Реконструкция подстанции 110/6 кВТ

7 Сравнение  технических характеристик вакуумных  выключателей разных марок

Подстанция «Байдарка» была спроектирована и построена в 1970 году. С тех пор на ней периодически проводились капитальные и текущие ремонты с определенными интервалами, проверкой защит и высоковольтными испытаниями оборудования. Запасные части менялись лишь в том случае, если в этом нужна была крайняя необходимость. 

В 1990 году была проведена  реконструкция открытого распределительного устройства 35кВ (ОРУ-35). Она заключалась  в том, что вместо установленных  отделителей (ОД) и короткозамыкателей (КЗ) на стороне 35 кВ, на обеих секциях  были установлены масляные выключатели 35кВ (МВ) марки ВТ. Это было вызвано тем, что требовалась надежность в энергоснабжении, к тому же при постановке трансформатора под напряжение, приходилось это делать разъединителем, что при мощности трансформатора 6300 ква не всегда бывает безопасным. Так же по циркулярам «Костромаэнерго» ремонт отделителей и короткозамыкателей нужно проводить с периодичностью 2 раза в год.

На стороне 6 кВ с момента постройки было установлено  комплектное распределительное  устройство наружной установки 6 кВ (КРУН) серии КРН-III-10 c масляными выключатели 6кВ марки ВМГ-133 с пружинными приводами марки ПП-61.

В сетях защиты, сигнализации и автоматики так же никакой реконструкции не проводилось. Это все говорит от том, что  необходимо заменить морально и физически  устаревшее оборудование, к тому же выработавшее свой нормативный срок. Поэтому принимаем решение, при реконструкции КРН-6 кВ старое оборудование заменять полностью и менять его на новое, с установкой комплектного распределительного устройства наружной установки напряжением 6 кВ с вакуумными выключателями.

Выбор в пользу вакуумных выключателей объясняется  тем, что в современной энергетике они имеют широкое применение и зарекомендовали себя как надежное и долговечное оборудование. Кроме  того, они имеют ряд преимуществ перед масляными выключателями, а в частности: полная взрыво и пожаробезопасность; возможность осуществления сверхбыстродействия и применения для работы в любых циклах АПВ; надежное отключение емкостных токов холостых линий; малая масса; малые размеры; относительно малая мощность привода; легкая замена дугогасительной камеры; простота эксплуатации.

Сейчас наша промышленность выпускает достаточно различных вакуумных выключателей различных марок и серий. Принцип  работы у них одинаковый, отличаются они, лишь конструктивным исполнением и каждый из них имеет свои преимущества.

В данном дипломном  проекте приводится сравнение вакуумных  выключателей двух заводов изготовителей, сравнивая их технические характеристики, и особенности и обосновываем свой выбор одного из них.

Для сравнения  возьмем вакуумные выключатели  промышленной группы ООО РК «Таврида электрик» марки ВВ/ТЕL-10-20/1000У2 [3] и группы компаний «Электрощит» ТМ Самара марки ВБУ-10-20/1000У2. [4]

Оба эти вакуумных  выключателя предназначены для  эксплуатации в сетях трех фазного переменного тока частотой 50 Герц, номинальным напряжением 6-10 кВ с изолированной и компенсированной нейтралью в нормальных и аварийных режимах.

Вакуумный выключатель  марки ВВ/ТЕL-10-20/1000У2

ВВ - выключатель  вакуумный

ТЕL – фирменная марка выключателя

10 – номинальное  напряжение, кВ

20 – номинальный  ток отключения, кА

1000 – номинальный  ток, А

У – климатическое  исполнение

2 – категория  размещения

Вакуумный выключатель  ВВ/TEL применяют в ячейках КРУ  внутренней и наружной установки, а также в камерах КСО, как при новом строительстве, так и при замене выключателей прежних лет выпуска. В основе конструктивного решения выключателя лежит использование по фазных электромагнитных приводов с «магнитной защелкой» механически связанных с валом. Параллельно соединенные катушки электромагнитных приводов фаз выключателя при выполнении команд подключаются к предварительно заряженным конденсаторам в блоках управления такая конструкция позволяет достичь следующих основных отличительных особенностей вакуумных выключателей ВВ/ТЕL:

- высокий коммутационный  и механический ресурс.

-отсутствие  необходимости в проведении текущих,  средних и капитальных ремонтов

- питание от  сети постоянного, выпрямленного  и переменного и переменного  оперативного тока в широком диапазоне напряжений.

-малое потребление  мощности по цепям оперативного  питания.

-высокое быстродействие  при включении и отключении.

-возможность  отключения при потере оперативного  питания.

-совместимость  с любыми существующими типами  ячеек КРУ и КСО.

- допускается  работа в любом пространственном  положении.

-малые габариты  и вес.

- все вакуумные  выключатели серии ВВ/ТЕL полностью  испытаны на соответствование  требований российских стандартов  и имеют сертификаты соответствия  системы ГОСТ.

