Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Проектирование ПС 110/10кВ Южная - файл Мой диплом.doc


Проектирование ПС 110/10кВ Южная
скачать (1970.2 kb.)

Доступные файлы (10):

ген план.dwg
заземление.dwg
Засчет РЗА и ТКЗ 2.dwg
Мой диплом.doc1728kb.02.07.2006 20:25скачать
Молниезащита A1.dwg
Первичка A1.dwg
План. Разрезы A1.dwg
размещение устройств РЗА.dwg
РЗА.dwg
таблица южная.doc962kb.02.07.2006 20:49скачать

Мой диплом.doc

1   2   3   4   5


Периодическая составляющая тока трёхфазного КЗ (Iк3) определяется по следующей формуле:

(3.15)

где Uб – базовое напряжение соответствующего режима работы электрической сети, кВ;

ZΣ – полное суммарное сопротивление соответствующего режима работы электрической сети, Ом.

Ударный ток КЗ (Iуд) определяется из следующего выражения:

(3.16)

где Куд – ударный коэффициент тока КЗ соответствующего режима работы электрической сети.

Ударный коэффициент тока КЗ определяется по формуле:

(3.17)

где Та – постоянная времени затухания тока КЗ соответствующего режима работы электрической сети.

Постоянная времени затухания определяется из выражения:

(3.18)

Ниже приведён расчёт токов КЗ в точке К1 с использованием формул (3.15) – (3.18)

Максимальный режим работы электрической сети, минимальное регулирование трансформаторов:









Минимальный режим работы электрической сети, максимальное регулирование трансформаторов:









Аналогично производится расчёт токов КЗ в других точках. Результаты расчёта токов КЗ в точках приведены в таблице 3.6.
Таблица 3.6 - Расчёт токов трёхфазного КЗ.

Режим КЗ

Напряжение, кВ

Uб

Сопротивления, Ом

Та, с

Куд

Iк3, кА

iуд, кА

RΣ

ХΣ

ZΣ

КЗ в точке К1

Макс.

115

0,018

1,815

1,815

0,321

1,969

36,58

101,86

Мин.

126

0,018

5,619

5,619

0,994

1,99

11,82

36,44

КЗ в точке К2

Макс.

115

0,036

3,5

3,5

0,31

1,968

18,97

52,8

Мин.

115

0,036

11,144

11,144

0,989

1,99

5,96

16,77

КЗ в точке К3

Макс.

115

0,038

3,771

3,771

0,316

1,969

17,61

49,04

Мин.

115

0,038

11,335

11,335

0,95

1,99

5,86

15,99

КЗ в точке К4

Макс.

10,5

0,018

39,536

39,536

6,995

1,998

1,45

4,1

Мин.

10,5

0,018

69,799

69,799

12,349

1,999

1,04

2,94

^




4 ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ АППАРАТУРЫ


К выбираемому высоковольтному оборудованию относятся: высоковольтные выключатели, шины, разъединители, изоляторы, трансформаторы тока и напряжения, ограничители напряжения, трансформаторы собственных нужд, дугогасительные катушки.

Основные условия выбора и проверки высоковольтных электрических аппаратов следующие:

  1. Выбор по номинальному напряжению:

UсUн; (4.1)

где Uс – напряжение сети, кВ;

Uн – номинальное напряжение аппарата, кВ.

  1. Выбор по номинальному току:

Iраб Iн; (4.2)

где Iраб – наибольший ток в сети, А;

Iн – номинальный ток аппарата, А.

  1. Проверка по току отключения:

Iк3 Iотк.н, (4.3)

где Iк3 – периодическая составляющая тока трёхфазного КЗ, кА;

Iотк.н – номинальный ток отключения аппарата, кА.

  1. Проверка на электродинамическую стойкость:

iудIдин, (4.4)

где iуд – ударный ток трёхфазного КЗ, кА;

Iдин - ток электродинамической стойкости аппарата, кА.

  1. Проверка на термическую стойкость:

, (4.5)

где Вк – интеграл Джоуля при КЗ, кА2*с;

tт – допустимое время действия тока термической стойкости, с.

