлендіргіш доға сөндіруші реакторларды торапта жерге тұйықталу болмаған жағдайда өшіруге және қосуға;

• шиналардың және барлық қондырғылардың зарядтық тоғын (конденсаторлар батареясынан басқа) өшіруге және қосуға;

• кернеуі 10 кВ және одан төмен сыртта орнататын үшполюсті айырғышпен 15 А дейін жүктеме тоғын өшіруге және қосуға.

Айырғышпен және бөлгішпен елеусіз магниттелу тоғы бар күштік трансформаторларды және ауа мен кабель желілерінің зарядтық тоғын өшіруге және қосуға болмайды.

Іште орнатылатын айырғыштар бір полюсті және үш полюсті болуы мүмкін. Үш полюсті айырғыштар жалпы рамада немесе әр полюс жеке рамада орналастырылуы мүмкін. Жеке полюстар айырғыш берілісімен байланысқан ортақ валмен бірігеді. 1000 А-ге дейін айырғыш пышақтары екі мыс жолақтан жасалады, ал одан көп тоқтар үшін – үш-төрт жолақтан.

Ашық тарату құрылғысында орнатылатын айырғыштардың сәйкес оқшауламасы болуы керек және қоршаған ортаның жағымсыз жағдайларында өзінің қызметтерін орындау керек.

Айырғыштарды таңдау келесі жолмен жүргізіледі:

- қондырғының кернеуі бойынша

- ток бойынша

- құрылымы бойынша, орнатылу түрі бойынша, электр динамикалық беріктілігі бойынша

I_с-ы< I_шек, _с; I_п.о < I_пр.с,

мұндағы I_Пр.с, I_пр,с - қысқа тұйықталудың шектік тесу тогы (амплитудасы және әсер етуші мәні);

термиялық беріктілігі бойынша:

В к 

мұндағы В_к- есептеу бойынша табылатын жылулық импульс, ;

- термиялық беріктіліктің шекті тогы;

-термиялық беріктілік бойынша шекті токтың ағу ұзақтығы.

Жоғарыдағы критерилерді ескере отырып 35 кВ кернеу жағына РНДЗ-2-35/1000 типті айырғышты қабылдаймыз.

Тексереміз:

U_уст = 35 кВ = U_ном =35 кВ;

I_max= 291 А < I_ном = 1000 А;

i_с-ы = 5,08 кА < I _пр.с = 63 кА;

I_п.о= 1,99 кА < I_пр.с=25 кА;

В_к = 2,06 кА²·с < 25² ·2= 1250 кА²·с.

10 кВ кернеу жағына РВЗ-10/400 УЗ жерге қосылған айырғыштарын қабылдаймыз.

Тексереміз:

U_уст = 10 кВ = U_ном=10кВ;

i_с-ы= 12,67 кА < I_{пр. с} = 41 кА;

I_п.о=4,96 кА< I_{пр. с} = 16 кА;

В_к = 12,54 кА²∙с < 16² ·2= 512 кА²∙с.

5.6 Оқшаулатқыштарды таңдау

35 кВ кернеу жағынан - ОНШ-35-10-УХЛ1; F_раз=10кН

U_орн=35 кВ = U_жұм =35 кВ;

ПКТ 101-35-2-843 сақтандырғышын таңдаймыз:

U_орн=35 кВ = U_жұм =35 кВ;

I_рұқ=2∙ I_ном.тр=0,05<I_{номбалқ} = 2А;

10 кВ кернеу жағынан – ОНШ-10-5-1УХЛ1

U_орн=10 кВ = U_жұм =10 кВ;

5.7 Бөлгіштер мен қысқа тұйықтағыштарды таңдау

Қысқа тұйықтағыш – электр тізбегінде жасанды қысқа тұйықталуды тудыратын арнайы коммутациялық аппарат.

Қысқа тұйықтағыштар - қосалқы станцияның қарапайым схемаларында жасанды қысқа тұйықталу жасағаннан кейін зақымдалған трансформатордың қоректендіруші желінің релелік қорғаныс әсерімен сөнуін қамтамасыз ету үшін қолданылады.

