--PAGE_BREAK--
Изоляция электрических аппаратов и кабелей должна соответствовать номинальному напряжению установки Uу, для чего должно быть выполнено условие Uу≤ Uном, где
Uном– номинальное напряжение аппарата или кабеля.
6. Выбор электрооборудования высшего напряжения
6.1. Выбор выключателя
Выбор выключателя Q
2в цепи силового трансформатора Т1 мощностью 4 мВА с учётом 30 % перегрузки.
В нормальном рабочем режиме через выключатель протекает ток
Определяем расчётный ток утяжелённого режима:
Расчётным током КЗ является ток на шинах высшего напряжения в точке К-1.
Выключатели распределительных устройств напряжением 35 кВ и выше выбираются обычно однотипными для всех цепей данного распределительного устройства и проверяются по наиболее тяжёлым условиям КЗ. К установке принимаем выключатель маломасляный трёхполюсный типа ВМ-35-12,5/630 с собственным временем отключения tсв= 0,05 с. Привод к выключателю пружинный типа ППК-2300. Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:
Iпt= Iп0= 0,72 кА (удалённое КЗ).
Расчётное время:
τ = tз,min+ tсв= 0,01+0,05=0,06 с.
Апериодическая составляющая тока КЗ для ветви от энергосистемы:
,
,
Где Та = 0,02, е = 2,7 — натуральное число.
Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времени τ
,
Где = 0,1 для τ = 0,06 с.
Тепловой импульс, выделяемый током КЗ:
,
,
Где tотк= tр.з + tс.в = 0.1 + 0,08 = 0,18 с ;
Tа= 0,02 (табл. 2 методические указания);
tр.з – время действия основной защиты трансформатора равное 0,1 с;
tс.в – полное время отключения ВМ-35-12,5/630, равное 0,08 с.
Все расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 3.
Выбираем по каталогу или справочнику разъединитель типа РНДЗ-2-35/630.
Таблица 3.
Расчётные данные
Каталожные данные
Выключатель
ВМ-35-12,5/630
Разъединитель
РНДЗ-2-35/630
Uуст= 35 кВ
Uном= 35 кВ
Uном= 35 кВ
Iраб.утяж = 85 А
Iном= 630 А
Iном= 630 А
Iп,τ = 0,72 кА
Iотк= 12,5 кА
-
iа,τ = 0,05 кА
iа, ном = 1,76 кА
-
Iп,0 = 0,72 кА
Iпр.с = 12,5 кА
-
Как видно из таблицы 3. все каталожные данные больше или равны расчетным параметрам. Следовательно, выключатель ВМ-35-12,5/630 в цепи силового трансформатора выбран правильно.
6.2. Выбор разъединителя
Выбор разъединителя QS
4в цепи трансформатора собственных нужд мощностью Sн= 25 кВА.
Разъединитель выбирается:
— по номинальному напряжению – Uуст≤ Uном;
— по номинальному длительному току – Iраб.утяж ≤ Iном
;
— по конструкции. Разъединитель QS
4должен быть наружной установки.
Предварительно выбираем РЛНД-1-10/200. Это разъединитель линейный, наружной установки, двухколонковый, с одним заземляющим ножом, на Uн= 10 кВ, Iном= 200 А (с медными ножами).
Проверяем по электродинамической стойкости или по предельному сквозному току:
2,5 кА
= 2,5 кА
= 20 кА
Таким образом, выбранный разъединитель РЛНД-1-10/200 удовлетворяет расчётным и каталожным данным и принимается к установке.
6.3. Выбор трансформатора тока
Выбор трансформатора тока ТА1, он устанавливается в ОРУ-35 кВ в цепи силового трансформатора и предназначен для устройств релейной защиты, измерений электрических величин (тока, активной и реактивной мощности, для измерения активной и реактивной энергии).
Поэтому предусматривается трансформатор тока на номинальное напряжение 35 кВ в открытых распределительных устройствах (наружной установки) типа ТФМ- 35-II-У1 (трансформатор тока, с фарфоровой покрышкой, для защит).