Вакуумный выключатель ВБУЭ(П)3 – 10 – 20/1000У2

В – выключатель.

Б – вакуумный.

У – унифицированный.

Э (П) – тип  привода электромагнитный «Э», пружинно – моторный «П».

3 – номер  варианта конструктивного исполнения.

10 – номинальное  напряжение, кВ.

20 – номинальный  ток отключения, кА.

1000 – номинальный  ток.

У – вид климатического исполнения.

2 – категория  размещения по ГОСТ 15150.

Вакуумный выключатель  ВБУ изготавливаются с двумя  типами приводов, пружинно – моторными  и электромагнитными. У каждого  привода есть достоинства и недостатки. Если анализировать мировой опыт, в распределительных электрических сетях установлены вакуумные выключатели с пружинно – моторными приводами. Эти сети характеризуются достаточно редкими коммутациями, но исключительными требованиями по надежности электроснабжения потребителей. Пружинно – моторные привода полностью соответствуют этим требованиям, у них меньший по сравнению с электромагнитными приводами коммутационный ресурс, но обеспечено ручное включение выключателя под нагрузкой, даже при полном отсутствии питания на шинках управления, кроме того пружинно – моторные привода потребляют для заводки пружины включения очень маленький ток 1,5 А, это упрощает схему цепей вторичной коммутации ячейки и позволяет обойтись без установки дорогостоящих и требующих обслуживания аккумуляторов или блоков аварийного питания включения. Электромагнитные привода применяют там, где требуется большой коммутационный и механический ресурс и не требует дополнительного обслуживания и регулировок в процессе всего срока службы. Выключатель ВБУ имеет следующие неоспоримые преимущества:

- Универсальность  – возможность установки электромагнитных  или пружинно – моторных приводов.

-возможность  ручного включения выключателя  под нагрузкой.

- наличие встроенных  в привод выключателей расцепителей.

-простота конструкции.

-высокая надежность.

-легко встраивается  в различные типы КРУ.

-возможность  установки привода отдельно от  выключателя.

-высокий коммутационный  ресурс.

-хороший теплоотвод  рабочих поверхностей.

-лучшее среди  всех отечественных и зарубежных выключателей соотношение «цена – качество».

- выключатели  сертифицированы по системе ГОСТ

Технические характеристики обоих выключателей приведены в  таблице 7.1

 

Таблица 7.1 Технические  характеристик вакуумных выключателей

Параметр	ВВ/ТЕL-10-20/1000У2	ВБУ-10-20/1000У2
1	2	3
Номинальное напряжение, кВ	10	10
Номинальный ток, А	1000	1000
Номинальный ток отключения, кА	20	20
Ток электродинамической  стойкости, кА	51	52
Собственное время отключения, С мах	0,015	0,03
Полное время отключения, С мах Собственное время включения, С мах	0,025   0,07	0,07   0,03
Механический ресурс цикл включено-отклчено	50000	50000
Коммутационный ресурс цикл «включено- отключено При номинальном токе При номинальном токе отключения	50000 100	50000 100
Масса, кг	35	69
Цена, руб.	124	101 127*

^* для вакуумных выключателей с пружинно-моторным приводом

Как видно из таблицы выключатели обладают практически  одинаковыми техническими характеристиками и выбор приходится обосновывать исходя из эксплуатационных и экономических соображений.

Полюс вакуумного выключателя марки ВБУ имеет  разборную конструкцию, то есть он более  ремонтопригоден. У вакуумных выключателей марки ВВ/ТЕL по фазные электромагнитные привода, что усложняет и удорожает  конструкцию. Как указано в инструкции к вакуумному выключателю марки ВБУ он не требует дополнительных регулировок на протяжении всего срока службы (так же в случае износа контактов). Очень важно, что у этого выключателя обеспечивается воздушная изоляция между верхним и нижним токосъемом камеры это позволяет изготовить исключительно сбалансированную по теплоотводу конструкцию. Кроме всего вакуумный выключатель с электромагнитным приводом на 23 тысячи дешевле, чем выключатель марки ВВ/ТЕL. Выключатель марки ВБУ выбираем с электромагнитным приводом, поскольку он дешевле, а уступает он выключателю с пружинно-моторным приводом только тем, что включить его можно под нагрузкой даже при отсутствии оперативного тока, но это больше применимо на подстанциях, где присутствуют потребители 1-й категории, на подстанции же «Байдарка» все потребители 2-й категории.

