Iраб.Макс а,

Предварительно выбираем разъединитель типа РНД-500/3200У1 с номинальными параметрами: номинальный рабочий ток I_ном=3200А; амплитудное значение сквозного предельного токаi_дин=160кА; ток термической стойкости I_T = 63кА; время термической стойкости t_T=2с по таблице 5-5 [4].

Проверка выбранного разъединителя:

- по способности выдерживать ударный ток КЗ:

i_уд= 9,6 ≤i_дин=160кА

- по термической стойкости

В_К

В_К кА² с

Окончательно принимаем выбранный разъединитель типа РНД-500/3200У1 к установке.

Выбор разъединителей на стороне СН

Максимальный рабочий ток

Iраб.Макс а,

Предварительно выбираем разъединитель типа РНД-220/1000У1 с номинальными параметрами: номинальный рабочий ток I_ном=1000А; амплитудное значение сквозного предельного токаi_дин=64кА; ток термической стойкости I_T = 25кА; время термической стойкости t_T=3с по таблице 5-5 [4].

Проверка выбранного разъединителя:

- по способности выдерживать ударный ток КЗ:

i_уд= 12,547 ≤i_дин=64кА

- по термической стойкости

В_К

В_К кА² с

Окончательно принимаем выбранный разъединитель типа РНД-220/1000У1 к установке.

Выбор разъединителей на стороне НН

Максимальный рабочий ток

Iраб.Макс а,

Предварительно выбираем разъединитель типа РВР-20/8000 с номинальными параметрами: номинальный рабочий ток I_ном=8000А; амплитудное значение сквозного предельного токаi_дин=300кА; ток термической стойкости I_T = 112кА; время термической стойкости t_T=4с по таблице 5-5 [4].

Проверка выбранного разъединителя:

- по способности выдерживать ударный ток КЗ:

i_уд= 198,73 ≤i_дин=300кА

- по термической стойкости

В_К

В_К кА² с

Окончательно принимаем выбранный разъединитель типа РВР-20/8000 к установке.

10. Выбор шин распределительных устройств

10.1. Выбор шин на стороне ВН

Шины на стороне ВН выполняются из алюминиевых и сталеалюминевых проводов. Сечение сборных шин выбираются по условию прохождения допустимого тока при максимальной нагрузке на шинах: I_{раб.макс.} =184 А

Принимаем провод АС-300/56 с I_доп. =680 Апо таблице 1.3.29 [1].

На термическую стойкость провода, находящиеся на открытом воздухе, не проверяются. По условию короны также не проверяются, так как минимальное сечение для шин ОРУ-220 кВ равно 240 мм².

10.2. Выбор шин на стороне СН

Сечение сборных шин выбирается по условию прохождения допустимого тока при максимальной нагрузке на шинах:

Iраб.Макс а

Принимаем провод АС-500/64 с I_доп. =945 Апо таблице 1.3.29 [1].

На термическую стойкость провода, находящиеся на открытом воздухе, не проверяются. По условию короны также не проверяются.

10.3. Выбор шин на стороне НН

В закрытых РУ 6-10 кВ ошиновку и сборные шины выполняют жесткими алюминиевыми шинами. Сечение сборных шин выбирается по условию прохождения допустимого тока при максимальной нагрузке на шинах:

Iраб.Макс а

На сборных шинах применяются шины коробчатого сечения, принимаем шину с размерами 100×45 мм, I_доп. =2820 Апо таблице 1.3.31 [1].

В_К кА² с

Проверяем шины по термической стойкости:

q_minмм²˂q_ст=мм²

Окончательно принимаем выбранную шину к установке.

11. Выбор измерительных трансформаторов

Измерительные трансформаторы предназначены для уменьшения первичных токов и напряжений до значений, наиболее удобных для подключения измерительных приборов, реле защиты, устройств автоматики. Применение измерительных трансформаторов обеспечивает безопасность работающих, так как цепи высшего и низшего напряжения разделены, а также позволяют унифицировать конструкцию приборов и реле.

