Выбор и проверка электрооборудования

В качестве распределительного оборудования на РП 10 кВ используем комплектное распределительное устройство серии К-63 производства ОАО «Самарский завод «Электрощит» г. Самара [8]. КРУ серии К-63 предназначено для приёма и распределения трёхфазного электрического тока промышленной частоты на напряжении 10 кВ.

КРУ набирается из ячеек, каждая из которых выполняет свою функцию, например: ячейка отходящего фидера, ячейка трансформатора напряжения, и др. технические характеристики приведены в таблице

Таблица 23. Технические данные и основные параметры КРУ серии К-63

Наименование параметра	Значение параметра
1. Номинальное напряжение (линейное), кВ:	10
2. Наибольшее рабочее напряжение (линейное), кВ:	12
3. Номинальный ток главных цепей ячеек КРУ, А:	630
4. Номинальный ток сборных шин, А:	1000
5. Номинальный ток отключения выключателя, встроенного в КРУ, кА:	16
6. Ток термической стойкости (кратковременный ток) при времени протекания 3с, кА:	20
7. Номинальный ток электродинамической стойкости главных цепей шкафов КРУ, кА:	51

Количество ячеек КРУ, присоединённых к секции шин, должно быть выбрано исходя из следующих потребностей:

- по одной на каждое проектируемое присоединение 10 кВ;

- по одной резервной на каждой секции шин;

- одна с секционным выключателем;

- по одной с измерительным трансформатором напряжения на каждой секции шин;

- по одной с вводным выключателем на каждой секции шин;

- по одной с трансформатором собственных нужд на каждой секции шин.

Произведём проверку ячеек КРУ.

1) расчётный ток в послеаварийном режиме должен быть меньше номинального тока ячейки КРУ (наибольший ток в линии ПТ/СИС-РП):

I_ном > I_{раб.утяж}

630 А>430,5 А

2) значение периодической составляющей тока КЗ должно быть меньше тока термической стойкости ячейки КРУ:

I_терм > I_п0

20 кА>1,9 кА

3) значение ударного тока КЗ должно быть меньше тока динамической стойкости сборных шин КРУ:

i_терм > i_уд

51 кА>4,82 кА

В качестве основных коммутационных аппаратов на вводе применяются вакуумные выключатели с электромагнитным приводом ВВУ-СЭЩ-Э-10 У3 производства ОАО «Самарский завод «Электрощит».

В-выключатель;

В- вакуумный;

У- унифицированный;

10-номинальное напряжение 10 кВ;

УХЛ3-климатическое исполнение и категория размещения

Таблица 24. Проверка выключателя ВВУ-СЭЩ-Э-10 УХЛ3

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Uуст = 10кВ	Uном = 10кВ	Uном £ Uуст
Iраб.утяж = 430,5 А	Iном =1000 А	Iном ³ Iраб.утяж
Iпt = 1,9 кА	Iном,откл = 20кА	Iном,откл ³ Iпt
Iпо =1,9 кА iуд = 4,82кА	Iдин = 20кА iдин = 50кА	Iпо £ Iдин Iу £ iдин
Bк = 0,57 кА2×с		³ Bк

Импульс квадратичного тока:

Выбор выключателей, установленных в линейных ячейках КРУ 10 кВ

Выключатели устанавливаемые в выкатных ячейках.

Токи в аварийном режиме – см. в табл.

Выбор выключателя для ТП1.

Принимаем к установке выключатель ВВУ-СЭЩ-Э-10 УХЛ3

Таблица 25. Проверка выключателя ВВУ-СЭЩ-Э-10 УХЛ3

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ	Uном £ Uуст
Iраб.утяж = 126,9А	Iном =1000 А	Iном ³ Iраб.утяж
Iпt =1,87 кА	Iном,откл = 20 кА	Iном,откл ³ Iпt
Iпо = 1,87 кА iуд = 4,74 кА	Iдин = 20 кА iдин = 50 кА	Iпо £ Iдин Iу £ iдин
Bк = 0,57 кА2×с		³ Bк

Импульс квадратичного тока:

;

Выключатель ВВУ-СЭЩ-Э-10 УХЛ3 проходит по всем условиям.

Аналогичные выключатели выбираем для остальных ТП, высоковольтной нагрузки

В ячейках также установлены трансформаторы тока типа ТОЛ-СЭЩ-10 с номинальным током первичной обмотки, соответствующим расчётному току линии; трансформаторы напряжения НАЛИ-СЭЩ-10, защищённые предохранителями ПКТ-101-10 и ограничителями перенапряжения ОПН-КС/TEL-10. Всё оборудование климатического исполнения УХЛ3.

