Розвиток електричної мережі ВАТ "Львівобленерго"

Сумарне вторинне навантаження SS2= В×А.

З каталога [12] вибираємо трансформатор напруги типу 3НМИ-10 ІУ2, його параметри вказані в табл. 4.9.

Таблиця 4.9 - Параметри трансформатора напруги

Перевірка вибраного трансформатора напруги:

Sном=3 × 100 = 300 В×А  SS2 = 165,34 В×А.

4.3.2 Вибір трансформаторів струму

Умови вибору:

·        по напрузі Uном ³ Uуст;

·        по струму І1ном ³ Імах;

·        по конструкції і класу точності;

·        по електродинамічній стійкості.

де kдин – кратність електродинамічної стійкості за каталогом;

І1ном – номінальний первинний струм трансформатора струму;

Ідин – струм електродинамічної стійкості;

·        по термічній стійкості,

де kT – кратність термічної стійкості за каталогом;

·        перевірка по допустимому навантаженню вториної обмотки,

де Z2 – вторинне навантаження трансформатора струму;

Z2ном – номінальне допустиме навантаження трансформатора струму у вибраному класі точності.

Вибір трансформаторів струму на стороні ВН.

Вторинне навантаження трансформаторів струму на стороні ВН наведено в табл. 4.10.

Таблиця 4.10 - Вторинне навантаження трансформатора струму

Вибираю з каталога [12] трансформатор ТФЗМ-35А-У1, розрахункові та каталожні дані наведено в табл. 4.11.

Таблиця 4.11 - Вибір трансформатора струму ВН

Визначаємо опір приладів за формулою:

,

де Sпр. – потужність, що споживається приладами найбільш завантаженої фази;

І2ном – номінальний струм вторинної обмотки трансформатора.

Допустимий опір проводів:

,

де опір контактів приймаємо rк = 0.1, для кількох приладів згідно [5],

Z2ном – номінальне допустиме навантаження трансформатора струму в вибраному класі точності.

Переріз з’єднувальних проводів визначається за формулою:

 ,

де ρ = 0,0283 – питомий опір матеріалу проводу;

lроз. = 30 м - відстань від трансформаторів струму ВРП-35кВ до ЗПК;

 Ом;

rпров. = 1.2 – 0.06 – 0.1=1,14 Ом;

q = 0,0283∙30 / 1,14 = 0,745 мм2;

Вибираємо контрольний кабель АКВРГ з січенням жили 4 мм2.

Опір з’єднувальних проводів:  Ом.

Опір навантаження: Zнав.= rпров+ rпр. + rк = 0,213 + 0,06 + 0,1= 0,373 Ом.

Перевірка вибраного трансформатора струму:

Z2ном.=1,2 Ом > Zнав.=0,373 Ом.

Трансформатор задовільняє умови перевірки.

 В силові трансформатори вмонтовані трансформатори струму типу ТВТ 35-І-300/5 з такими параметрами:

Uном=35 кВ;

Іном=300 А;

Вибір трансформаторів струму на стороні НН.

Вторинне навантаження трансформаторів струму на стороні НН наведено в табл. 4.12.

Таблиця 4.12 - Вторинне навантаження трансформатора струму

За каталогом [4] вибираємо трансформатор струму типу ТПОЛ-10. Розрахункові і каталожні дані наведено в табл. 4.13.

Таблиця 4.13 - Вибір трансформатора струму НН

Розраховуємо переріз контрольного кабеля для з’єднання трансформаторів струму з вимірювальними приладами. Визначаємо опір приладів за формулою:

,

де Sпр. – потужність, що споживається приладами найбільш завантаженої фази;

І2ном – номінальний струм вторинної обмотки трансформатора.

Допустимий опір проводів:

,

де опір контактів приймаємо rк = 0.1, для кількох приладів згідно [5],

Z2ном – номінальне допустиме навантаження трансформатора струму в вибраному класі точності.