11.1. Выбор трансформаторов тока

Трансформатор тока для питания измерительных приборов выбирают по номинальным первичному и вторичному токам. В режиме короткого замыкания необходимо проверить трансформатор тока на динамическую и термическую стойкость.

Условия выбора трансформатора тока:

- номинальное напряжение:

U_уст ≤ U_ном

- номинальный первичный ток:

I_раб.max≤ I_1ном

- по вторичной нагрузке:

Z₂≤ Z_2ном

Проверка трансформатора тока по динамической стойкости:

i_у≤,

где k_дин – кратность тока динамической стойкости.

Проверка трансформатора тока по термической стойкости:

В_К≤,

где k_m=– кратность тока термической стойкости.

Выбор трансформаторов тока на стороне ВН

Максимальный рабочий ток I_{раб.макс}=198 А, ударный ток i_уд=9,6кА, тепловой импульс В_К=15,07кА²с.

Предварительно выбираем трансформатор тока типа ТФЗМ110Б-I по таблице 5-9 [4].

Номинальные параметры:

Номинальный первичный ток I₁=800А;

Номинальный вторичный ток I₂=5А;

Номинальное сопротивление вторичной цепи Z_ном =1,2Ом;

Ток динамической стойкости I_дин =124кА;

Ток термической стойкости I_Т =28кА, время термической стойкости t_T=3с.

Трансформаторы тока устанавливаются в цепи ВН силовых трансформаторов и в цепи секционного выключателя. К вторичной обмотке трансформаторов тока присоединяются амперметры.

Проверка по динамической стойкости:

i_уд=9,6кА ˂I_дин=124кА

Проверка по термической стойкости:

В_КкА²с

Устанавливаем амперметр типа Э-377, S=0,1 ВА, и ваттметр Д-335, S=0,5 ВА.

Сопротивление приборов:

r_прибОм

Сопротивление соединительных проводов:

r_пр=Z_2ном - r_приб – r_к=Ом

Сечение соединительных проводов:

q_min=мм²

Принимаем кабель марки КВВГ сечением 2,5 мм².

Окончательно принимаем выбранный трансформатор тока к установке.

Таблица 2. Измерительные приборы на стороне ВН

Прибор	Тип	Полная мощность, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-377	0,1	0,1	0,1
Ваттметр	Д-335	0,5	0,5	0,5
Счетчик активной мощности	И-675	-	-	-
Счетчик реактивной мощности	И-673М	-	-	-
Итого		0,6	0,6	0,6

Выбор трансформаторов тока на стороне СН

Максимальный рабочий ток I_{раб.макс}=321 А, ударный ток i_уд=12,547кА, тепловой импульс В_К =29,8кА²с.

Предварительно выбираем трансформатор тока типа ТФЗМ35Б-I по таблице 5-9 [4].

Номинальные параметры:

Номинальный первичный ток I₁=1000А;

Номинальный вторичный ток I₂=5А;

Номинальное сопротивление вторичной цепи Z_ном =1,2Ом;

Ток динамической стойкости I_дин =134кА;

Ток термической стойкости I_Т =37кА, время термической стойкости t_T=3с.

Проверка по динамической стойкости:

i_уд=12,547кА ˂I_дин=134кА

Проверка по термической стойкости:

В_КкА²с

Присоединяемые измерительные приборы приведены в табл.3

Таблица 3. Измерительные приборы на стороне СН

Прибор	Тип	Полная мощность, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-377	0,1	0,1	0,1
Ваттметр	Д-335	0,5	0,5	0,5
Счетчик активной мощности	И-675	2,5	2,5	2,5
Счетчик реактивной мощности	И-673М	2,5	2,5	2,5
Итого		5,6	5,6	5,6

Суммарное сопротивление приборов:

r_прибОм

Сопротивление проводов:

r_пр=Z_2ном - r_приб – r_к=Ом

Сечение соединительных проводов:

q_min=мм²

Принимаем кабель марки КВВГ сечением 2,5 мм².

