--PAGE_BREAK--
4. Описание полной электрической схемы КТП, его устройство и конструкцию.
Трансформаторная подстанция — это электроустановка, предназначенная для преобразования (повышения или понижения) напряжения в сети переменного тока и распределения электроэнергии и состоящая из силовых трансформаторов, распределительного устройства РУ, устройства автоматического управления и защиты, а так же вспомогательных сооружений.
Трехфазное напряжение (10 кВ) от источника или от другой подстанций поступает в высоковольтный выключатель нагрузки, обеспечивающий включение и отключение электрических цепей в различных режимах работы, включая аварийные, например, короткое замыкание (КЗ).
После чего параллельно к линии питания подключают высоковольтные разрядники. Разрядники служат для защиты установки от перенапряжений, возникающих в процессе коммутации и воздействии атмосферных явлений.
При повышении напряжения сверх номинального значения разрядник срабатывает и ограничивает напряжение на фазе установки. Напряжение пробоя разрядника должно быть ниже испытательного напряжения оборудования, благодаря чему сохраняется изоляция установки.
Также предусмотрены предохранители высокого напряжения, служат для защиты цепей от больших токов перегрузки и токов КЗ.
С помощью трансформатора напряжение понижают до 380 В, удобного для использовании приемника. В нашем случаи применена соединение обмоток «звезда / звезда с нулевым проводом».
Автоматические выключатели служат для защиты кабелей, проводов и конечных потребителей от перегрузки и КЗ, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состояний электрической цепи.
После автоматического выключателя, от общей линии отходят три параллельные линий, которые обеспечивают питание уличного освещения и двигателей.
Трансформаторы тока предназначены для измерения и контроля больших токов с использованием стандартных измерительных приборов и устройств автоматического управления и контроля. Вместе с тем трансформатор тока служит для изоляций различной аппаратуры от потенциала сети, в котором производится измерение. Трансформаторы тока включены непосредственно в линию питания двигателей.
Для линии освещения предусмотрены предохранители низкого напряжения, служащий для защиты цепей от больших токов перегрузки и токов КЗ.
На первой линии имеется нагрузка в виде трех двигателей соединенных параллельно относительно лини, на второй линии имеется нагрузка в виде одного двигателя.
5. Выбор кабеля для отходящих линий КТП (кабель низкого напряжения)
По номинальному напряжению и току нагрузки, учитывая, что длительно допустимый ток кабеля должен быть на 20 % больше номинального тока линии.
где a0=1,24; a1=0,62.
Сечение жил, мм2
rуд
xуд
фазных
нулевой
трехжильный
кабель
3*6
-
3,77
0,087
3*10
-
2,25
0,082
3*35
-
6,47
0,061
6. Определение сопротивлений трансформатора и кабелей.
Полное сопротивление трансформатора:
где Uк – напряжения короткого замыкания трансформатора, % (находит по мощности силового трансформатора см. приложение 2); Iном.т – номинальный ток трансформатора, А
Активное сопротивление обмоток трансформатора:
где Pк – активные потери в обмотках трансформатора, Вт на 3 фазы .
Реактивное сопротивление обмоток:
Для расчета сопротивлений кабелей по таблице 2 (см. приложение 2) для выбранного сечения кабеля находят удельное активное сопротивление rуд (мОм/м) и удельное реактивное сопротивление худ (мОм/м)
Сопротивление кабеля:
Полное сопротивление определяется как:
где Xc– приведенное индуктивное сопротивление энергосистемы (находим из заданного соотношения Хс/Хт), Ом, Rпк – переходное сопротивление контактов в местах соединения (принимаем равным 15мОм). Активным сопротивлением системы пренебрегаем.
7. Определение токов короткого замыкания (КЗ).
В месте установки двигателя ток трехфазного КЗ находится как:
двухфазного -
Ток однофазного КЗ в том же месте:
Активные и индуктивные сопротивления, мОм трансформаторов 6(10)/0,4 кВ
Мощность
трансформатора,
кВ*А
uк, %
x1T=x2T
x0T
r1T=r2T
r0T
ZT(1)/3
160
4,5
0,0417
0,367
0,0166
0,1508
16218,7
r1и x1— соответственно активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности трансформатора, Ом, (r1= r1Ти x1= x1Т); а rи xнаходятся как
где r0Ти x0Т— соответственно активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности трансформатора, Ом; r0ки x0к— активное и индуктивное сопротивления кабелей, Ом (r0к= rк и x0к= xк); rн.п и xн.п.— активное и индуктивное сопротивления нулевого проводника, Ом (находится также как и сопротивление кабеля).
8. Определение ударного тока КЗ:
(kуд 0=1; kуд 2=1,15)
9. Проверка условия нормального пуска двигателя:
- в условия легкого пуска двигателя (длительность пуска не превышает 0,5 / 4с)
- в условия тяжелого пуска двигателя (длительность пуска свыше 4 с)
где Iп.дв — пусковой ток двигателя, рассчитываемый как
продолжение
--PAGE_BREAK--
10. Выбор автоматических выключателей.
Выбор автоматических выключателей проводится согласно условиям:
а) величина номинального напряжения должна соответствовать величине номинальному напряжения нагрузки;
б) номинальный ток расцепителя выбирается по номинальному току нагрузки. Выбранный автомат должен быть проверен по ПКС (предельной коммутационной способности).