Переріз з’єднувальних проводів визначається за формулою:

 ,

де ρ = 0,0283 – питомий опір матеріалу проводу;

lроз. = 40 м - відстань від трансформаторів струму ЗРП-10кВ до ЗПК;

 Ом;

rпров. = 0,6 – 0,24 – 0,1=0,26 Ом;

q = 0.0283∙40 / 0,26 = 4,354 мм2;

Вибираємо контрольний кабель АКВРГ з січенням жили 6 мм2.

Опір з’єднувальних проводів: Ом.

Опір навантаження Zнав.= rпров+ rпр. + rк = 0,189+ 0,24 + 0,1 = 0,529 Ом.

Перевірка вибраного трансформатора струму:

Z2ном.=0,6 Ом > Zнав.=0,529 Ом.

Трансформатор задовільняє умови перевірки.

В силові трансформатори вмонтовані трансформатори струму типу ТВТ 10-І-5000/5 з такими параметрами:

;

Uном=10 кВ;

Іном=1000 А;

4.4 Вибір обмежувачів перенапруг

Ізоляція силових і вимірювальних трансформаторів, а також інших електричних апаратів електричної підстанції не може протидіяти комутаційним і особливо грозовим перенапругам.

Останнім часом на заміну традиційних вентильних розрядників змінного струму прийшли нові електричні апарати високої напруги – обмежувачі перенапруг нелінійні (ОПН), які в порівнянні з розрядниками більш глибоко обмежують комутаційні та грозові перенапруги. Заміна вентильних розрядників на ОПН співпала з вичерпуванням ресурсів ізоляції електрообладнання. При цьому ефективне обмеження перенапруг за допомогою порівняно дешевих ОПН дає значний економічний ефект у зберігання ресурсів електроообладнання, що є особливо актуальним для України. Згідно Норм [3] вибираємо ОПН.

4.4.1 Вибір ОПН на стороні ВН

Згідно методики (книжка по вибору) для 35кВ:

- ;

- ;

- - коефіцієнт замикання на землю;

- максимальна тривалість тимчасового підвищення напруги = 10сек. ;

- необхідний номінальний струм ОПН ;

- необхідний клас розряду лінії = 1 ;

- клас ізоляції = 1 ;

- максимальний струм к.з. = 20кА.

Визначення мінімальної довготривало-допустимої і номінальної напруги:

;

;

;

 з мал.19 (книжка)

Визначення фактичної довготривалої і номінальної напруги:

 округлимо до кратного трьом = 33кВ ;

;

;

Коефіцієнт для розрахункового класу лінії = 1:

;

З цього випливає наступна характеристика захисту:

- рівень захисту від грозових перенапруг () = 95кВ ;

- рівень захисту від комутаційних перенапруг () = 74кВ ;

- рівень захисту від крутого імпульсу () = 101кВ .

Перевірка значень захисту:

 >1 – достатньо .

Довжина шляху стікання: .

Приймаємо ОПН : SIEMENS 3EP2-036-1PL1.

Такий же ОПН приймаємо для нейтралі трансформатора.

4.4.2 Вибір ОПН на стороні НН

Згідно методики (книжка по вибору) для 10кВ:

- ;

- ;

- - коефіцієнт замикання на землю;

- максимальна тривалість тимчасового підвищення напруги = 10сек. ;

- необхідний номінальний струм ОПН ;

- необхідний клас розряду лінії = 1 ;

- клас ізоляції = 1 ;

- максимальний струм к.з. = 20кА.

Визначення мінімальної довготривало-допустимої і номінальної напруги:

;

;

;

 з мал.19 (книжка)

Визначення фактичної довготривалої і номінальної напруги:

 округлимо до кратного трьом = 12кВ ;

;

;

Коефіцієнт для розрахункового класу лінії = 1:

;

З цього випливає наступна характеристика захисту:

- рівень захисту від грозових перенапруг () = 32кВ ;

- рівень захисту від комутаційних перенапруг () = 25кВ ;

- рівень захисту від крутого імпульсу () = 34кВ .

Перевірка значень захисту:

 >1 – достатньо .

Довжина шляху стікання: .

Приймаємо ОПН : SIEMENS 3EP2-012-1PL1.

