Расчеты, связанные с аппаратурой в энергосистеме
Iном – номинальный ток аппарата, А;
Uуст – номинальное напряжение установки, кВ;
Uном – номинальное напряжение аппарата, кВ.
Максимальный рабочий ток вводов транзитной ТП:
где Sном тр Σ – суммарная
номинальная мощность силовых трансформаторов, кВА;
kпр – коэффициент перспективы (kпр=1,3);
kтр – коэффициент транзита (kтр=2 для опорных ТП).
Расчёт максимального рабочего тока вводов транзитной ТП, А:
.А
,
где kрн1 – коэффициент
распределения нагрузки по шинам первичного напряжения (kрн1=0,75).
Расчёт максимального рабочего тока сборных шин транзитной ТП,
А:
|
(2.
|
Максимальный рабочий ток сборных шин транзитной ТП:
|
|
Максимальный рабочий ток сборных шин СН и НН:
где kрн2 – коэффициент распределения
нагрузки на шинах вторичного напряжения (kрн2=0,6).
Расчёт максимальных рабочих токов сборных шин СН и НН, А:
,
.
Максимальный рабочий ток фидеров районных потребителей:
, (2.1.7)
где Sф max – полная мощность потребителя, кВА;
Uном (35,10) – номинальное напряжение соответствующее напряжению фидера районного
напряжения, кВ.
Расчёт максимальных рабочих токов фидеров районных потребителей, А:
Максимальный рабочий ток фидера контактной сети 2×27,5 кВ принимаем,
А:
Максимальный рабочий ток обмоток ВН и НН районного трансформатора,
Расчёт максимальных рабочих токов обмоток ВН и НН районного трансформатора,
А:
Максимальный рабочий ток сборных шин 10 кВ:
Расчёт максимального рабочего тока сборных шин 10 кВ, А:
.
Максимальные рабочие токи в цепи ввода трансформатора собственных нужд
(ТСН):
где Sном ТСН – номинальная мощность
ТСН, кВА;
Uном 1(2) – номинальное напряжение первичной (вторичной) обмотки ТСН, кВ.
Расчёт максимальных рабочих токов в цепи ввода трансформатора собственных
нужд (ТСН), А:
Выбор сборных шин и токоведущих элементов. Выбор изоляторов
Шины открытых РУ-27,5; 35; 110; 220 кВ выполняют сталеалюминевыми гибкими
проводами марки АС.
Выбор сечения сборных гибких шин и проводов всех присоединений выполняем
по длительно допускаемому току:
где Iдоп – длительно допускаемый ток
для выбранного сечения, А;
Iраб max – максимальный рабочий ток токоведущих элементов, А.
Выбор сборных гибких шин и проводов всех присоединений сводим в таблицу
10.
Таблица 10. Выбор сборных гибких шин и поводов всех присоединений.
Наименование присоединения
|
Тип провода
|
Условие выбора
|
- по длительно допускаемому току, А
|
Ввод 110 кВ
|
АС-240/56
|
610341,162
|
Обмотка ВН силового трансформатора
|
АС-240/56
|
61098,412
|
Сборные шины ВН ТП
|
АС-240/56
|
610255,871
|
Обмотка СН силового трансформатора
|
АС-300/39
|
710618,59
|
Сборные шины СН ТП
|
АС-185/29
|
510494,872
|
Обмотка ВН районного трансформатора
|
АС-70/11
|
26598,974
|
Обмотка НН силового трансформатора
|
АС-400/22
|
830787,296
|
Сборные шины НН ТП
|
АС-300/66
|
680629,837
|
Фидера к/сети
|
АС-150/19
|
450400
|
В РУ-10 кВ применяются жесткие алюминиевые шины. При токах до 3 кА
применяются однополосные и двухполосные шины прямоугольного сечении; при больших
токах – шины коробчатого сечения, так как они обеспечивают меньшие потери и лучшие
условия охлаждения.
Выбор сборных жёстких шин сводим в таблицу 11.
Таблица 11. Выбор сборных жёстких шин
Наименование присоединения
|
Тип шины
|
Условие выбора
|
- по длительно допускаемому току, А
|
РУ-10 кВ
|
АДО-30×4
|
365277,128
|
Выбор силовых кабелей линий не тяговых потребителей выполняем:
- по номинальному напряжению:
где Uном – номинальное напряжение токоведущего
элемента, кВ;
Uраб– рабочее напряжение линии (РУ), кВ.