Окончательно принимаем выбранный трансформатор тока к установке.

Выбор трансформаторов тока на стороне НН

Трансформаторы тока устанавливаются в цепи НН силового трансформатора. К вторичной обмотке трансформаторов тока присоединяются амперметры, ваттметр, счетчики активной и реактивной мощности.

Максимальный рабочий ток I_{раб.макс}=2106 А, ударный ток i_уд=198,73кА, тепловой импульс В_К =7214кА²с.

Предварительно выбираем трансформатор тока типа ТПШЛ-10У3 по таблице 5-9 [4].

Номинальные параметры:

Номинальный первичный ток I₁=3000А;

Номинальный вторичный ток I₂=5А;

Номинальное сопротивление вторичной цепи Z_ном =0,8Ом;

Ток динамической стойкости I_дин =250кА;

Ток термической стойкости I_Т =35кА, время термической стойкости t_T=4с. Нормированная предельная кратность – 24.

Проверка трансформаторов тока по динамической стойкости:

i_уд=198,73кА ˂i_дин=250кА

Проверкатрансформаторов тока по термической стойкости:

В_КкА²с

Таблица 4. Измерительные приборы на стороне НН

Прибор	Тип	Полная мощность, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-377	0,1	0,1	0,1
Ваттметр	Д-335	0,5	0,5	0,5
Счетчик активной мощности	И-675	2,5	2,5	2,5
Счетчик реактивной мощности	И-673М	2,5	2,5	2,5
Итого		5,6	5,6	5,6

Суммарное сопротивление приборов:

r_прибОм

Сопротивление проводов:

r_пр=Z_2ном - r_приб – r_к=Ом

Сечение соединительных проводов:

q_min=мм²

Принимаем кабель марки КВВГ сечением 2,5 мм².

Окончательно принимаем выбранный трансформатор тока к установке.

11.2. Выбор трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения для питания электроизмерительных приборов выбирают:

- по номинальному напряжению:

U₂≤U_2ном

- по нагрузке вторичной цепи:

S_2Ʃ≤U_2ном

Выбор трансформаторов напряжения на стороне ВН

На стороне ВН устанавливаются один вольтметр с переключением для измерения фазного напряжения три вольтметра для измерения междуфазного напряжения.

Принимаем к установке вольтметры типа Э-377, S_ном=2 ВА.

Трансформатор напряжения для установки на стороне ВН принимаем марки НКФ-110-83У1, S_ном=400 ВА по таблице 5-13 [4].

Сечение соединительного кабеля выбирается из условия механической прочности.

Принимаем кабель марки КВВГ сечением 2,5 мм².

Таблица 5. Измерительные приборы на стороне ВН

Прибор	Тип	Мощность, ВА	Число	Ʃ мощность, ВА
Вольтметр	Э-379	2	4	8
Ваттметр	Д-335	2	1	2
Счетчик активной мощности	И-675М	2	1	12
Счетчик реактивной мощности	И-675М	8	1	8
Итого			7	30

Выбор трансформаторов напряжения на стороне СН

На стороне СН к вторичным обмоткам трансформатора напряжения присоединяются один вольтметр с переключением для измерения фазного напряжения и три вольтметра для измерения междуфазного напряжения, катушки напряжения ваттметров, счетчиков активной и реактивной мощности.

Перечень измерительных приборов приведен в таблице 6.

На стороне СН принимаем трансформатор напряжения марки ЗНОМ-35-65У1, S_ном=150 ВА по таблице 5-13 [4]. Принимаем к установке соединительный кабель марки КВВГ сечением 2,5 мм².