4.5 Вибір шин та ошиновки підстанції

Збірні шини і ошиновку в ЗРП 6-10 кВ виконують жорсткими алюмінієвими шинами різних форм (прямокутного перерізу, пакети з двох та трьох шин, трубчаті квадрати та круглі, пакети з двох швелерів на фазу). Вибір шин визначається напругою, робочим струмом та іншими умовами. При робочих струмах до 2000 А в основному використовують шини прямокутного перерізу, при більших струмах – пакети з двох і трьох смуг на фазу, далі по мірі наростання струму – використовують шини коробчатого профілю. В РП напругою 35 кВ і вище використовуються гнучкі шини та ошиновку, які виконуються проводами АС. Вихідними даними для вибору гнучких та жорстких шин та струмопроводів підстанції є номінальна напруга РП, розрахункові струми тривалого робочого режиму, значення струмів коротких замикань.

4.5.1 Вибір гнучких шин на стороні ВН

Вибір шин виконуємо по допустимому струмові навантаження, за умови, що максимальне значення струму шини не буде перевищувати відповідне допустиме значення. Максимальне значення струму шини рівне більшому з значень максимально допустимого струму ліній, що приєднані до шин ВН підстанції та максимального струму підстанції (табл. 4.2.), що рівні 390 А та 188А відповідно.

Оскільки значення максимального струму лінії є більшим за значення максимального струму підстанції, то гнучкі шини виконуємо таким самим проводом, що і повітряні лінії (ПЛ), приєднані до шин високої напруги ПС «Добромиль-14», а саме АС-70/11.

Вибраний провід відповідає встановленим нормам з умов механічної міцності [6] тому перевірку на механічну міцність не виконуємо.

Виписуємо деякі дані сталеалюмінієвого проводу АС-70/11 [4]:

-       допустиме значення струму ― Ідоп = 265 А;

-       діаметр алюмінієвої жили ― Dпр = 11,4 мм.

Оскільки струм однофазного короткого замикання на шинах високої сторони складає 3,054 кА, що є менше 20 кА, то перевірку шин за умовами динамічної дії струмів КЗ виконувати непотрібно, згідно [14].

Гнучкі шини, виконані голими проводами на відкритому повітрі, на термічну дію струмів КЗ не перевіряється згідно [6].

Здійснюється перевірка на коронування згідно наведеної методки в [5].

Початкове значення критичної напруженості електричного поля визначається за формулою

,

де m=0.82 – коефіцієнт, який враховує нерівність поверхні проводу;

- радіус проводу.

Ео=30.3·0.82·(1+0.299/) = 34.686 кВ/см.

Напруженість електричного проводу навколо проводу:

,

де  кВ;

 середньо геометрична відстань між фазами

,

де D – відстань між сусідніми фазами, см.

 см.

Е= кВ/см.

Умова перевірки проводів на коронування:

1.07·Е  0.9·Ео,

 кВ/см  кВ/см- умови коронування задовільняються.

4.5.2 Вибір жорстких шин на стороні НН

Переріз жорстких шин вибираємо так само, як і для гнучких шин, за величиною допустимого струму.

де Iмах – максимальне значення струму шини у ремонтному або після-варійному режимі роботи мережі, для сторони НН Iмах = 0,274 (кА) (з табл. 4.2.); ІДОП – допустимий струм шини з врахуванням поправки на температуру, кА;

Користуючись довідниковими матеріалами [4], для сторони НН підстанції вибираємо однополосні алюмінієві шини прямокутного січення розміром 30×4, допустимий струм яких – Ідоп ном = 365 А.

Виконуємо перерахунок значення допустимого струму до температурних умов даної місцевості:

(А),

де Θ0.ном = 250C – номінальна температура навколишнього середовища для шини [5]; Θт.доп = 700С – тривало допустима температура шини [4]; Θ0 = 9,90С – середньорічна температура навколишнього середовища даної місцевості.

Перевіряємо вибраний тип шини на відповідність умові:

Умова виконується.

Вибрані шини перевіряємо на термічну і динамічну стійкість.