Маркировка кабелей: А – токоведущая жила алюминиевая; А – оболочка
алюминиевая; ОС – отдельная оболочка каждой жилы свинцовая; Ц – бумажная изоляция
с нестекающими массами; Б – броня из плоских стальных лент; л - подушка под бронёй
из крепированной бумаги, пропитанной битумом + одна пластмассовая лента; Шв – наружный
покров из поливинилхлоридного шланга; 3 – трёхжильный; (сечение одной жилы, мм2
– номинальное напряжение, кВ).
Шины ОРУ 10; 27,5 и 110 подвешивают на изоляторах ПФ или ПС, собранных
в гирлянды или используют полимерные подвесные изоляторы. Выбор изоляторов сводим
в таблицу 14.
Таблица 14. Выбор подвесных изоляторов
Характеристики изоляторов
|
РУ-110 кВ
|
РУ-27,5 кВ
|
РУ-10 кВ
|
Тип изоляторов
|
ЛК-120/110
|
ЛК-120/35
|
3×ПС-70
|
Номинальное напряжение, кВ
|
110
|
27,5
|
10
|
Разрушающая сила
при растяжении, кН
|
120
|
120
|
70
|
Длина пути утечки, не менее, мм
|
2500
|
900
|
-
|
Длина изоляционной части, мм
|
1010
|
370
|
-
|
Масса, кг
|
3,2
|
1,6
|
-
|
Строительная высота, мм
|
1377
|
597
|
-
|
Расстояния между фазами, см
|
300
|
160
|
160
|
В РУ-10 кВ жёсткие шины крепят на опорных и проходных изоляторах. Проходные
изоляторы применяют для соединения частей электроустановок внутри помещений и для
соединения наружных и внутренних частей установок. Выбор опорных изоляторов выполняем:
- по номинальному напряжению (2.2.2);
Выбор проходных изоляторов выполняем:
- по номинальному напряжению (2.2.2);
- по номинальному току:
где Iном – номинальный ток токоведущего
элемента, А.
Выбор опорных и проходных изоляторов сводим в таблицу 15.
Таблица 15. Выбор опорных и проходных изоляторов
Наименование
присоединения
|
По конструктивному
исполнению
|
Типы
изоляторов
|
Условия выбора
|
- по номинальному
напряжению, кВ
|
- по номиналь-
ному току, А
|
РУ-10 кВ
|
опорный
|
ОНШ-10-20 УХЛ1
|
1010
|
-
|
проходной
|
ИП-10/630-750 УХЛ1
|
1010
|
630277,128
|
Маркировка изоляторов: О – опорный; Н – наружный; Ш – штыревой; И –
изолятор; П – проходной; П – подвесной; С – стеклянный; Ф – фарфоровый; ЛК – полимерный;
( номинальное напряжение, кВ / номинальный ток, А – минимальное разрушающее усилие
на изгиб, даН); УХЛ – для умеренно-холодного климата; 1 – категория размещения на
открытом воздухе.
Выбор коммутационной аппаратуры. Выключатели
Высоковольтные выключатели выбираются по следующим условиям:
- по напряжению установки:
где Uном уст – номинальное напряжение
установки, кВ.
- по номинальному току:
где Iном – номинальный ток токоведущего
элемента, А;
Iраб max - максимальный рабочий ток присоединения, где устанавливают выключатель,
А.
- по конструктивному исполнению: масляные с большим или малым объёмом
масла; вакуумные; элегазовые.
Выбор высоковольтных выключателей сводим в таблицу 16.
Таблица 16. Выбор высоковольтных выключателей
Наименование
присоединения
|
Типы
выключателей
|
Условия выбора
|
- по
напряжению установки, кВ
|
- по
номинальному току, А
|
- по конструктивному исполнению
|
РУ-110 кВ
|
ВГТ-110-40/1600 У1
|
110110
|
1600341,162
|
элегазовый
|
РУ-27,5 кВ
|
ВВС-27,5-20/1600 УХЛ1
|
27,527,5
|
1600787,296
|
вакуумный
|
РУ-10 кВ
|
ВВ/ТEL-10-20/1000
|
1010
|
1000346,41
|
вакуумный
|
Маркировка выключателей: В – выключатель; В – воздушный (вакуумный);
Т - трёхполюсной; С – обозначение серии; Г – элегазовый; (номинальное напряжение,
кВ – номинальный ток отключения, кА / номинальный ток, А). Климатическое исполнение:
УХЛ – для районов с умеренно-холодным климатом. Категория размещения: 1 – на открытом
воздухе.