Тип
Ном ток, А
Ном. напря-жение, В
Число полю-сов
Возможность исполне-ния с расцепи-телем
Ток уставки расце-пителя, А
Предельный ток отключ-ения, кА
Время отклю-чения, с
Габарит-ные размеры, мм
Примеча-ние
А3710Ф- А3730Ф
160-630
380
3
Тепловой и электро-магнит-ный
-
25-50
0,03
225400140
Нетоко-ограниче-вающий с элмаг. и тепловым расцепителем
Автоматический выключатель серии А3000
Автоматический выключатель с электромагнитным расцепителям
Тип
Ном. ток, А
Ном. напряжение, В
Чис-ло полюсов
Кол-во автомат. выкл. контакта
Возможность заказа с тепло-вым расцепителем
Ток уставки, А
Пре-дельный ток откл., кА
Время откл., с
Привод
Габариты
замыкание
размыкание
АСТ-2
25
380
2
-
-
нет
-
-
0,08
электромагнитный
1207595
Если выполняется условие:
Следовательно автоматы серии А3000 и с электромагнитным расцепителям подходят по предельной коммутационной способности.
11.Провека селективности работы выбранных автоматов
Графически подтвердить соблюдение условий селективной работы. Для этого привести на одном графике времятоковые характеристики автоматов и пусковую характеристику двигателя.
См. Приложение 1
12.Проверка термической стойкости выбранных кабелей.
Проверка производится с помощью уравнения:
, если Aqн=0,5·104, Aqк=1,35·104, то
где q— сечение кабеля, мм, Iкз — ток КЗ, А; tк— время КЗ, с; Aqк— значение интеграла, определяющего нагрев проводника при КЗ, А с/мм; т Aqн— значение интеграла при протекании номинального (длительного) тока.
Температура нагрева для номинального режима принимается равной +65 °С. При КЗ допустимая температура принимается равной +150°С для алюминиевого кабеля и +200 °С для медного. Выбрав кабель в соответствии с допустимой температурой (qк и qн), находим значения интегралов Aqк и Aqк с помощью кривых адиабатического нагрева. Воспользовавшись уравнением нагрева определяем время tк, в течение которого кабель может находиться под током Iкз.Сравнить время tкс временем срабатывания выбранных автоматов при КЗ. Если это время меньше tк, то кабели работают с запасом. Если время срабатывания больше tк, то необходимо либо выбрать автомат с меньшим временем срабатывания, либо увеличить сечение кабеля.
13.Выбор измерительных трансформаторов тока (ТТ).
Выбор ТТ проводится согласно условиям:
а) номинальное напряжение ТТ должно соответствовать номинальному напряжению установки;
б) вторичный ток ТТ соответствует номинальному току измерительных приборов (первичный ток ТТ должен быть больше тока линии);
в) класс точности: для щитовых приборов класс точности 3, для измерительных приборов и счетчиков энергии — 0,5 или 1;
г) термическая и динамическая стойкость ТТ должна соответствовать току КЗ, протекающему по первичной обмотке.
Тип транс-форма-тора
Вариант испол-нения
Ном. первич-ный ток, А
3-секунтная термичес-кая стойкость или кратность
Электро-дин. стойкость или кратность
Ном. втор. нагрузка, ВА
Ном. предельная кратность защитной обмотки
Масса, кг
Измери-тельная обмотка
Защит-ная обмотка
ТПЛ-10
0,5/10р
200
-
-
10
15
13
10-19
14. Выбор предохранителя высокого напряжения и низкого напряжения для линии уличного освещения.
Выбор предохранителя высокого напряжения для защиты цепей от больших токов перегрузки и токов КЗ производится согласно следующим условиям:
а) номинальное напряжение предохранителя должно быть равно номинальному напряжению установки U
ном. пр
=
U
ном. установки;
б) номинальный ток предохранителя должен быть равен или больше номинального тока установки I
ном. пр
=
>
I
ном. установки;
в) номинальный ток отключения должен быть равен или больше наибольшего тока КЗ в цепи I
о.ном.
=
I
к.з. наиб.;
г) предохранитель не должен отключаться от пусковых токов двигателей и силовых трансформаторов. Ток отключения предохранителя при времени воздействия 1 с должен быть в два раза больше пускового тока двигателя. Предохранитель не должен отключаться пусковыми токами силовых трансформаторов. Для выбора предохранителей в цепях силовых трансформаторов согласно рекомендациям по эксплуатации пользуются следующей таблицей, а номинальный ток отключения выбирается по наибольшему из расчетных токов КЗ Iкз1 и Iкз2 соответственно до и после силового трансформатора, определяемых как
где kт=Uном1/Uном2– коэффициент трансформации силового трансформатора, Uном1и Uном2. — соответственно первичное и вторичное напряжения силового трансформатора.
Предохранители быстрого действия.
Тип
Ном. ток, А
Ном. напряжение, В
Интегральный квадрата тока, А2с
Предельный ток отключения, кА
Относительное перенапряжение
ПП 61
40-160
380
160
100
1,5
Предохранители типа ПВТ-104
Тип предохранителя
Ном. ток, А
Пред. ток отключения, кА
Габариты, мм
ПР-2-1000
1000
20
586155154
15.Выбор разрядников высокого напряжения.
Разрядники служат для защиты установки от перенапряжений, возникающих в процессе коммутации и воздействии атмосферных явлений.
При повышении напряжения сверх номинального значения разрядник срабатывает и ограничивает напряжение на фазе установки.
Разрядник серии РТВ
Тип исполнения
Наибольшее дополнительное напряжение, кВ (действующее)
Ном. напряжение, В
Ток отключения, кА
Размеры искровых промежутков, мм
Масса, кг
Нижний предел
Верхний предел
Внеш-него
S1
Внутрен-него, S2
РТ-10-2/10У1
12
10000
2
10
15
60
2,32
продолжение
--PAGE_BREAK--