6 Выбор электрических аппаратов

Выбор и расчёт токоведущих частей аппаратов и проводников – важный этап в проектировании электроустановки, от которого в немалой степени зависит надежность её работы.

Аппараты и проводники должны обеспечить выполнение ряда требований:

1. Противостоять кратковременному электродинамическому и тепловому действию токов КЗ;

2. Выдерживать механические нагрузки, а также усилия, возникающие в результате атмосферных воздействий;

3. Длительно проводить рабочие токи без критического повышения температуры.

6.1 Расчёт токов по условиям рабочего и утяжеленного режимов

Значения рабочих токов присоединений необходимы для выбора аппаратов и проводников по рабочему режиму. Рабочий режим делится на нормальный и утяжеленный.

Нормальный режим – режим, предусмотренный планом эксплуатации. При данном режиме все элементы электроустановки функционируют без перегрузок и вынужденных отключений.

Утяжеленный режим – режим при вынужденном отключении части присоединений в связи с проведением профилактических работ или вследствие их повреждения. При этом рабочие токи других присоединений могут заметно увеличится и значительно превышать рабочие токи нормального рабочего режима.

Наибольший рабочий ток в присоединениях генераторов определяется при работе с номинальной мощностью и сниженном на 5% напряжении:

Наибольший рабочий ток трансформатора ТДЦ-80000/220-УХЛ1:

Линии связи с системой 220 кВ нормальный режим:

Линии связи с системой 220 кВ утяжеленный режим:

Рабочий ток в присоединении трансформатора собственных нужд на генераторном напряжении 10,5 кВ:

6.2 Выбор электротехнического оборудования на генераторном напряжении 10,5 кВ

Выключатели и разъединители выбираются по напряжению и току утяжеленного режима и проверяются на термическую и динамическую стойкость.

В качестве коммутационного аппарата на генераторном напряжении принимается вакуумный выключатель серии ВГГ-10, производства концерна «Высоковольтный Союз» г. Екатеринбург. Каталожные данные выключателя представлены в таблице 6.

Таблица 6 – Каталожные данные выключателя ВГГ-10

Тип
ВГ-10	10	12	4	63	63	161	0,05	0,08	3

Проверка по току термической стойкости:

где – ток трехфазного КЗ на выводах генератора;

– собственное время включения выключателя;

– время срабатывания устройств РЗА, равное 0,01 с;

– ток термической стойкости;

– время термической стойкости.

Условие прохождения проверки на термическую стойкость:

Следовательно, выключатель ВГГ-10 прошел проверку на термическую стойкость.

Выполним проверку на динамическую стойкость.

Условие для прохождения проверки на динамическую стойкость:

Далее на генераторное напряжение 10,5 кВ были произведены выбор и проверка разъединителей. Наиболее подходящим разъединителем является РВК-10/2000 производства компании ООО «ЭнергоКомплект» Санкт-Петербург, Россия. Каталожные данные по разъединителю представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Каталожные данные разъединителя РВК-10/2000 УХЛ1

Тип
РВК-10/2000 УХЛ1	10	2	12	16	80	3

Номинальный ток разъединителя должен быть выше максимального рабочего тока.

Необходимое условие выполнено.

Проверка разъединителя на динамическую устойчивость:

Условие по динамической устойчивости выполняется.

Следовательно, разъединитель РВК-10/2000УХЛ1 подходит для установки на Угличской ГЭС.

Выполняем проверку по току термической стойкости по формуле (6.7):

Условие прохождения проверки на термическую стойкость выполняется:

В таблице 8 представлены сводные данные по выбранным генераторным выключателям и разъединителям.

Таблица 8 – Сводная таблица по выбору генераторного выключателя и разъединителя.

Расчётные данные	Каталожные данные
	Выключатель ВГГ-10	Разъединитель РВК-10/2000УХЛ

Для включения в сеть синхронного генератора методом точной автоматической синхронизации, а также для перехода в режим синхронного компенсатора необходим синхронизатор. По каталогу российской компании ООО «АСУ-ВЭИ» выбран микропроцессорный автоматический синхронизатор АС-М3.

Также принимается к установке анализатор АПКЭ-1 производства фирмы «ЮПЗ Промсвязькомплект». Прибор автоматически контролирует основные показатели качества электроэнергии и сопоставляет с нормативными значениями (в соответствии с ГОСТ 13109-97), что позволяет отслеживать отклонения от нормативных параметров, а следовательно - предотвращать аварийные ситуации и существенно сократить эксплуатационные расходы на ремонт оборудования, обеспечив его работоспособность, надежность и долговечность. Данные по приборам представлены в таблице 9.

Таблица 9 – Приборы, устанавливаемые в цепях генераторов

Наименование прибора	Тип прибора	Интерфейс прибора	Класс точности		Потребляемая мощность (В·А)
	В цепи статора:
Анализатор сети	АПКЭ-1	RS485	0,5		8
	В цепи ротора:
Анализатор сети	АПКЭ-1	RS485	0,5		8
Синхронизатор	АС-М3	RS485	0,5		10
						∑ = 26 В·А

На следующем этапе выбираются измерительные трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Для Угличской ГЭС в качестве измерительного трансформатора тока принимается ТЛК-10 предприятия «Самарский трансформатор». Каталожные данные представлены в таблице 10. Проверка трансформатора тока представлена в таблице 11.

Таблица 10 – Каталожные данные трансформатора тока ТЛК-10

Тип		Класс точности		Номинальный ток
		для измерения	для защиты
ТЛК-10	10	0,5	10Р	2000	5

Таблица 11 – Проверка трансформатора тока ТЛК-10

Параметры	Расчётные данные	Данные ТТ по каталогу
	кА	100 кА

Также на сайте предприятия «Самарский трансформатор» был выбран измерительный трансформатор напряжения НИОЛ-10У1. Каталожные данные трансформатора напряжения и проверка представлены в таблицах 12 и 13 соответственно.

Таблица 12 – Каталожные данные трансформатора напряжения НИОЛ-10 У1

Тип		Класс точности		Номинальное напряжение
		для измерения	для защиты
НИОЛ-10	100	0,5	10Р	10 000	120

Таблица 13 – Проверка трансформатора напряжения НИОЛ-10 У1

Параметры	Расчётные данные	Данные ТН по каталогу

Для защиты трансформатора от перенапряжений цепи 13,8кВ устанавливаем со стороны низшего напряжения ОПН-П10/10,5/10 фирмы ЗАО «ЗЭТО». В данном проекте ОПН были выбраны упрощенно только по параметру напряжения. Каталожные данные представлены в приложении.