Расчёт интеграла Джоуля при КЗ (теплового импульса тока) можно выполнить следующим образом:

(4.6)

где Вк.п, Вк.а - соответственно периодическая и апериодическая составляющие импульса тока;

Iк3 – действующее значение периодической составляющей тока КЗ, кА;

tоткл – время от начала КЗ до его отключения, с;

tоткл = tз + tвыкл,

tз – время действия релейной защиты, для МТЗ tз = 0,51,0 с, примем tз =1,0 с;

tвыкл – полное время отключения аппарата, с.
4.1 Выбор трансформаторов собственных нужд подстанции
Максимальная нагрузка потребителей собственных нужд подстанции составляет 108,6 кВА.

Выбор мощности трансформаторов собственных нужд производится по формуле (2.1). К установке принимаются два трансформатора 10 / 0,4 кВ мощностью по 100 кВА типа ТМ – 100/10.

Коэффициент загрузки определяется по формуле (2.2) и равен 0,55. Коэффициент загрузки в послеаварийном режиме определяется по формуле (2.3) и составит 1,01.

Параметры трансформаторов собственных нужд приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Параметры трансформатора собственных нужд

Параметр трансформатора

Значение параметра

Тип трансформатора

ТМ – 100/10

Номинальная мощность, кВА

100

Номинальное напряжение ВН, кВ

10

Номинальное напряжение НН, кВ

0,4

Мощность потерь ХХ, кВт

0,365

Мощность потерь КЗ, кВт

1,97

Напряжение КЗ, %

4,5

Ток холостого хода, %

2,6


Щит собственных нужд размещается в ОПУ, совмещенном со ЗРУ 10 кВ. Схема собственных нужд состоит из двух секций с АВР.
4.2 Выбор ячеек РУ – 110 и РУ – 10
Открытое распределительное устройство 110 кВ и узел установки силовых трансформаторов выполнены в виде комплектной двухтрансформаторной подстанции КТПБ – 110 – 4Н – 1/10 – 2 на 16000 – 63 – А – 2 – 85 У1 Самарского завода «Электрощит» и состоят из отдельных блоков, представляющих собой металлическую конструкцию со смонтированным оборудованием, аппаратурой и внутренними соединениями, устанавливаемыми на сваях.

При напряжении 10 кВ в настоящее время наибольшее распространение получили комплектные распределительные устройства (КРУ) с вакуумными выключателями, благодаря следующим их достоинствам:

  • высокая износостойкость при коммутации номинальных токов и номинальных токов отключения;

  • резкое снижение эксплутационных затрат;

  • полная взрыво и пожаробезопасность и возможность работы в агрессивных средах;

  • широкий диапазон температур, в котором возможна работа вакуумной дугогасительной камеры;

  • повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам вследствие малой массы и компактной конструкции аппарата;

  • произвольное рабочее положение и малые габариты, что позволяет создавать различные компоновки распределительных устройств (РУ);

  • бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные малыми выделениями энергии в дуге и отсутствие выброса масла, газов при отключении КЗ;

  • сокращение времени на монтаж;

  • отсутствие загрязнений окружающей среды.

К недостаткам относится повышенный уровень коммутационных перенапряжений, что требуют применения специальных технических средств, а также их высокая цена.

В качестве распределительного устройства 10 кВ целесообразно применить закрытое КРУ заводского изготовления, состоящего из отдельных ячеек различного назначения.

Для комплектования ЗРУ-10 кВ выберем малогабаритные ячейки К-63, изготовляемые самарским заводом «Электрощит». Данные ячейки отвечают современным требованиям эксплуатации, имеют двухсторонний коридор обслуживания, выкатные тележки с вакуумными выключателями, безопасный доступ к любому элементу КРУ-10.

В составе КРУ сери К-63 входят вакуумные выключатели типа ВВ/ТЕ 0 – 20/630 (100, 1600) УХЛ1, трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, разрядники, заземляющие ножи, сборные и соединительные шины, опорные и переходные изоляторы.

4.3 Выбор выключателей
Выключатель является основным коммутационным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения цепи в любых режимах. Наиболее тяжёлой и ответственной операцией является отключение токов короткого замыкания.