Перевірка шин на термічну стійкість

Перевірка на термічну стійкість при КЗ виконується відповідно умови:

де ΘК – температура шин при нагріванні струмом КЗ; ΘК.ДОП – допустима температура нагрівання шин при КЗ, для алюмінієвих шин згідно з [4] - ΘК.ДОП = 200 0C.

Для встановлення величини ΘК необхідно порахувати температуру провідника в нормальному режимі роботи.

0C.

По кривій [5] визначаю величину fH, яка характеризує тепловий стан провідника до моменту початку КЗ, і рівна fH = 29 0C.

Визначаю величину fK, яка характеризує кінцевий стан провідника в режимі КЗ.

де k - коефіцієнт, який враховує опір і ефективну теплоємкість провідника (згідно [5] для алюмінієвих шин k = 0,01054, (мм4×°С/(А2×с)); q – переріз шини, для вибраних нами шин рівний (мм2).

По кривих [5] знаючи fk знаходимо кінцеве значення температури провідника в режимі КЗ, яке рівне ΘК = 51 °С.

Оскільки ΘК = 51 °С < ΘК.ДОП = 200 °C то умова термічної стійкості виконується.

Перевірка шин на динамічну стійкість

Частота власних коливань для алюмінієвих шин визначається за формулою:

де l – довжина прогону між ізоляторами, м; J – момент інерції поперечного перерізу шини відносно осі, перпендикулярної до напрямку згинаючої сили, см4; q – поперечний переріз шини, см2.

З цієї формули визначаємо довжину прогону l за умови, що частота власних коливань буде більша 200 Гц. Для цього знайдемо найбільше значення, яке задовольняє нерівність:

Розглянемо випадок, коли шини розміщені «на ребро», як показано на рис. 4.6.

Рис. 4.6 - Схематичне положення жорстких шин «на ребро»

Момент інерції шин розміщених «на ребро» визначається як:

( мм4),

де – h = 30 (мм) – висота шини; b = 4 (мм) – ширина шини.

Відповідно визначаємо довжину прогону для даного методу розміщення шин.

(м).

Розглянемо випадок, коли шини розміщені «пластом», як показано на рис. 4.7.

Рис. 4.7 - Схематичне положення жорстких шин «пластом»

Момент інерції шин, розміщених «пластом», визначається як:

( мм4),

де – h = 25 (мм) –ширина шини; b = 3 (мм) – висота шини.

Відповідно визначаємо довжину прогону для даного методу розміщення шин.

(м).

З розглянутих випадків вибираємо той, коли шини розміщені „пластом”, бо при цьому більша довжина прогону між ізоляторами. Тобто коли =0.866(м).

Найбільше динамічне зусилля при трифазному КЗ діє на провідник середньої фази. Його розраховують за формулою:

де  - коефіцієнт форми, оскільки відстань між сусідніми фазами значно більша від довжини шини по периметру поперечного перерізу, тому ; - значення ударного струму при трифазному короткому замиканні на стороні НН,  - відстань між сусідніми фазами [4], м.

Розраховуємо значення згинаючого моменту.

Розраховуємо значення моменту опору шини відносно осі, перпендикулярної до дії зусилля, для випадку розміщення шин в положенні „пластом”, відповідно до рис.4.7.

(м3),

Визначаємо величину напруження в матеріалі шини, що виникає в наслідок дії згинаючого моменту.

(МПа),

Виконуємо перевірку шин за умовою динамічної стійкості:

4.6 Вибір ізоляторів

В розподільних уставах струмоведучі частини відокремлюються від іншого обладнання, конструкцій і персоналу ізоляторами. Жорсткі шини закріплюються на опорних ізоляторах. Вибір опорних ізоляторів на стороні НН виконуємо по номінальній напрузі низької сторони ― 10 кВ, та перевіряємо по допустимому навантаженню.

За значенням номінальної напруги з каталогових даних [15] вибираємо полімерний ізолятор марки ОНШ-4-80-215-4.

UРП = 10 кВ = Uном.ізол. = 10 кВ.

Опорний ізолятор відповідає нормам по допустимому навантаженню, якщо виконується умова:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7