Производим выбор и проверку оборудования КРУ 10 кВ.

Таблица 26. Выбор оборудования КРУ 10 кВ

Наименование и тип оборудования	Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Трансформатор тока на ввод ТОЛ-СЭЩ-10	Uуст = 10кВ Iраб.утяж = 430,5 А iуд = 4,82 кА	Uном=10 кВ Iном=600 А iдин=50 кА	Uном £ Uуст Iном ³ Iраб.утяж iу £ iдин
Трансформатор напряжения НАЛИ-СЭЩ-10	Uуст = 10кВ	Uном=10 кВ	Uном £ Uуст
Ограничитель перенапряжения ОПН-КС/TEL-10	Uуст = 10кВ	Uном=10 кВ	Uном £ Uуст

Класс точности трансформатора напряжения = 0.2;0.5;1.0;3.0.

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения =50,150,300,600 ВА

В качестве цеховых трансформаторных подстанций выбираем комплектные трансформаторные подстанции производства «Самарский завод «Электрощит» г. Самара.

ТП1 – 2КТПН-400/10/0,4-У3

ТП2 – 2КТПН-1000/10/0,4-У3

ТП3 – 2КТПН-1600/10/0,4-У3

ТП4 – 2КТПН-400/10/0,4-У3

ТП5 – 2КТПН-400/10/0,4-У3

ТП6 – 2КТПН-1000/10/0,4-У3

В качестве силового трансформатора возьмем выбранные ранее трансформаторы марки ТМГ.

Конструкция трансформатора ТМГ:

В трансформаторах ТМГ предусмотрена возможность регулирования напряжения: 5 ступеней с диапазоном регулирования ±2х2,5% от номинального.

Масло в трансформаторах ТМГ не имеет контакта с окружающей средой, что значительно улучшает условия его работы, исключает его увлажнение, окисление и шлакообразование. В сочетании с проведенной дегазацией, масло в герметичном трансформаторе практически не меняет своих свойств в течении всего срока эксплуатации. Трансформаторы ТМГ не нуждаются в профилактических работах и ремонте.

В ячейках КТПН установлены трансформаторы тока типа ТПЛ-10/100-М УХЛ3, выключатель нагрузки ВНА-10/400.

Производим выбор и проверку оборудования.

Результаты выбора и проверки оборудования КТПН 10 кВ сводятся в таблицу.

Таблица 27. Выбор оборудования КТПН на высокой стороне 10 кВ

Наименование и тип оборудования	Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Выключатель нагрузки ВНА-10/400 (с предохранителем)	10кВ 126,9 А Iп.o= 4,74 кА	10 кВ 400 А Iпр.с= 20 кА	Iп.o ≤ Iпр.с

На стороне НН установлены вводные и секционный автоматические воздушные выключатели ВА-СЭЩ-В производства «Самарский завод «Электрощит» г. Самара. Трансформаторы тока НН типа ТШЛ-СЭЩ. Результаты выбора и проверки оборудования КТПН-1 0,4 кВ сводятся в таблицу Значения расчетных токов – табл…. Для примера нагрузка на трансформаторы ТП1 равна Sр =505,4 кВА, тогда протекающий ток будет определяться как Iр=505,4/2*1,73*0,4=365,17 А. Выбираем вводной автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В с номинальным током 400 А с микропроцессорным расцепителем типа S. Аналогично проводим расчет для остальных КТПН

Таблица 28. Результаты выбора и проверки оборудования 2КТПН-1 0,4 кВ

Наименование и тип электрооборудования	Расчетные данные	Технические параметры	Условия выбора
Вводной автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В	0,4 кВ 365,17 А	0,4 кВ 400 А
Секционный автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В	0,4кВ 365,17 А	0,4кВ 400 А
Трансформаторы тока ТШЛ-СЭЩ-0,66 УХЛ3 400/5	0,4кВ 365,17 А 16,33 кА2·с	0,4кВ 400 А 852·3 кА2·с

Результаты выбора и проверки оборудования КТПН-2 0,4 кВ сводятся в таблицу 34.