Разъединители
Разъединители выбирают:
- по напряжению установки (2.3.1.1);
- по номинальному току (2.3.1.2);
- по виду установки: внутренняя или наружная;
-по конструктивному исполнению:
однополюсные или трёхполюсные, с заземляющими ножами или без них, с вертикальным
расположением главных ножей или с горизонтальным.
Выбор разъединителей сводим в таблицу 17
Таблица 17. Выбор разъединителей
Наименование
присоединения
|
Марки разъединителей
|
Тип привода
|
Условия выбора
|
- по
напряжению
установки, кВ
|
- по
номинальному току, А
|
- по виду установки
|
- по конструктивному исполнению
|
Ввод 110 кВ
|
РНДЗ.1-110/1000 УХЛ1
|
ПР-УХЛ1
|
110110
|
1000341,162
|
наружная
|
трёхполюсной с заземляющими ножами
|
Ввод ВН силового трансформатора
|
РНДЗ.1-110/1000 УХЛ1
|
ПР-УХЛ1
|
110110
|
100098,412
|
наружная
|
трёхполюсной с заземляющими ножами
|
Сборные шины
110 кВ
|
РНДЗ.1-110/1000 УХЛ1
|
ПР-УХЛ1
|
110110
|
1000255,817
|
наружная
|
трёхполюсной с заземляющими ножами
|
Ввод СН силового трансформатора
|
РНДЗ.1-27,5/1000 ХЛ1
|
ПВ-20У2
|
2525
|
1000618,59
|
наружная
|
трёхполюсной с заземляющими ножами
|
Ввод НН силового трансформатора
|
РНДЗ.1-10/1000 ХЛ1
|
ПВ-20У2
|
27,510
|
1000787,296
|
наружная
|
трёхполюсной с заземляющими ножами
|
Фидера к/сети
2×25 кВ
|
РНД-25/1000 ХЛ1
|
ПВ-20У2
|
27,527,5
|
1000400
|
наружная
|
трёхполюсной
|
РУ-10 кВ
|
РЛНД.1-10/400 ХЛ1
|
ПРНЗ-10 ХЛ1
|
1010
|
400346,41
|
наружная
|
трёхполюсной с заземляющими ножами
|
Маркировка разъединителей: Р – разъединитель; Н – наружной установки;
Д – двухколонковый или вертикально-поворотный; З – с заземляющими ножами. Числа
после точек означают количество заземляющих ножей. Числа перед дробной чертой и
за ней означают соответственно номинальное напряжение, кВ, и номинальный ток, А.
Климатическое исполнение: УХЛ – для районов с умеренно-холодным климатом. Категория
размещения: 1 – на открытом воздухе.
Предохранители
Предохранители на напряжение свыше 1000 В используют для защиты трансформаторов
напряжения (ТН) в РУ-10 кВ. При этом применяют предохранители типа ПКН, ПК и ПКТ
(трубчатые с кварцевым заполнителем).
Предохранители выбирают:
- по номинальному напряжению кВ:
- по номинальному току А:
Выбираем предохранитель марки: ПКН 001-10 У3.
Маркировка предохранителей: П – предохранитель; К – кварцевый; Т –
для защиты силовых трансформаторов и линий; Н – для трансформаторов напряжения;
цифры после букв: первая – наличие ударного устройства (1) или его отсутствие (0),
вторая и третья – конструкция контактов, в которых установлен патрон предохранителя.
Число после дефиса – номинальное напряжение, кВ. Климатическое исполнение: У – для
районов с умеренным климатом. Категория размещения: 3 – в закрытом помещении с естественной
вентиляцией.
Выбор измерительных трансформаторов
Выбор объёма измерений
Контрольно-измерительные приборы устанавливаются для контроля электрических
параметров в схеме подстанции и расчётов за электроэнергию, потребляемую и отпускаемую
ТП.
1. Измерение тока выполняется на вводах силовых трансформаторов со
стороны всех ступеней напряжения; на всех питающих и отходящих линиях, фидерах контактной
сети, ТСН (по вводу НН).
2. Учёт активной и реактивной энергии с помощью счётчиков выполняется
на вводах низкого напряжения понизительных, тяговых трансформаторов, фидерах потребителей,
ТСН (счётчик активной энергии устанавливается по вводу НН).
При выборе трансформаторов тока (ТТ) необходимо учитывать его назначение
– для присоединения каких видов защит и измерительных приборов предназначен ТТ.
