7.Выбор сечения токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1кВ

Выберем шины на заводском РП 10кВ.

Шины выбираются по номинальным значениям тока и напряжения, и проверяются на электродинамическую и термическую устойчивость.

I_допI_max; (7,1)

, (7,2)

где S_min - минимальное сечение шины, мм²,

c–коэффициент принимаемый для алюминиевых шин равным 91 А∙с^0,5/мм².

_доп_р; (7,3)

где _доп , _р – соответственно допустимое и рабочее напряжения возникающее в металле шины, МПа

I_max=680.4 А.

По [3] выбираем алюминиевые шины сечением 506 мм² с I_доп=740А. Шины устанавливаем плашмя, расстояние между фазами, а=25см, расстояние между изоляторами l=100см, момент сопротивления шин W, см³, определим по формуле:

(7,3)

где h, b– соответственно меньший и больший размеры поперечного сечения шин, см³.

Расчётное напряжение в металле шин определим по формуле:

(7,4)

По [3] найдем _доп=91 МПа – для алюминиевых шин марки АД31Т, тогда по условию (62):

91 МПа > 65,3 МПа

87 мм² < 300 мм²

Выбранные шины проходят по электродинамической и термической устойчивости.

Произведем выбор электрических аппаратов в сети 10 кВ.

Работа электрических аппаратов в условиях эксплуатации обуславливается тремя режимами: длительный, перегрузки и режиме короткого замыкания.

В длительном режиме надёжная работа аппаратов обеспечивается правильным выбором их по номинальному току и напряжению. В режиме перегрузки надёжная работа аппаратов обеспечивается ограничением величины и длительности повышения напряжения или тока в таких пределах, при которых гарантируется нормальная работа за счёт запаса прочности. В режиме короткого замыкания надёжная работа аппаратов обеспечивается их термической и электродинамической устойчивостью. Выбор электрических аппаратов основывается на условиях:

U_номU_раб; (7,5)

I_номI_раб; (7,6)

i_днi_у; (7,7)

В_тВ_к , (7,8)

где U_ном, I_ном – соответственно, номинальные напряжение и ток аппарата;

U_раб, I_раб – напряжение и ток сети, в которой установлен аппарат;

В_т=I²_tn∙t_k – тепловой импульс аппарата, нормированный заводом изготовителем, А²с;

В_к=I²_∙t_ср – тепловой импульс расчётный, А²с.

Выбираем панели типа КСО-292 вводную по расчётному току завода, линейную – по наибольшему току присоединения.

Выбор вводной панели КСО-298 Таблица 7,3

Условие выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
		ВВ/TEL-10/1000	РВФЗ-10/1000	РВФЗ-10/1000
UномUраб	Uраб=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ
IномIраб	Iраб=923,7 А	Iном=1000 А	Iном=1000 А	Iном=1000 А
IднIуд	Iуд=12,2кА	Iдн=51 кА	Iдн=81 кА	Iдн=81 кА
IотклI"	I"=6,28 кА	Iоткл=20 кА	-	-
BтBk	Bk=5,472(1.6+0.01)=48,2кА2с	Bт=2024=1600 кА2с	Bт=31.524=3970 кА2с	Bт=31.524=3970 кА2с

Выбираем линейную панель КСО-298. Таблица 7,4

Условие выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
		ВВ/TEL-10/400	РВФЗ-10/400	3Р-10У3
UномUраб	Uраб=10 Кв	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ
IномIраб	Iраб= 118,41А	Iном=400 А	Iном=400 А	-
IднIуд	Iуд=12,2 кА	Iдн=51 кА	Iдн=50 кА	Iдн=235 кА
IотклI"	I"=6,28кА	Iоткл=20 кА	-	-
BтBk	Bk=5,472(1.6+0.01)=48,2кА2с	Bт=2024=1600 кА2с	Bт=1624=1024 кА2с	Bт=9021=8100 кА2с

Произведем выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Выбор трансформаторов тока производится по номинальному току и напряжению первичной цепи, классу точности, номинальному току вторичной цепи и номинальной мощности вторичной обмотки.

S₂=S_пр.б+I²₂∙(r_пр+ r_кон), (7,9)

где r_пр и r_кон – сопротивления проводов и контактов, Ом, r_кон=0.1 Ом;

I₂ – ток вторичной обмотки, А, I₂=5 А;

S_пр.б – мощность, потребляемая приборами, В∙А.

(7,10)

Условие электродинамической устойчивости:

. (7,11)

Условие термической устойчивости:

. (7,12)

Выбор трансформаторов напряжения производим по номинальным параметрам, классу точности и нагрузке.