Сравнение расчётных и каталожных данных заносим в таблицу 4.
Таблица 4.
Условия выбора и проверки трансформатора тока
Расчётные величины
Каталожные данные
Uуст≤ Uном
35кВ
35 кВ
;1,2*85 = 102 А
102 А
150 А
1.83кА
63кА
tотк= tр.з + tс.в = 0.1 + 0,08 = 0,18 с ;
Tа= 0,02
Таким образом выбираем трансформатор тока в цепи силового трансформатора с высокой стороны ТФМ-35-II-У1 (однофазный масляный трансформатор тока серии ТФМ наружной установки предназначен для питания электрических измерительных приборов и защитных устройств в электросетях переменного тока 35 и 110 кВ, для использования в системах защиты электрооборудования классов напряжения до 500 кВ и выше)
Проверка трансформатора тока на вторичную нагрузку S2≤ Sномв курсовой работе не производится.
6.4. Выбор трансформатора напряжения TV1
Трансформатор напряжения TV
1 устанавливается в открытом распределительном устройстве ОРУ-35 кВ, следовательно, TV
1должен быть для наружной установки. Выбираем TV
1:
— по номинальному напряжению – Uуст≤ Uномпринимаем Uном= 35 кВ;
— по конструкции (наружной установки) и схеме соединения обмоток. Принимаем три однофазных трансформатора напряжения типа ЗНОМ-35-65У1, соединённых с первичной стороны в звезду с заземлённой нейтралью;
— по классу точности кл. 0,5;
— по вторичной нагрузке - не проверяем, так как в ОРУ-35 кВ первой и второй секциях шин 35 кВ только лишь по одному присоединению (Т1 и Т2).
Таким образом принимаем к установке TV
1и TV
2трансформаторы напряжения типа ЗНОМ-35-65У1
= 150 ВА (для класса точности 0,5);
= 250 ВА (для класса точности 1,0).
Трансформатор напряжения ЗНОМ-35-65У1 удовлетворяет условиям выбора и принимается к установке.
6.5. Выбор разрядников (ограничителей перенапряжения)
Высоковольтные разрядники (ограничители перенапряжения) выбираются:
— по номинальному напряжению – Uуст≤ Uном;
— по конструктивному исполнению (для закрытых или открытых установок).
FV
1– выбираем ОПН-35 УХЛ1, т.к ограничители перенапряжения более современны чем РВС-35 (разрядник вентильный, стационарный на U=35 кВ)
FV
3,
FV
5 – выбираем ОПН-6 УХЛ1 либо РТВ-6 (разрядник трубчатый винилопластиковый на U=6 кВ)
7. Выбор электрооборудования низкого напряжения распределительного устройства
7.1. Выбор выключателей вводного, секционного и линейного наиболее загруженной линии
1) Выбор трансформаторного выключателя с низкой стороны – 6 кВ (Q
3) по следующим условиям:
— по номинальному напряжению – Uуст≤ Uномпринимаем Uном= 6 кВ;
— по номинальному току – Iраб.утяж ≤ Iном.
Определяем:
с учётом 30 % перегрузки силового трансформатора.
Предварительно намечаем к установке в РУ вакуумных выключателей отечественного производства типа ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3, у этого выключателя Iном= 630 А;
Iутяж≤Iном
500
Привод электромагнитный, собственное время отключения выключателя tс.в =0,018 с;
расчётное время τ = tз. min+ tс.в= 0,01+0,018=0,028 с.
Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:
Iп,τ= Iп,0 = 2,5 (кА)
Апериодическая составляющая тока КЗ:
Где Та = 0,01, е = 2,7 — натуральное число
Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времени τ.
,
Где = 0,48, для τ = 0,028 с.
Проверяем выключатель на электродинамическую стойкость:
Тепловой импульс, выделяемый током КЗ:
Здесь tотк= tр.з + t
С.В= 0.1 + 0,35 = 0,45 с
t
С.В= 0,35 с полное время отключения ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3 (выключатель вакуумный трёхполюсный с электромагнитным приводом)
Все расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 5.
