- •3. Выбор основного оборудования подстанции нзб
- •3.1 Расчет токов короткого замыкания
- •3.1.1 Исходные данные
- •3.1.2 Расчет тока трёхфазного короткого замыкания в точке к1
- •3.1.3 Расчет тока трёхфазного короткого замыкания в точке к2
- •3.1.4 Расчет тока трёхфазного короткого замыкания в точке к3
- •3.1.5 Расчет тока однофазного короткого замыкания в точках к1, к2 и к3
- •3.1.5 Расчет токов кз на эвм
- •3.2 Выбор оборудования
- •3.2.1 Выбор силовых трансформаторов
- •3.2.2 Выбор оборудования ору 220кВ
- •3.2.3 Выбор оборудования ору 27,5 кВ
- •3.2.4 Выбор оборудования зру 10 кВ
3.2 Выбор оборудования
3.2.1 Выбор силовых трансформаторов
На подстанции НЗБ необходимо установить следующие силовые трансформаторы:
- два автотрансформатора типа АТДЦТН – 125000/220/110 вместо АТ-1,2 типа АТДЦТГ-125000/220/110;
- трансформатор типа ТДТН – 25000/110 вместо Т1 типа ТДТГ-20000/110;
- трансформатор типа ТДТН – 40000/110 вместо Т4 типа ТДТНГЭ-31500/110.
3.2.2 Выбор оборудования ору 220кВ
Выбор выключателей
В соответствии с ГОСТ 687-78 выбор выключателей осуществляется по следующим условиям:
- по номинальному напряжению
=220 кВ
- по длительному току
Для установки примем элегазовый выключатель типа ВГУ-220-50/3150 У2 [8] со следующими параметрами:
Номинальное напряжение UнQ,кВ 220
Наибольшее рабочее напряжение Umax ,кВ 252
Номинальный ток IнQ,А 3150
Номинальный ток отключения Iно , кА 50
Наибольший пик предельного сквозного тока inc, кА 127
Действующее значение сквозного тока Iпс , кА 50
Наибольший пик номинального тока включения iнв , кА 127
Действующее значение номинального тока включения Iнв , кА 50
Ток термической стойкости Imc , кА 50
Время термической стойкости tmc , с 2
Собственное время отключения tсв , с 0,028
Полное время отключения tво, с 0,055
Проверка выключателя на отключающую способность. В качестве расчетного для этой проверки примем ток трехфазного КЗ. Для этого вида КЗ необходимо знать периодическую Inτ∑ и апериодическую iaτ∑ составляющие тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя τ :
τ=tрз min+tсв=0,01+0,028=0,038 с.
Сравним эти токи (таблица 3.1) с соответствующими параметрами выключателя:
103,94 > 25,52 т.е. выполняется условие проверки по полному току КЗ.
Проверка выключателя на термическую стойкость. В качестве расчетного для этой проверки принимают трехфазное КЗ . Необходимо проверить выполнение условия Вкдоп>Вк расч. Допустимый тепловой импульс, определяемый по параметрам выключателя, Вк доп = = 5000 .
Тепловой импульс периодической составляющей тока КЗ
где - суммарные токи,
tоткл=tрз max+tов=0,1+0,055=0,155с
tрз max =0,1 с - время действия резервных релейных защит.
Тепловой импульс апериодической составляющей тока КЗ
где - эквивалентная апериодическая составляющая всех ветвей, питающих точку КЗ.
Учитывая, что Вк расч = Вкп + Вка выполним проверку на термическую стойкость:
Вк доп,=5000>Вк расч=28,43+5,67=34,1 , т.о. условие проверки на термическую стойкость выполнено.
Проверка выключателя на динамическую стойкость. Расчет производится при трехфазном КЗ.
inc=127 кА > iу∑= =33,4 кА;
Inc=50 кА > I∑=13,543 кА;
т.е. условия проверки выполнены.
Проверка на включающую способность. В данном случае расчет производится по трехфазному КЗ.
Iнв=50 кА > =13,543кА
iнв=127 кА > iу∑=33,4 кА
Параметры выключателя и соответствующие расчетные величины сведены в таблицу 3.5.
Выбор разъединителей
Разъединители выбирают по номинальному току, номинальному напряжению, конструкции и по роду установки, а проверяют на динамическую и термическую стойкость в режиме КЗ. Так как разъединитель устанавливают в одной цепи с выключателем, то расчетные величины для него такие же, как и для выключателя.
Таблица 3.5 - Параметры выбора выключателей
Параметры выключателя |
Соотношения |
Расчетные величины для выбора выключателя |
Uн=220 кВ |
= |
UнРУ=220 кВ |
Iн=3150 А |
> |
Iраб.форс=440,9 А |
Iно=50 кА |
> |
Inτ∑ =13,543 кА |
|
> |
|
|
> |
Вк расч=34,1 |
Inc=50 кА |
> |
|
inc=127 кА |
> |
|
Iнв=50 кА |
> |
|
iнв=127 кА |
> |
|
Выбираем разъединитель наружной установки типа РДЗ-1-220/1000 УХЛ1. Его номинальные параметры, расчетные величины в его цепи и соотношения между ними приведем в таблице 3.6.