Таблица 29. Результаты выбора и проверки оборудования 2КТПН-2 0,4 кВ

Наименование и тип электрооборудования	Расчетные данные	Технические параметры	Условия выбора
Вводной автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В	0,4 кВ 1042,2 А	0,4 кВ 1250 А
Секционный автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В	0,4кВ 1042,2 А	0,4кВ 1250А
Трансформаторы тока ТШЛ-СЭЩ-0,66 УХЛ3 1500/5	0,4кВ 1042,2 А 67,32 кА2·с	0,4кВ 1500А 852·3 кА2·с

Таблица 30. Результаты выбора и проверки оборудования 2КТПН-3 0,4 кВ

Наименование и тип электрооборудования	Расчетные данные	Технические параметры	Условия выбора
Вводной автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В	0,4 кВ 1156,06 А	0,4 кВ 1250 А
Секционный автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В	0,4кВ 1156,06 А	0,4кВ 1250А
Трансформаторы тока ТШЛ-СЭЩ-0,66 УХЛ3 1500/5	0,4кВ 1156,06 А 91,35 кА2·с	0,4кВ 1500А 852·3 кА2·с

Таблица 31. Результаты выбора и проверки оборудования 2КТПН-4 0,4 кВ

Наименование и тип электрооборудования	Расчетные данные	Технические параметры	Условия выбора
Вводной автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В	0,4 кВ 425,51 А	0,4 кВ 630А
Секционный автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В	0,4 кВ 425,51 А	0,4 кВ 630 А
Трансформаторы тока ТШЛ-СЭЩ-0,66 У3 500/5	0,4 кВ 425,51 А 66 кА2·с	0,4 кВ 500 А 852·3 кА2·с

Таблица 32. Результаты выбора и проверки оборудования 2КТПН-5 0,4 кВ

Наименование и тип электрооборудования	Расчетные данные	Технические параметры	Условия выбора
Вводной автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В	0,4кВ 411,69 А	0,4кВ 630А
Секционный автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В	0,4кВ 411,69 А	0,4кВ 630А
Трансформаторы тока ТШЛ-СЭЩ-0,66 УХЛ3 500/5	0,4кВ 411,69 А 1,95 кА2·с	0,4кВ 500А 852·3 кА2·с

Таблица 33. Результаты выбора и проверки оборудования 2КТПН-6 0,4 кВ

Наименование и тип электрооборудования	Расчетные данные	Технические параметры	Условия выбора
Вводной автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В	0,4 кВ 1042,41 А	0,4 кВ 1250А
Секционный автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В	0,4 кВ 1042,41 А	0,4 кВ 1250 А
Трансформаторы тока ТШЛ-СЭЩ-0,66 У3 1500/5	0,4 кВ 1042,41 А 1,28 кА2·с	0,4 кВ 1500 А 852·3 кА2·с

Выбор проводников и оборудования напряжением 10 и 0,4кВ.

Электрические аппараты, изоляторы и токоведущие устройства в условиях эксплуатации работают в трех основных режимах: длительном, перегрузки и короткого замыкания.

В длительном режиме надежная работа аппаратов, изоляторов и токоведущих устройств обеспечивается правильным выбором их по номинальному напряжению и току.

В режиме перегрузки надежная работа обеспечивается ограничением значения и длительности повышения напряжения или тока в таких пределах, при которых еще гарантируется нормальная работа электроустановок за счет запаса прочности.

В режиме К.З. надежная работа обеспечивается соответствием выбранных параметров устройств условием термической и электродинамической стойкости.

Для выключателей, предохранителей и выключателей нагрузки добавляется условие выбора их по отключающей способности.

При выборе аппаратов и проводников для первичных цепей электроустановок должны учитываться: прочность изоляции, необходимой для надёжной работы в длительном режиме и при кратковременных перенапряжениях, допустимый нагрев токами в длительных режимах, стойкость в режиме короткого замыкания (К3), соответствие окружающей среде и роду установки, достаточная механическая прочность, допустимые потери напряжения в нормальном и аварийных режимах.

Выбор проводников 10 кВ:

1. Выбор проводников по экономической плотности тока осуществлен и представлен в таблице

2. Проверка по длительно-допустимому току

3. Проверка на термическую стойкость.

Производим проверку на термическое действие токов КЗ по минимальной площади сечения:

_{Интеграл Джоуля:}

_{Производим проверку для остальных кабелей аналогично. Расчет сводим в таблицу}

_{Таблица} 34. Выбор кабелей 10 кВ

Кабель:	Марка	Fэк, мм2		Выбираем кабель
РП – ТП1	АПвП	50	16	АПвП-2х50/16-10
РП – ТП2	АПвП	50	16	АПвП-2х50/16-10
РП – ТП3	АПвП	50	16	АПвП-2х50/16-10
РП – ТП4	АПвП	50	16	АПвП-2х50/16-10
РП – ТП6	АПвП	50	16	АПвП-2х50/16-10
ТП6 - ТП5	АПвП	50	16	АПвП-2х50/16-10

Проверку кабельных линий 0,4 кВ не выполняем (табл. 14).