Бөлгіш сырт көрінісімен айырғыштан ерекшеленбейді, бірақ онда өшіру үшін арналған пружиналы жетек бар. Бөлгішті қолмен қосады. Бөлгіштердің айырғыштардағыдай бір немесе екі жақты жерлендіруші пышақтары болуы мүмкін. Осындай құрылымдардың кемшілігі - өте ұзақ өшіру уақыты болып табылады (0,4 —0,5с).

Бөлгіштерді төменгі критерилер бойынша таңдаймыз:

- қондырғы кернеуі бойынша: U_орнU_ном;

- ток бойынша: I_қалып I_ном, I_max I_ном;

• құрылымы, қондыру түрі бойынша;

• электр динамикалық беріктілігі бойынша: I_с-ыI_пр.с; I_п.оI_пр.с;

мұндағы I_пр.с - қысқа тұйықталудың шектік тесу тогы (амплитудасы және әсер етуші мәні);

- термиялық беріктілік бойынша

В_к

мұндағы В_к - есептеу бойынша табылатын жылулық импульс, ;

I_тер- термиялық беріктіліктің шекті тогы;

-термиялық беріктілік бойынша шекті токтың ағу ұзақтығы.

Қысқа тұйықтағыштар да дәл осы шарттар бойынша таңдалады, бір ерекшелігі – олар жүктеме тогына тексерілмейді.

КЗ-35 УХЛ1 типті (электр жетегі-ПРК-1У1 типті) қысқа тұйықтағыштан екеуін таңдаймыз:

Тексереміз:

U_орн=35 кВ=U_ном=35 кВ;

I_с-ы= 5,64 кА < I_ПР.С = 51 кА;

I_П.0 = 2,21 кА < I _ПР.С⁼ 20 кА;

В_к= 2,54 кА²·с < 20² ∙2 = 800 кА²·с.

5.8 Кернеуі 10 кВ құрама шиналарын таңдау

Шиналарды ұзақ әсер ету тогы I_рұқ бойынша таңдаймыз: қимасы 50 х 5 мм² алюминий сымды шина - I_рұқ=665/670 А [7].

I_мах=S_{нагр.мах}/(√3∙U_ном.вн);

I_max=513 А

термиялық тұрақтылық бойынша минималды қима:

q_min=√16,9/ 91= 1,43 мм² < q_рұқ=50 х 5 мм²;

Өткізгіштерді термиялық тұрақтылыққа тексеру барысында υ_к.есеп ≤ υ_к.рұқ шарты орындалуы керек [1, 3].

Алюминиден дайындалатын шиналар үшін рұқсат етілетін температура -200^оС. Шинаның қысқа тұйықталу сәтіне дейінгі температурасы+35 ^оС .

[3, 4, 5] әдіске сай қысқа тұйықталу кезінде ток өткізгіш бөліктерінің қызу температурасын анықтау қисықтары бойынша мыналарды табамыз:

А _υк=А _υр+(I_∞/F)²∙t_пр,

мұнда I_∞-үш фазалы қысқа тұйықталу кезіндегі орныққан ток, А;

F-өткізгіштің ауданы,мм²;

t_пр-үш фазалы қ.т. уақыты, с;

А _υр-абсцисса осіндегі қисық ұзындығы.

Осыдан шығатыны: А _υк=300+(11231/960)² ∙0,25=327.

Қисық бойынша есептік температураны анықтаймыз, ол 67 ^оС-ді құрайды.

Яғни, шиналар термиялық тұрақтылық бойынша шартты қанағаттандырады.

Шиналарға әсер ететін f күшін анықтайық [3, 4]:

мұндағы i_с-ы – үш фазалы қ.т. соққы тогы, кА

а – фазалар арасындағы ара-қашықтық, 100 см;

L – аралықтың ұзындығы, 50 см.

Шинаның кедергі моменті:

,

мұндағы h – шинанаың қалыңдығы, 5 см;

b – бір жолақтың қалыңдығы, 0,5 см.

σ_есеп=f·L/10∙W=1,4·50²/10∙2,1=167 Н ,бұл < σ_доп=650 Н.