Таблица 5.
Расчётные данные
Каталожные данные
Выключатель
ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3
Uуст= 6 кВ
Uном= 6 кВ
Iраб.утяж = 500 А
Iном= 630 А
Iп,τ = 2,5 кА
Iотк= 12,5 кА
iа,τ = 0,2 кА
iа, ном = 8,5 кА
Iп,0 = 2,5 кА
Iпр.с = 12,5 кА
Как видно из таблицы 5. все каталожные данные больше или равны расчетным параметрам. Следовательно, вакуумный выключатель в цепи трансформатора 4 т.кВА ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3 выбран правильно.
2) Выбор секционного выключателя QB
1по следующим показателям:
— по номинальному напряжению – Uуст≤ Uномпринимаем Uном= 6 кВ;
— по номинальному току – Iраб.утяж ≤ Iном.
Определяем ток при подключении секции к трансформатору, мощность подключаемая к секционному выключателю будет равна загрузке Т1 (Т2) в рабочем режиме, т.е. 0,6 продолжение
--PAGE_BREAK--Sн тр-ра, поэтому:
Предварительно намечаем к установке в РУ-10 вакуумный выключатель ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3, у этого выключателя Iном= 630 А,
Iутяж≤Iном
231
Привод электромагнитный, собственное время отключения выключателя tс.в= 0,018 с
расчётное время τ = tз.min+ tс.в= 0.5 + 0.018 = 0.518 c
tз.min= 0,5 с (для секционного выключателя).
Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:
Iп,τ= Iп,0 = 2,5 (кА)
Апериодическая составляющая тока КЗ:
Где Та = 0,05 с., е=2,7- натуральное число
Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времениτ. При τ ≥ 70 мс, β = 0:
.
Проверяем выключатель на электродинамическую стойкость:
Тепловой импульс, выделяемый током КЗ:
Здесь tотк= tр.з + t
С, В= 0,5 + 0,35 = 0,85 с
t
С.В= 0,35 с полное время отключения ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3.
Вакуумные выключатели типа ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в промышленных и сетевых установках, в сетях трехфазного переменного тока с изолированной или заземленной через дугогасительный реактор нейтралью частоты 50 и (60 Гц), на номинальное напряжение до 12 кВ. Вакуумный выключатель устанавливаются в КРУ (типа КРУЭ-10, КРУЭП-10, ПП-10-6/630 ХЛ1) экскаваторов, нефтебуровых установок, передвижных электростанций и переключательных пунктов.
Все расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 6.
Таблица 6.
Расчётные данные
Каталожные данные
Выключатель
ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3
Uуст= 6 кВ
Uном= 6 кВ
Iраб.утяж = 231 А
Iном= 630 А
Iп,τ = 2,5 кА
Iотк= 12,5 кА
Секционный выключатель выбран правильно, расчётные параметры соответствуют каталожным данным.
3) Выбор линейного выключателя наиболее загруженной линии (Q7) по следующим показателям:
— по номинальному напряжению – Uуст≤ Uномпринимаем Uном= 6 кВ;
— по номинальному току – Iраб.утяж ≤ Iном.
Определяем:
,
Где – задано в варианте курсовой работы. = 4 мВА.
Предварительно намечаем к установке в РУ-6кВ для наиболее загруженной линии вакуумный выключатель ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3,
Iутяж≤Iном
385 А
Привод электромагнитный, собственное время отключения выключателя tс.в =0,018 с;
расчётное время τ = tз. min+ tс.в= 0,01+0,018=0,028 с,
tз.min=0,01 с (так как на кабельных и воздушных линиях устанавливается токовая отсечка).
Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:
Iп,τ= Iп,0 = 2,5 (кА)
Апериодическая составляющая тока КЗ:
Где Та = 0,05 с., е=2,7- натуральное число
Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времени τ.
,
Где =0,48 для τ = 0,028 с.