Таблица 6. Измерительные приборы на стороне СН

Прибор	Тип	Мощность, ВА	Число	Ʃ мощность, ВА
Вольтметр	Э-379	2	4	8
Ваттметр	Д-335	2	1	2
Счетчик линий 110 кВ к потребителям активной мощности	И-675	12	2	24
Счетчик линий 110 кВ к потребителям реактивной мощности	И-673М	8	2	16
Итого			7	50

Выбор трансформаторов напряжения на стороне НН

На стороне НН к вторичным обмоткам трансформатора напряжения присоединяются один вольтметр с переключением для измерения фазного напряжения и три вольтметра для измерения междуфазного напряжения, катушки напряжения ваттметров, счетчиков активной и реактивной мощности.

Перечень измерительных приборов приведен в таблице 7.

Таблица 7. Измерительные приборы на стороне НН

Прибор	Тип	Мощность, ВА	Число	Ʃ мощность, ВА
Вольтметр	Э-379	2	4	8
Ваттметр	Д-335	2	1	2
Счетчик линий 110 кВ к потребителям активной мощности	И-675	12	3	36
Счетчик линий 110 кВ к потребителям реактивной мощности	И-673М	8	3	24
Итого			7	70

На стороне НН принимаем трансформатор напряжения марки НТМИ-10-66УЗ, S_ном=120 ВА по таблице 5-13 [4]. Принимаем к установке соединительный кабель марки КВВГ сечением 2,5 мм².

Заключение

Проект подстанции 500/220/10 кВ основывается на данных суточных графиков нагрузки, по которым производится выбор силовых трансформаторов и основного электрооборудования. Структурная схема подстанции выбирается на основании технико-экономического расчета, по сравнению двух вариантов. Были рассмотрены два варианта структурной схемы подстанции: схема с двумя трехобмоточными трансформаторами и схема, состоящая из четырех двухобмоточных трансформаторов. Так как нагрузка на стороне ВН велика и ее максимум составляет 158,94 МВА, то дешевле установить два параллельно работающих твухобмоточных трансформатора типа АОДЦТН-167000/500/220/11. Далее производится выбор ВЛ отходящих со стороны ВН и СН из условия протекания аварийных токов. После этого делался расчет токов КЗ на шинах подстанции и с учетом действия периодической составляющей тока КЗ, производился выбор выключателей и разъединителей на стороне ВН, СН, НН. Следующим действием было выбрать кабельные линии, отходящие от шин НН из условия протекания аварийных токов, делалась проверка на термическую стойкость кабелей. Выбранные кабели проверку на термическую стойкость прошли поэтому, установка реактора для понижения токов КЗ не потребовалась. Далее производился выбор шин ВН, СН и НН, по условию прохождения допустимых токов при максимальной нагрузке на шинах. Затем выбрали вспомогательное оборудование: трансформаторы тока и напряжения. Также выбрали схему РУ всех напряжений с учетом числа отходящих линий и схему ТСН.

При выборе оборудования преимущество отдавалось современным, надежным и технологическим аппаратам, с учетом возможного расширения подстанции, ее ремонтопригодности и экономичности, безопасности обслуживания и удобства эксплуатации.

Список использованной литературы

1. Правила устройства электроустановок 7-е издание переработанное и доп.-М.:Энергоатомиздат, 2009.

2. Электрическая часть станции и подстанции: Учеб. для вузов/Васильев А.А., Крючков И.П., Наяшкова Е.Ф. и др.; Под ред., Васильева А.А.- 2-е изд., перераб. и доп.-М.:Энергоатомиздат, 1990-567с.

3. Электрооборудование станции и подстанций: учебное пособие для техникумов/Рожкова Л.Д., Козулин В.С.-3-е изд., перераб. и доп.-М.:Энергоатомиздат, 1987.-608с.

4. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электричнская часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. -4-е изд., перераб. и доп. – М.:Энергоатомиздат, 1989.-608 с.:ил.

5. Методическое указание на выполнение курсовой работы по дисциплине «Электроэнергетика» для специальности 140211 «Электроснабжение». Составил доцент кафедры Э и Э Ахметшин Р.С. ИНЭКА, 2009г. Наб.Челны.