После сравнения  вариантов принимаем решение  использовать на подстанции «Байдарка» вакуумные выключатели марки  ВБУЭЗ-10-20/1000У2 с электромагнитными  приводами. (схему цепей вторичной  коммутации ячейки вакуумного выключателя смотри графическая часть лист 2)

Принцип работы электромагнитного привода:

Включаем автоматический выключатель SF, так как вакуумный  выключатель отключен его блок-контакты Q4 замкнуты, срабатывает реле от повторного включения которое размыкает свои размыкающие контакты и замыкает замыкающие контакты подготавливается цепочка для включения вакуумного выключателя. Замыкаем разъемное соединение Х1 по цепочке подается питание на диодный мостик VZ2, выпрямленное напряжение поступает на контактор КМ1, который в свою очередь замыкает контакты в цепи электромагнита включения YAC выключатель включается. Подготавливая своими блок-контактами цепочку на отключение в цепи электромагнита отключения YAT.

8 Технико-экономическое  обоснование выбора мощности трансформаторов

На подстанции «Байдарка» организован учет электрической  энергии. Происходит учет как активной так и реактивной энергии. Для  этого на подстанции установлены  счетчики активной и реактивной энергии.

Для контроля нагрузки на фидерах и вводах установлены амперметры, а для пропорционального снижения первичного тока во вторичный и для изоляции вторичных цепей от первичных установлены трансформаторы тока. Все щитовые приборы установленные на подстанции изготовлены на номинальный ток 5 А, поэтому вторичный ток трансформаторов тока составляет 5 А. Важной характеристикой трансформаторов тока является коэффициент трансформации, который показывает отношение первичного тока ко вторичному. Этот коэффициент трансформации указывается на амперметрах. Тогда шкала амперметров градуируется в первичных токах, хотя по обмотке амперметра протекает вторичный ток.

Данные приборов учета приведены в таблице 8.1

 

Таблица 8.1 –  данные приборов учета

№ пп	Место установки	Тип амперметра	Тип счетчика и вид  учитываемой энергии	Тип трансформатора тока, его коэффициент трансформации
1	Ячейка фидера Б-01	Э378	ЦЭ6803В активная	ТПЛ-10 300/5
2	Ячейка фидера Б-02	Э378	ЦЭ6803В активная	ТПЛ-10 300/5
3	Ячейка фидера Б-02		СР4У-И673М реактивная
4	Ячейка фидера Б-03	Э378	ЦЭ6803В активная	ТПЛ-10 150/5
5	Ячейка фидера Б-03		СР4У-И673М реактивная
6	Ячейка №4 ТСН-1		СА4У-И672М активная	Т-066 50/5
7	Ячейка ввода6кВТ-1	Э378	ЦЭ6803В активная	ТПЛ-10 600/5

Продолжение таблицы 8.1

	Место установки	Тип амперметра	Тип счетчика и вид учитываемой энергии	Тип трансформатора тока, его коэффициент трансформации
8	Ячейка ввода6кВТ-1		СР4У-И673М
9	Ячейка Фидера Б-07	Э378	ЦЭ6803В активная	ТПЛ-10 150/5
10	Ячейка Фидера Б-08	Э378	ЦЭ6803В активная	ТПЛ-10 400/5
11	Ячейка Фидера Б-08		СА4У-И673М реактивная
12	Ячейка Фидера Б-09	Э378	ЦЭ6803В активная	ТПЛ-10 300/5
13	Ячейка Фидера Б-12	Э378	ЦЭ6803В активная	ТПЛ-10 300/5
14	Ячейка №13 ТСН-2		СА4У-И672М	Т-066 50/5
15	Ячейка ввода6кВТ-2	Э378	ЦЭ6803В активная	ТПЛ-10 600/5
16	Ячейка ввода6кВТ-2		СР4У-И673М
17	Ячейка Фидера Б-17	Э378	ЦЭ6803В активная	ТПЛ-10 300/5
18	Ячейка Фидера Б-17		СА4У-И673М реактивная
19	Ячейка Фидера Б-18	Э378	ЦЭ6803В активная	ТПЛ-10 400/5
20	Ячейка Фидера Б-18		СА4У-И673М реактивная
21	Ячейка Фидера Б-20	Э378	ЦЭ6803В активная	ТПЛ-10 400/5
22	Ячейка Фидера Б-20		СА4У-И673М реактивная

 

Нагрузки на подстанции «Байдарка» не большие и  поэтому не всегда точные показания  можно получить по амперметрам установленных  на подстанции. В связи с этим на подстанции «Байдарка» установлена телемеханическая система «Гранит», где по каналам связи информация по нагрузкам и об аварийных и предупредительных сигналах поступает к диспетчеру. Информация по нагрузкам по данной системе передается с точностью до 1,5%.

На подстанции для составления графиков нагрузки и определения ее пиков проводятся летние и зимние режимные дни.

Данные суточных ведомостей подстанции «Байдарка» за 21 июня 2006 года и за 20 декабря 2006 года предоставлены диспетчерской службой  «Центральных электрических сетей». Эти данные были обработаны и представлены далее в виде таблиц.

 

Таблица 8.2 - Данные зимнего режимного дня 20декабря 2006 года