Система электроснабжения ферросплавного завода

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.5 - Схема РУ НН

 

 

Для стороны НН выбираем схему РУ с одной секционированной системой шин (рис.1.6).

 

Рис.1.6 - Схема подключения РП к шинам РУ 10 кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3.3   Выбор схемы питания собственных нужд

Установки собственных  нужд являются важными элементами электрических станций и подстанций. Повреждения в системе собственных нужд (СН) неоднократно приводили к нарушению работы подстанции в целом и развитию аварий в энергосистеме.

       Выбор схем СН электроустановок производится с учетом состава и характеристик электроприемников, мощности приводных механизмов, требований к надежности электроснабжения отдельных групп потребителей. На двухтрансформаторных подстанциях устанавливаются два трансформатора СН со скрытым резервом. Так как на проектируемой подстанции предполагается наличие независимого источника оперативного тока (аккумуляторной батареи) трансформаторы СН подключаются к сборным шинам РУ 10 кВ через предохранители.

       Каждый трансформатор СН выбирается по полной нагрузке СН, так как при повреждении одного из них оставшийся в работе должен обеспечивать электропитание всех потребителей.

Выбираем два трансформатора ТСЗ-400/10 с  S_HOM  = 400 кВА.

 

 

Pиc.1.7 - Схема питания собственных нужд подстанции

 

 

 

 

 

1.4    Выбор  электрических аппаратов

 

1.4.1   Выбор  выключателей

Во всех присоединениях РУ 220 кВ и 11О кВ устанавливаются  выключатели одного типа, следовательно, расчетные условия для всех выключателей должны быть общими, определенными для наиболее тяжелого режима. Выключатели КРУ 10 кВ должны быть одной марки, а номинальные рабочие токи выбираются для каждого присоединения.

Выбор выключателей производится по следующим условиям:

U_ном > U_{уст.ном};

I_ном > I_раб.нб;

i _дин > i _уд ;                                             (1.1)

I _дин > I _n,0.

Выбранный   выключатель   проверяют   по   отключающей   способности   и термической  стойкости.

Выключатель проверяют  на отключение симметричного и асимметричного тока. Условие отключения симметричного тока:

I_отк > I _n,t                                                                        (1.2)

Условие отключения асимметричного тока:

                (1.3)

Расчетное время отключения выключателя определяют по выражению:

t = t _{р.з. тin} + t_{с. отк.}                                 (1.4)

Выключатели проверяются  также и по включающей способности:

                                                (1.5)

На практике, однако, номинальные  токи включения и отключения, как правило, совпадают, и специальная проверка по включающей способности не требуется. На термическую стойкость выключатель проверяется по выражению:

                                                (1.6)

где В - расчетное значение импульса квадратичного тока, кА² *с, определяемое: 

         (1.7)

       В  РУ 220 кВ максимальный рабочий  ток протекает через выключатель  в цепи автотрансформатора, когда  второй автотрансформатор отключен:

Максимальный рабочий ток для РУ 110 кВ определяется при тех же условиях:

Для РУ 220 кВ выбираем выключатель ВГТ-220П*-40/2500У1.

Выключатель ВГТ-220 относится к электрическим коммутационным аппаратам высокого напряжения, в которых гасящей и изолирующей средой является элегаз (SFe).Выключатель состоит из трех полюсов, установленных на общей раме и механически связанных друг с другом посредством передаточного устройства. Все три полюса выключателя управляются одним пружинным приводом типа ППрК, установленным на той же раме.  Полюса выключателя имеют автономную газовую систему. Его параметры и расчетные значения для проверки сведем в таблицу:

Параметры выключателя		Расчетные значения
U наиб рабочее, кВ	252 кВ
Uном, кВ	220	U уст.ном, кВ	220
Iном, A	2500	Iраб.нб, A	656,08
i дин , кА	102	i уд, кА	6,07
I дин , кА	40	I n,0, кА	2,4
I отк , кА	40	I n,τ, кА	2,4
Iтер2 * tтер, кА2 *с	4800	В, кА2 • с	1,1

Таблица 1.6 - Выбор выключателя РУ 220 кВ

Расчетное время отключения:

 τ = 0,01 + 0,05 =0,06 с

Так как I _{откл. ном} >I _пτ  и

i _{а. ном} > I_аτ, то проверку отключающей способности по полному току КЗ не проводим.       

t _OTKJI = 0,06 + 0,08 = 0,14 с

Проверка на термическую  стойкость:

Выключатель удовлетворяет  всем расчетным условиям. Аналогичным  образом проверяем остальное  оборудование.

Для РУ 110 кВ выбираем выключатель ВГТ-110П*-40/2500У1.

Его параметры и расчетные  значения для проверки сведем в таблицу 1.7

Таблица 1.7 - Выбор выключателя РУ 110 кВ

Параметры выключателя		Расчетные значения
U наиб рабочее, кВ	126
Uном, кВ	110	U уст.ном, кВ	110
Iном, A	2000	Iраб.нб, A	1312,16
i дин , кА	102	i уд, кА	14,61
I дин , кА	40	I n,0, кА	5,676
I отк , кА	40	I n,τ, кА	5,676
√2 I отк (1+ βном /100) ,ка	4800	√2 I n,τ  + i a,τ, кА	8,03
Iтер2 * tтер, кА2 *с	110	В, кА2 • с	4,2

В КРУ 10 кВ предполагается установка ячеек типа K-XXVI с выключателями типа ВМПЭ-10-5150-31,5У3.