Класс точности ТТ должен соответствовать его назначению. ТТ класса
0,5 применяют для присоединения расчётных счётчиков (класс точности этих счётчиков
на подстанции обычно 2,0), класса точности 1 – для присоединения приборов технического
учёта , класса 3(Р) или 10–для присоединения релейной защиты.
В РУ-110 кВ устанавливаем амперметр Э377, реле максимального тока РТ-40/100,
реле времени РВМ-12. В РУ-2×25, и 10 кВ устанавливаем амперметр Э377, реле
максимального тока РТ-40, реле времени РВМ-12. На фидере к/сети к ТТ присоединяют:
Э377; РТ-40/50; РВМ-12; УЭЗФ и ОМП.
При выборе трансформаторов напряжения (ТН) конструкция и схема соединения
обмоток должны соответствовать назначению трансформатора, которые могут быть одно-
или трехфазными. Последние применяют при напряжении 6 (10) кВ, а однофазные – при
любых напряжениях.
При необходимости обеспечивать контроль изоляции электроустановки применяют
трехобмоточные трансформаторы.
Необходимый класс точности ТН зависит от его назначения и выбирается
по тем же соображениям, что и для трансформаторов тока. Потерю мощности в соединительных
проводах обычно не учитывают.
Для упрощения расчетов нагрузку однофазных ТН, соединённых в трехфазную
группу, можно вычислить, не разделяя ее по фазам, так же как для трехфазных трансформаторов.
К ТН обычно подключают вольтметр (Э378) для измерения напряжения на шинах РУ, счетчики
электрической энергии, комплекты реле для контроля напряжения между всеми фазами
РУ, при необходимости – обмотки реле мощности, некоторых типов реле времени, реле
частоты. На тяговых подстанциях переменного тока к ТН присоединяют, помимо измерительных
приборов и реле напряжения, электронные реле защиты фидеров контактной сети и определители
места к.з. на контактной сети. Если вторичная нагрузка S2 превышает номинальную мощность трансформатора S2ном в требуемом классе точности, следует установить дополнительно трансформатор
напряжения и присоединить к нему часть приборов.
Выбор трансформаторов тока
Рисунок 4. Схемы соединения трансформаторов тока с приборами
Выбор ТТ выполняем:
- по напряжению установки (2.3.1.1);
- по номинальному току первичной обмотки:
где I1ном – номинальный ток первичной
обмотки ТТ, А; его значение должно быть как можно ближе к значению Iраб max , так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешности
измерения.
- по виду установки: внутренняя или наружная;
- по классу точности: при питании расчётных счётчиков – 0,5; щитовых
приборов и контрольных счётчиков – 1; релейной защиты – 10(Р).
Выбор ТТ сводим в таблицу 18.
Маркировка ТТ: Т – трансформатор тока; В – встроенный; К – для КРУ;
П - проходной; Л – с литой изоляцией. Числа после букв – номинальное напряжение,
кВ; римская цифра – вариант конструктивного исполнения; в числителе – номинальный
ток, А, в знаменателе – номинальный вторичный ток, А. Буква после чисел: У – для
работы в районах умеренного климата. Последняя цифра: 2 – для работы в помещениях
со свободным доступом наружного воздуха; 3 – для работы в закрытых помещениях с
естественной вентиляцией.
Таблица 18. Выбор ТТ
Наименование
присоединения
|
Тип трансформатора
|
Условия выбора
|
- по напряжению установки, кВ
|
- по номинальному току, А
|
- по виду установки
|
- по классу точности
|
РУ-110 кВ
|
ТВ-110-I-1500/5 У2
|
110110
|
1500341,162
|
наружная
|
0,5 и 10(Р)
|
Фидера к/сети 2×25 кВ
|
ТВ-27,5-III-750/5 У2
|
3527,5
|
750400
|
наружная
|
0,5 и 10(Р)
|
Ввод СН силового трансформатора
|
ТВ-27,5-III-750/5 У2
|
27,527,5
|
750618,59
|
наружная
|
0,5 и 10(Р)
|
Сборные шины СН
|
ТВ-27,5-III-750/5 У2
|
27,527,5
|
750400
|
наружная
|
0,5 и 10(Р)
|
РУ-10 кВ
|
2×ТПЛК-10-400/5 У3
|
1010
|
400346,41
|
внутренняя
|
0,5 и 10(Р)
|
Фидера районных потребителей 10 кВ
|
2×ТПЛК-10-200/5 У3
|
1010
|
200180,133
|
внутренняя
|
0,5 и 10(Р)
|
Страницы: 1, 2, 3, 4
|