Каталогтық және есептік берілгендері 5.9-кестеде келтірілген.

5.9- кесте – 10 кВ құрама шиналарын таңдау шарты

10 кВ құрама шиналар 50 х 5
Таңдау шарты	Есептік берілгендер	Каталогты берілгендер
Uорн ≤ Uном	Uорн=10кВ	Uном=10кВ
σесеп≤ σрұқ	σесеп=167 Н	Σрұқ=650 Н
Imax ≤ Iрұқ	Imax =520 А	Iрұқ=670 А
υк.есеп ≤ υк.рұқ	υк.есеп=67 оС	υк.рұқ=200 оС

5.9 Басты тарату подстанциясының өзіндік қажетін қоректендіру схемасы

Басты тарату подстанциясының өзіндік қажет тұтынушылар құрамы қосалқы станцияның типіне, трансформаторлардың қуатына, электр қондырғыларының типтеріне байланысты. Өзіндік қажет тұтынушылар қуаты 380/220 В. Ол қорек көзін төмендеткіш трансформаторлардан алады.

Өзіндік қажет трансформаторлардың қуаты жүктеме және біркелкілік коэффициентін ескеру арқылы өзіндік қажет жүктемелері бойынша таңдалады.

Басты тарату подстанциясында айнымалы оперативті ток қолданылады, сондықтан ТСН-1 және ТСН-2 өзіндік қажет трансформаторлары Т-1, Т-2 негізгі трансформаторлардың кірмелеріне шықпалар арқылы қосылады. Бұл – 10-35 кВ шиналарда кернеудің толық жоғалуы кезінде 10-35 кВ ажыратқыштарымен басқару мүмкіндігін туғызады.

5.9.1 Басты тарату подстанциясының өзіндік қажет жүктемесі

Екі ТМ-60 кВ∙А өзіндік қажет трансформаторын таңдаймыз.

Трансформаторларды қысқа тұйықталудан қорғау үшін сақтандырғыштарды қолданамыз.

Сақтандырғыш – қорғалатын тізбекті ажырату үшін арналған арнайы коммутациялы электрлік аппарат. Сақтандырғыш қорғалатын тізбекке тізбектей қосылады.

Сақтандырғыштарды таңдау келесі жолмен жүргізіледі:

-кернеу бойынша

U_орн £ U_ном:

-сақтандырғыш тогы бойынша

II _max £ I_ном ;

-балқымалы қойылымның номиналды тогы бойынша.

Балқыма қойылымның номиналды тогы – қалыпты режимде және рұқсат етілетін аса жүктемелерде сөндірулер болмайтындай етіп, ал ұзақ аса жүктеме кезінде және қысқа тұйықталуларда тізбек неғұрлым тез ажыратылатындай етіп таңдалады.

Сақтандырғыштың номиналды тогы таңдалған балқыма қойылымның номиналды тогымен келісуі керек.

5.9.2 Басты тарату подстанциясындағы өзіндік қажет трансформаторларын таңдау

Өзіндік қажет трансформаторларының қуаты төмендегі шарттар бойынша таңдалады [3, ]: S_т>S_есеп.

Ең алдымен өзіндік қажет трансформаторларының жүктемесін анықтайды. Жүктеме – күштік трансформаторлардың салқындауынан, ажыратқыштардың электр жетектерінің, бөлгіштердің, қысқа тұйықтағыштардың қызуынан, жабық тарату құрылғыларының, релелік шкафтардың ысуынан, ашық және жабық тарату құрылғыларының, кезекші бөлменің және басқару щитінің жарықтануынан тұрады. Есептік берілгендерді 5.10-кестеге енгізеді.

Қалыпты режим бойынша таңдалған сақтандырғыштар шекті сөндіру тогы бойынша тексеріледі:

I _п.о ³I_сөн , А,

ПКТ 101-10-2-31,543 сақтандырғышын таңдаймыз:

U_орн=10 кВ = U_жұм =10 кВ;

I_рұқ=2∙ I_ном.тр=3,5<I_{номбалқ} = 8А;

I_п,о = 2,16 кА < I_н.сөн= 31,5 кА.