Параметры выключателей и расчетные значения для проверки сведем в таблицу 1.8

Параметры выключателя		Расчетные значения
Uном, кВ	10	U уст.ном, кВ	10
Iном, A	5150	Iраб.нб, A	5498,7
i дин , кА	51	i уд, кА	39,49
I дин , кА	31,5	I n,0, кА	15,342
I отк , кА	31,5	I n,τ, кА	15,342
√2 I отк (1+ βном /100) ,ка	...	√2 I n,τ  + i a,τ, кА	21,7
Iтер2 * tтер, кА2 *с	1200	В, кА2 • с	34,13

Таблица 1.8 - Выбор выключателей КРУ 10 кВ

 

 

1.4.2 Выбор разъединителей

Выбор разъединителей производится по следующим условиям:

                             (1.8)

 

По [10, табл. 5.5] выбираем разъединители:

• для РУ 220 кВ РНД3.1(2)-220/1000 У1;
• для РУ 110 кВ РНД3.1(2)-110/2000 У1;
• для РУ 10 кВ РВР -10/2500 УЗ.

Параметры разъединителей и расчетные значения для проверки сведем в таблицы 1.9,1.10,1.11

Таблица 1.9 - Выбор разъединителя РУ 220

Параметры разъединителя		Расчетные значения
Uном, кВ	220	U уст.ном, кВ	220
Iном, A	1000	Iраб.нб, A	656,08
i дин , кА	100	i уд, кА	6,07
Iтер2 * tтер, кА2 *с	4800	В, кА2 • с	39

 

Таблица 1.10 - Выбор разъединителя РУ 110 кВ

Параметры разъединителя		Расчетные значения
Uном, кВ	11О	U уст.ном, кВ	11О
Iном, A	2000	Iраб.нб, A	1312,16
i дин , кА	100	i уд, кА	14.61
Iтер2 * tтер, кА2 *с	4800	В, кА2 • с	224,2

 

Таблица 1.11 - Выбор разъединителя РУ 10 кВ

Параметры разъединителя		Расчетные значения
Uном, кВ	10	U уст.ном, кВ	10
Iном, A	6000	Iраб.нб, A	5498,7
i дин , кА	125	i уд, кА	39.49
Iтер2 * tтер, кА2 *с	3969	В, кА2 • с	1638

 

 

  1.4.3   Выбор измерительных трансформаторов напряжения

         Выбор измерительного ТН заключается в выборе его схемы соединений, класса точности и проверке выполнения условий:

;

                                                  

.                                                 (1.9)

где S_2hom - номинальная полная мощность, потребляемая во вторичной цепи ТН и соответствующая его работе в заданном классе точности; S_2расч - расчетная полная мощность, потребляемая во вторичной цепи.

Следует иметь  в виду, что для однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, учитывают суммарную мощность всех трех фаз, а для соединенных по схеме неполного треугольника - удвоенную мощность одного трансформатора. Если вторичная нагрузка превышает номинальную мощность в выбранном классе точности, то часть приборов подключают к дополнительно установленному ТН.

Сечение проводов в цепях ТН определяется допустимой потерей напряжения и условиями  механической прочности. При этом по условию механической прочности сечение алюминиевых проводов должно быть не менее 2,5 мм².

Выбор типа ТН определяется его назначением. Целесообразно использовать два однофазных ТН серии НОМ или НОЛ для напряжений от 6 до 35 кВ или серии НОС для напряжений 0,5 и 3 кВ, включенных в неполный треугольник, а также трехфазный ТН серии НТМК, снабженный обмоткой, компенсирующей угловую погрешность. Два однофазных ТН обладают большей мощностью, чем один трехфазный, а по стоимости они примерно равноценны (для U_1Hom=6 кВ) или несколько дешевле (для U_ihom=10 кВ)- Для напряжения 110 кВ и выше используют каскадные ТН серии НКФ.

Для питания  приборов контроля изоляции необходима группа из трех однофазных ТН типа ЗНОМ или ЗНОЛ, соединенных в звезду, причем нейтральная точка обмотки ВН ТН для правильной работы приборов контроля состояния изоляции обязательно заземляется (рабочее заземление).

Выберем ТН на шинах 220 кВ.

Намечаем к  установке емкостной трансформатор  напряжения НКФ-220-58У1 c кВ и ВА.

ТН на шинах 110 кВ:

намечаем к установке индуктивный трансформатор напряжения НКФ-110-83У1  c кВ и ВА.

ТН на шинах 10 кВ:

Трансформатор напряжения НAМИ-10-66УЗ с и ВА.

 

1.4.4.   Выбор  плавкого предохранителя в цепи  трансформатора собственных нужд

Для защиты ТСН используются кварцевые предохранители типа ПКТ  которые имеют неограниченную отключающую  способность и отличаются от обычных  кварцевых предохранителей материалом плавкой вставки.