Соотношения табличных и расчетных параметров показывают, что выбранный разъединитель удовлетворяет всем условиям выбора и проверки в данной цепи.
Выбор трансформаторов тока
Выбор измерительных трансформаторов тока (ТА) проводят по следующим условиям:
- напряжению электроустановки Uном Uс.ном;
- току Iном Iнорм.расч; КпIном Iужт;
- конструкции и классу точности;
Таблица 3.6 - Параметры выбора разъединителей
Параметры разъединителя |
Соотношения |
Расчетные величины для выбора разъединителя |
Uн=220 кВ |
= |
UнРУ=220 кВ |
Iн=1000 А |
> |
Iраб.форс=440,9 А |
inc=100 кА |
> |
|
Вдоп= |
> |
Вк расч=34,1 |
- электродинамической стойкости
- термической стойкости
- вторичной нагрузке
На стороне 220 кВ примем к установке трансформатор тока (ТА) типа ТФЗМ 220Б-III с первичным номинальным током Iн1=600 А, вторичным номинальным током Iн2= 5 А, с классом точности вторичных обмоток 0,5, с номинальной вторичной нагрузкой в классе 0,5 z2н = 1,2 Ом.
Номинальные параметры трансформатора тока, расчетные величины в его цепи и соотношения между ними сведем в таблицу 3.7.
Таблица 3.7 – Параметры выбора трансформатора тока
Параметры ТТ |
Соотношения |
Расчетные величины для выбора ТТ |
Uн=220 кВ |
= |
UнРУ=220 кВ |
Iн=600 А |
> |
Iраб.форс=440,9 А |
z2н = 1,2 Ом |
> |
z2 расч=0,51 Ом |
iдин=50 кА |
> |
|
Вдоп= |
> |
Вк расч=34,1 |
Таким образом, выбранный трансформатор удовлетворяет условиям
выбора и проверки в данной цепи.
Рассмотрим подробнее выбор трансформатора по классу точности: z2н z2расч. Выполнение этого условия сводится к выбору сечения контрольного кабеля, соединяющего трансформатор с подключенными к нему приборами.
Таблица 3.8- Потребляемая мощность приборов
Прибор |
Тип прибора |
Потребляемая мощность токоизмерительными приборами, В·А, в фазах |
||
А |
В |
С |
||
Ваттметр показывающий Варметр показывающий Амперметр показывающий
|
Д335 Д335 Э350
|
0,5 0,5 0,5
|
- - 0,5
|
0,5 0,5 0,5
|
Итого: |
|
1,5 |
0,5 |
1,5 |
Из таблицы 3.8 видно, что наиболее загружены трансформаторы тока фаз А и С.Общее сопротивление приборов равно
где - нагрузка от измерительных приборов на ТА, В·А; - номинальный вторичной обмотки ТА, равный 5А.
Номинальное сопротивление вторичной цепи трансформатора класса точности 0,2 составляет 1,2 Ом. Сопротивление контактов принимаем равным 0,1 Ом, тогда сопротивление соединительного кабеля составит
.
Принимая длину кабеля с алюминиевыми жилами определяем его расчетное сечение.
По найденному расчетному сечению выбираем кабель марки АКВРГ сечение 4,0 мм2 [1].
Определим вторичное расчетное сопротивление
+ + = 0,06 + 0,35 + 0,1 = 0,51 Ом,
где
Из сравнения видно, что условие проверки по классу точности выполняется.
Выбор трансформаторов напряжения .
Трансформатор напряжения выбирают :
- по напряжению Uн > Uн уст
- по конструкции и схеме соединения обмоток .
Проверку работы ТV в классе точности производят по его суммарной нагрузке , которая определяется подключаемыми приборами .
Определяем набор приборов для каждой группы присоединений по [ 2, с.362-368, табл.4.11] . Подсчёт мощности производим отдельно по активной и реактивной составляющей . При этом учтём , что cosφ обмоток приборов , кроме счётчиков равен единице . У счетчиков активной и реактивной энергии cosφ=0,38 ,а sinφ=0,925 ( таблица 3.9) .
Вторичная нагрузка:
Выбранный трансформатор НКФ-220 - 58У1 имеет номинальную мощность в классе точности 0,5, необходимую для присоединения счётчиков , 400 В·А. Трансформатор будет работать в выбранном классе точности .
Таблица 3.9 - Потребляемая мощность приборов
Приборы |
Тип |
Потребляемая мощность одной катушки В*А |
Число катушек |
cosφ |
sinφ |
Число Приборов |
Общая потребляемая мощность |
|
Р, Вт |
Q, В·А |
|||||||
Ваттметр Варметр
Счётчик активной энергии
Амперметр
Счётчик реактивной энергии
Частотомер
|
Д-335 Д-335
И-680
Э-350
САУ-4676
Э-372
|
1,5 1,5
2,0Вт
1,5
3
3
|
2 2
2
1
2
1 |
1 1
1
1
0,38
1 |
0 0
0
0
0,925
0 |
2 1
1
1
1
1 |
6,0 3,0
4,0
1,5
6,0
3,0 |
- -
9,7
-
14,6
- |
Итого |
|
|
|
|
|
|
23,5 |
24,3 |