Проверка по отключающей способности производится по полному току КЗ:
Проверяем это неравенство:
3,74 кА
Проверяем выключатель на электродинамическую стойкость:
Тепловой импульс, выделяемый током КЗ:
Здесь tотк= tр.з + t
С.В= 0,1 + 0,04 = 0,14 с
t
С.В = 0,04 с собственное время отключения ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3.
Все расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 7.
Таблица 7
Расчётные данные
Каталожные данные
Выключатель
ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3
Uуст= 6 кВ
Uном= 6 кВ
Iраб.утяж = 385 А
Iном= 630 А
Iп,τ = 2,5 кА
Iотк= 12,5 кА
= 0,2 кА
Iп,0 = 2,5 кА
Из таблицы 7. следует, что линейный выключатель для наиболее загруженной линии выбран правильно, все расчётные данные соответствуют каталожным данным выключателя ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3.
Распределительное устройство принимается из шкафов КРУ серии К-XII. Разъединители в КРУ встроенные, втычного типа. Завод-изготовитель гарантирует им необходимые параметры для работы с ВВТЭ. Проверка их не производится.
7.2. Выбор кабеля для наиболее загруженной линии
Силовые кабели высокого напряжения выбираются:
— по номинальному напряжению – Uуст≤ Uном.
Сечение кабеля выбирается из условия экономической плотности тока, числа кабелей в одном потоке, траншее, эстакаде и времени использования максимальной нагрузки Тmaxв году по формуле:
(мм2), где
(А);
= 1,7 А/мм2 (при Тmax= 4500 часов/год) для кабеля с алюминиевыми жилами.
Принимаем кабель сечением S= 240 мм2.
Марка кабеля АПВБ-6-3х240 (кабель с алюминиевыми жилами из полиэтилена, оболочка из поливинилхлоридного пластика, броня из двух стальных лент).
7.3. Выбор трансформатора напряжения TV3
Трансформатор напряжения на сборных шинах 6 кВ предназначен для питания параллельных катушек измерительных приборов и для контроля изоляции в сетях с малыми токами замыкания на землю, поэтому целесообразно использовать трансформатор напряжения типа НТМИ-6. Трансформатор напряжения устанавливается на каждой секции сборных шин 6 кВ и к нему подключаются только измерительные приборы всех присоединений секции (число линий = 4, плюс присоединение силового трансформатора, итого 5 присоединений), а также приборы контроля изоляции сети 6 кВ.
Согласно однолинейной схемы ГПП-35/6 кВ к TV3 подключаются:
Таблица 8
Прибор
Тип
Потребляемая мощность катушки (ВА)
Число катушек
cos φ
sin φ
Число приборов
Вольтметр
Э-377
2,0
1
1
2
4
Ваттметр
Д-335
1,5
2
1
1
3
Счётчик активной энергии
И-675
3
2
0,38
0,925
5
11
30
Счётчик реактивной энергии
И-673
3
2
0,38
0,925
5
11
30
Итого
29
60
Вторичная нагрузка
.
Выбранный трансформатор напряжения НТМИ-6 имеет номинальную мощность в классе 0,5 ( = 75 ВА). Таким образом,
67 ВА
При такой схеме TV
3будет работать в выбранном классе точности
7.4. Выбор трансформаторов тока в цепи силового трансформатора с низкой стороны
Трансформатор тока ТА3 устанавливается в комплектных распределительных устройствах (КРУ) типа К-XII, или К-XXVIили им аналогичным ТОЛК-6-600/5
Определяем первичный номинальный ток ТА3.
Принимаем = 600 А.
Сравнение расчётных и каталожных данных заносим в таблицу 9.
Таблица 9
Условия выбора и проверки трансформатора тока
Расчётные величины
Каталожные данные
ТОЛК-6-600/5
Uуст≤ Uном
6 кВ
6 кВ
600 А
600 А
6,4 кА
26 кА
tотк= tр.з + tс.в = 0.1 + 0,35 = 0,45 с ;
Tа= 0,01
tт=1 с, К=10
продолжение
--PAGE_BREAK--