Реконструкция подстанции 110/10 кВ Волгинская

 

 

 

 Таблица 3.5

Выбор высоковольтных выключателей

ВМТ-110Б/1000УХЛ1
Условие выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
	110 кВ	110 кВ
	75,1 А	1000 А
	8,4 кА	20 кА
	20,2 кА	52 кА
	5,2 кА2с	1200 кА2с
	Iк=8,4 кА	Iпр.скв.=20 кА
ВБКЭ-10-20/1600УХЛ (для вводных и межсекционных выключателей)
	10 кВ	10 кВ
	825,6 А	1600 А
	15,3 кА	20 кА
	38,9 кА	52 кА
	22,4 кА2с	1200 кА2с
	Iк=15,3 кА	Iпр.скв.=20 кА
ВБКЭ-10-20/630УХЛ (на присоединение)
	10 кВ	10 кВ
	272 А	630 А
	15,3 кА	20 кА
	38,9 кА	52 кА
	22,4 кА2с	1200 кА2с
	Iк=15,3 кА	Iпр.скв.=20 кА

 

 

3.5  Выбор  разъединителей

Выбор разъединителей производится [14]:

• по напряжению;
• по току;
• по конструкции, роду установки;
• по электродинамической устойчивости;
• по термической устойчивости.

Результаты выбора разъединителей сведены в табл. 3.6

Таблица 3.6

РНДЗ 1-110/1000ХЛ
Условие выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
1.	110 кВ	110 кВ
	Iраб.макс=75,1 А	1000 А
	iу=20,2 кА	80 кА
4.	Bк=5,2 кА2с	3969 кА2с

Разъединители не проверяют на коммутационную способность при коротких замыканиях, поскольку они не предназначены  для работы в таком режиме.

 

3.6 Выбор ячеек  КРУ – 10 кВ

При напряжении 10 кВ в настоящее  время наибольшее распространение получили комплектные распределительные устройства (КРУ) с вакуумными выключателями, благодаря своим достоинствам:

• высокая износостойкость при коммутации номинальных токов и номинальных токов отключения;
• резкое снижение эксплутационных затрат;
• полная взрыво и пожаробезопасность и возможность работы в агрессивных средах;
• широкий диапазон температур, в котором возможна работа вакуумной дугогасительной камеры;
• повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам вследствие малой массы и компактной конструкции аппарата;
• произвольное рабочее положение и малые габариты, что позволяет создавать различные компоновки распределительных устройств (РУ);
• бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные малыми выделениями энергии в дуге и отсутствие выброса масла, газов при отключении КЗ;
• отсутствие загрязнений окружающей среды;
• высокая надёжность и безопасность эксплуатации, сокращение времени на монтаж.

К недостаткам относится повышенный уровень коммутационных перенапряжений, что требуют применения специальных технических средств и высокая цена.

В качестве распределительного устройства 10 кВ целесообразно применить закрытое КРУ заводского изготовления, состоящего из отдельных ячеек различного назначения.

Для комплектования КРУН-10 кВ выберем малогабаритные ячейки К-59, изготовляемые самарским заводом «Электрощит». Данные ячейки отвечают современным требованиям эксплуатации, имеют выкатные тележки с вакуумными выключателями, безопасный доступ к любому элементу КРУ-10.

В составе КРУ сери К-59 входят вакуумные выключатели типа ВБЭ–10–20/1600 с электромагнитным приводом, трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, разрядники, заземляющие ножи, сборные и соединительные шины, опорные и переходные изоляторы.

3.7. Выбор измерительных  трансформаторов

3.7.1. Трансформаторы тока

Трансформатор тока (ТТ) предназначен для уменьшения первичного тока до величин, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения [24].

Выбор ТТ при проектировании РУ заключается в выборе типа трансформатора, определении ожидаемой нагрузки и сопоставлении её с номинальной, проверке на электродинамическую и термическую стойкость. Класс точности намечают в соответствии с назначением трансформатора тока: класс точности 0,5 – применяем для присоединения счётчиков денежного расчёта; класса 1 – для всех технических измерительных приборов; класса 3 и 10 – для релейной защиты [21].

Контроль за режимом работы подстанции осуществляем с помощью контрольно-измерительных приборов: вольтметра, ваттметра, варметра, счётчиков активной и реактивной энергии. Выбор и сравнение трансформаторов тока приведён в табл. 3.7.

Таблица 3.7

Выбор и проверка трансформаторов  тока

ТФЗМ – 110Б-1
Условие выбора и проверки	Расчётные данные	Каталожные данные
	110 кВ	110 кВ
	75,1А	300 А
	Bк=5,2 кА2с	2187 Ка2с
	iу=20,2 кА	62 кА
ТШЛ-10
	10 кВ	10 кВ
	825,6А	1500 А

Продолжение табл. 3.7

	Bк=22,4 кА2с	2187 Ка2с
	iу=38,9 кА	69 кА
ТПЛ-10
	10 кВ	10 кВ
	272А	400 А
	Bк=22,4 кА2с	3675 Ка2с
	iу=38,9 кА	66 кА

 

Для проверки трансформаторов тока по вторичной загрузки, пользуясь  каталожными данными приборов, определяем нагрузку по фазам (табл. 3.8. ).