5.10 10 кВ төмен кернеу жағындағы қондырғыны таңдау

10 кВ кернеу жағына TEL сериялы КТҚ (комплектті тарату құрылғысын) орнатамыз.

TEL сериялы КТҚ - нейтралі оқшауланған немесе жерге қосылған тораптарда кернеуі 10 кВ жиілігі 50 және 60 Гц үшфазалы айнымалы токты электр энергиясын қабылдау және тарату үшін арналған.

TEL/КТҚ бөлек компактілі шкафтардан тұрады. Олардың әрқайсысында екіден төртке дейін құрама шиналарға кіретін қосылымдар болуы мүмкін. Негізгі коммутациялық аппарат ретінде ВВ/TEL вакуумды ажыратқышы қолданылады.

TEL сериялы КТҚ –ң айрықша ерекшеліктері:

- шкафтардың габариті мен салмағы;

-зауыттың жоғарғы дайындық сапасы және монтаж жасау қарапайымдылығы;

- жоғары сенімділік;

- пайдалану қауіпсіздігі және қарапайымдылығы;

- 25 жыл бойы жөндеу жұмысын қажет етпейтіндігі.

TEL/КТҚ ғимарат ішінде келесі жағдайларда жұмыс істеу үшін арналған:

• теңіз деңгейінен 1000 м-ге дейінгі биіктікте;

• қоршаған ауа температурасының жоғарғы жұмыс (эффектілі) мәні +-дан аспайды;

• қоршаған ауа температурасының төменгі жұмыс мәні - - ден төмен емес.

Шкафтар арасындағы ара-қашықтық – 35 мм, секциялы топты шкафтардың арасы – 10 мм. TEL/КТҚ ұяшықтарының техникалық берілгендері 8.11-кестеде келтірілген.

5.11 – кесте - TEL/ КТҚ ұяшықтарының техникалық берілгендері

Параметрлердің аталуы	мәндері
Номинал кернеу, кВ	10
Ең үлкен жұмыс кернеуі, кВ	12
Құрама шинаның номиналды тогы, А	400
Негізгі тізбектердің номинал тогы, А	400,630
Термиялық тұрақтылық тогының ағу уақыты, с: негізгі тізбек үшін жерге қосу тізбектері үшін	3 1
Айнымалы токты қосымша тізбектердің номинал кернеуі, В:	220
Қосымша тізбек кернеуінің мүмкін ауытқуы	-15%;+10%

TEL/КТҚ толық қауіпсіздігі коммутациялық операцияның қарапайымдылығы мен көріктілігімен, сондай-ақ оперативті блокировка жүйесімен қамтамасыз етілген.

Пайдалану қауіпсіздігін қамтамасыз ететін құрылымды шешімдер:

- оқшауламалы құрама шиналарды қолдану;

- шкаф бөліктері мен бөлек кабелді қосылымдар арасындағы металл бөгеттерді қолдану;

- жоғары кернеулі және кабелді бөліктер көмкерісінің артқы парақтарын электр доғасы пайда болғанда қызмет көрсетілмейтін аймаққа қысымды лақтыру апатты клапаны ретінде қолдану;

- шкаф фасадтарында кернеудің және кабель фазаларының бар-жоғын тексеру үшін арналған ұяшықтардың болуы.

Коммутациялық операциялардың қарапайымдылығы мен көріктілігі төмендегідей қамтамасыз етіледі:

- вакуумды ажыратқыштар мен айырғыштардың (айырғыш - жерлендіргіш) оригиналды құрылымымен;

- айырғыш контактілерінің орналасуын көзбен бақылау мүмкіндігі;

- ажыратқыштар мен айырғыштардың негізгі контактілерінің орналасуын көрсететін мнемосхеманың болуы.

Блокировка жүйелері оперативті ажыратып-қосу кезінде болатын персоналдың қате іс-әрекеттерін болдырмау мүмкіндігі.

Кабель каналының тереңдігі кабель маркасымен және қимасымен анықталады, алайда ол 1200 мм-ден кем болмауы керек.