S_номS₂=; (7,13)

где Р_ – суммарная активная мощность потребляемая катушками приборов;

Q_ – суммарная реактивная мощность потребляемая катушками приборов.

Р_=S_прбcos_прб Q_=P_прбtg_прб

В таблице 7,5 приведем перечень приборов являющихся вторичной нагрузкой трансформаторов напряжение на ЦРП

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения на РП. Таблица 7,5

Прибор	Тип прибора	Sобм, ВА	Число обмоток, шт.	cos	Sin	Число приборов	Pпрб, Вт	Sпрб, вар
Вольтметр	Э-335	2	1	1	0	4	8	
Счётчик активной энергии	EMS-112 40.3(A+,R+R-)	8	2	0.38	0.925	1	6.08	14.8
Счётчик реактивной энергии	EMS-112 40.3(A+,R+R-)	12	2	0.38	0.925	2	18.24	44.4
Итого:							32.2	59.2

В таблице7,6 приведем вторичные нагрузки трансформатора тока на стороне 0,4кВ.

Вторичная нагрузка трансформатора тока ТП-0.4 кВ.

Таблица 7,6

Прибор	Тип прибора	Нагрузка фаз, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-335	1.5	1.5	1.5
Счётчик акт. Энергии		2.5		2.5
Итого:		4.0	1.5	4.0

Наиболее загруженные фазы А и С.

Устанавливаем на каждой секции РП трансформаторы напряжения НАМИ-10 с классом точности 0.5 с S_ном=120 ВА, через предохранители ПКТ-10.

Вторичную нагрузку трансформатора тока на РП приведем в таблице 7,7.

Вторичная нагрузка трансформатора тока на РП. Таблица 7,7

Прибор	Тип прибора	Нагрузка фаз, ВА
		А	В	С
Амперметр Счётчик акт. энергии Счётчик реакт. энергии	Э-335 EMS-112 40.3(A+,R+R-)	 2.5 2.5	0.5	 2.5 2.5
Итого:		5.0	0.5	5.0

Наиболее нагруженными являются трансформаторы тока фаз А и С.

Выбираем трансформаторы тока типа ТПОЛ-10У3 S_н=10 ВА.

Тогда по формуле (7,10) :

.

Параметры трансформатора: I_н1=1000 А; I_н2=5 А, к_дин=81 кА;

По условиям электродинамической и термической стойкости (7,16) и (7,17) :

Выбранный трансформатор тока проходит по условиям электродинамической и термической стойкости.

Выберем автоматические выключатели, установленные за трансформаторами цеховых ТП.

Выбор для однотрансорфматорных ТП производим по условию:

, (7,14)

где I_нр – номинальный ток теплового расцепителя выключателя, А.

Выбор для двухтрансформаторных ТП производим по условию:

. (7,15)

Выберем выключатель для подстанции ТП1. По условию (7,15):

.

По [2] выбираем выключатель ВА53-43 с I_нр=2500 А, I_н=2500 А. Выбор выключателей для остальных подстанций аналогичен. Данные представим в таблице 7,8.

Выбор выключателей Таблица 7,8

№ ТП	Sт, кВА	Iтп , А	Тип выключателя	Iнр, А	Iн, А
ТП1,ТП2,ТП5,ТП9 ТП10	2х1000	2020	ВА53-43	2500	2500
ТП3,ТП4,ТП6, ТП7, ТП8 ТП11	1х1000	1443	ВА55-41	1600	1600

Номинальные токи секционных выключателей выбираются на ступень ниже, чем номинальные токи вводных автоматов.

Произведем выбор трансформаторов тока типа ТНШЛ с номинальным током первичной обмотки, соответствующим расчётному току за трансформатором для каждой ТП.

Таблица 16 Выбор трансформаторов тока ТНШЛ

№ ТП	Sт, кВА	Iтп , А	Тип трансформатора	Iнтт, А
ТП1,ТП2,ТП5,ТП9 ТП10	2х1000	2020	ТНШЛ-3000/5	3000
ТП3,ТП4,ТП6, ТП7, ТП8 ТП11	1х1000	1443	ТНШЛ-1500/5	1500

Выберем автоматические выключатели для защиты конденсаторных установок по условию:

(7,16)

Для установки АКУ-0,4-200-25:

По [2] выбираем выключатель ВА51-37 с I_нр=400 А, I_н=400 А.

Для установки АКУ-0,4-225-25:

По [2] выбираем выключатель ВА51-39 с I_нр=630 А,I_нр=630 А.