Из табл. 3.8. видно, что наиболее загружены трансформаторы тока фаз  А и С. Производим проверку по вторичной  нагрузке трансформаторов тока ТФЗМ 110Б-1. Общее сопротивление приборов

 Ом.

Таблица 3.8

Прибор	Тип	Нагрузка, В·А
		Фаза А	Фаза В	Фаза С
Амперметр	Э365	0,1	0,1	0,1
Ваттметр	Д365	1,5	-	1,5
Варметр	Д365	2,5	-	2,5
Счётчик активной энергии	СА4У-И670(3)	2,5	2,5	2,5

 

Продолжение табл. 3.8

Счётчик реактивной энергии	СР4У-И670(3)	2,5	2,5	2,5
РЗиА		5	5	5
Итого		14,1	10,1	14,1

 

Из табл. 3.8. видно, что наиболее загружены трансформаторы тока фаз  А и С.

Производим проверку по вторичной  нагрузке трансформаторов тока ТШЛ-10. Общее сопротивление приборов

 Ом.

Вторичная номинальная нагрузка трансформатора тока в классе точности 0,5 составляет 0,8 Ом. Сопротивление контактов принимаем 0,1, тогда сопротивление проводов

 Ом.

Проверка трансформаторов тока на 110 и 10 кВ сведена в табл. 3.9.

 

 

Таблица 3.9

Тип ТТ	, А	, Ом	, Ом
ТШЛ-10	25	0,564	0,136
ТФЗМ-110Б-1	25	0,564	0,136
ТШЛП-10	25	0,564	0,136

 

3.7.2. Трансформаторы напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения (ТН) предназначены для преобразования напряжения до значения, удобного для измерения. Трансформаторы, предназначенные для присоединения счётчиков, должны отвечать классу точности 0,5. Для присоединения щитовых измерительных приборов используют трансформаторы классов 1,0 и 3,0; для релейной защиты – 0,5, 1,0 и 3,0.

Трансформаторы напряжения выбирают [21]:

по напряжению

;                 (3.22)

по конструкции и схеме соединения обмоток;

по  классу точности;

по  вторичной нагрузке

,           (3.23)

где  - номинальная мощность в выбранном классе точности;

- нагрузка всех измерительных  приборов и реле, присоединённых  к трансформатору напряжения, В·А

.      (3.24)

Для ОРУ 110 кВ выбираем трансформатор  напряжения типа НКФ-110-83. Подсчёт нагрузки производим в табл. 3.10.

 

 

 

 

Таблица 3.10

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Прибор	Тип	Потр. мощн-ость			Кол-во приб.	Суммарная мощность SS
						0,3 3 5   7,5   7,5     5
Вольтметр Ваттметр Варметр Счётчик активной энергии Счётчик реактивной энергии РзиА	Э365 Д365 Д335/1 СА4У-И670(3) СР4У-И670(3)	0,1 1,5 2,5   2,5   2,5     5	1 1 0,38   0,38   0,38     1	0 0 0,925   0,925   0,925     0	3 2 2   3   3

 

 

Рассмотрим выбор трансформатора на U=110 кВ:

Рассмотрим выбор трансформатора на U=10 кВ:

S_ном=120ВА>25,6ВА

 

Выбор трансформаторов напряжения сведён в табл. 3.11

 

 

Таблица 3.11

Тип ТН	, В·А	, В·А
НТМИ-10	25,6	120
НКФ-110-83	25,6	400

Таким образом, трансформаторы будут  работать в выбранном классе точности.

3.8  Выбор гибкого  токопровода

Выберем токопровод, по которому электроэнергия передается от трансформатора 110/10 кВ в  КРУН – 10 кВ [14].

1. Определим экономически выгодное сечение токопровода (материал – алюминий):

   (3.25)

где  i_эк – экономическая плотность тока (для зоны Западной Сибири i_эк =1,3 А/мм²);

I_раб – рабочий ток нормального режима.

   (3.26)

где I_расч – расчетное значение тока.

=825,6 А

=412,8 А

= 317,5 мм²

Выбираем токопровод 2АС-150.

2. Условие выбора по продолжительному нагреву:

   (3.27)

где I_{раб.утяж}. – максимальный рабочий ток токопровода.

   (3.28)

где I_т – максимальное допустимое значение тока для проводника по ПУЭ;

к₁ – коэффициент, учитывающий фактическую температуру окружающей среды;

к₅ – коэффициент, учитывающий фактическое рабочее напряжение.

Выберем в качестве проводника АС-150.

I_т =450 А

к₁ =1

к₅ =1,05

 А

 А

Пусть на каждую фазу токопровода  идут  линии АС – 150, таким образом  токопровод будет представлять собой  линию 2АС-150.

 А

3. Проверка по электродинамической стойкости:

Для обеспечения электродинамической  стойкости шинопровода при токах  короткого замыкания расчетное  напряжение не должно превосходить допустимого  напряжения s_доп.

    (3.29)

Для алюминия  s_доп.=70 мПа.

Так как в нашем случае на каждую фазу идет две линии, то возникают электродинамические  силы двух видов: усилие от взаимодействия токов различных фаз и усилие от взаимодействия токов в проводниках  одной фазы.