Высоковольтные выключатели выбираются по номинальному напряжению, номинальному току, конструктивному исполнению, месту установки и проверяются по параметрам отключения, а также на электродинамическую и термическую стойкость.

Выбор высоковольтных выключателей рассмотрен на примере выключателя Q1, установленного в цепи ОРУ-110 кВ (чертеж 1).

Параметры сети: Uс = 110 кВ, Iраб = 163 А, Iк3 =18,97 кА, iуд = 52,8 кА.

Выбран баковый масляный выключатель типа ВМТ–110–25/1250 УХЛ1.

Параметры: Uн = 110 кВ, Iн = 1250 А, Iотк.н = 25 кА, Iдин = 65 кА, Iт = 25 кА, при tт =3 с, tвыкл =0,06 с (tоткл = 1 + 0,06 = 1,06 с).

Выбор по номинальному напряжению:

UсUн;

110 ≤ 110 (кВ).

Выбор по номинальному току:

Iраб Iн;

163 ≤ 1250 (А).

Проверка по току отключения:

Iк3 Iотк.н;

18,97 ≤ 25 (кА).

Проверка на электродинамическую стойкость:

iудIдин,

52,8 ≤ 65 (кА).
Проверка на термическую стойкость:




Iоткл.н2 * tт = 25 2 * 3 = 1875 (кА2*с);

;

492,9 ≤ 1875 (кА2*с).

Аналогично производится выбор и проверка для других выключателей. Результат выбора и проверки расчёта приведён в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Выбор высоковольтных выключателей.

Место установки выключателя по рисунку 2.1.

Тип выключателя

Условия выбора и проверки

Параметры системы

Параметры выключателя

Q1, Q2

ВМТ – 110 – 25 / 1250 УХЛ1

UсUн

Iраб Iн

Iк3 Iотк.н

iудIдин



110 кВ

163 А

18,97(17,61) кА

52,8 (49,04) кА

492,9 (426,6) кА2

110 кВ

1250 А

25 кА
65 кА

1875 кА2

Q3 – Q8.

ВБТ 10 –20/1250

UсUн

Iраб Iн

Iк3 Iотк.н

iудIдин



10 кВ

896,5 А

1,45 кА
4,1 кА

4,11 кА2

10 кВ

1250 А

20 кА

52 кА

1200 кА2

Продолжение таблицы 4.2

Место установки выключателя по рисунку 2.1.

Тип выключателя

Условия выбора и проверки

Параметры системы

Параметры выключателя

Q9 – Q30.

ВБТ 10 –20/630

UсUн

Iраб Iн

Iк3 Iотк.н

iудIдин



10 кВ

300 А

1,45 кА
4,1 кА

4,11 кА2

10 кВ

630 А

20 кА

52 кА

1200 кА2


4.4 Выбор разъединителей
Разъединители выбирают по конструктивному выполнению, роду установки и номинальным характеристикам: напряжению, длительному току, электродинамической и термической стойкости при КЗ.

На напряжение 110 кВ выбраны разъединители наружной установки с механической блокировкой с заземлителями типа З-110/У3 в однополюсном исполнении типа РНДЗ. На напряжение 10 кВ разъединители наружной установки в трёхполюсном исполнении РЛНД-10/630 У1 (QS7 – QS10 по чертежу 1).

Проверка выполняется аналогично проверке выключателей (4.1) – (4.6) и сведена в таблицу 4.3
Таблица 4.3 - Выбор разъединителей.

Место установки разъединителя по рисунку 1.1.

Тип разъединителя

Условия выбора и проверки

Параметры системы

Параметры разъединителя

QS1 – QS4

РНДЗ.2 – 110/3200 ХЛ1

UсUн

Iраб Iн

Iк3 Iотк.н

iудIдин



110 кВ;

163 А;

36,58 кА;

101,86 кА;

3105,1 кА2*с;

110 кВ;

3200 А;

50 кА;

125 кА;

7500 кА2*с;

QS5, QS6

РНДЗ.1 –110/1000 ХЛ1

UсUн

Iраб Iн

Iк3 Iотк.н

iудIдин



110 кВ

163 А

18,97(17,61) кА

52,8 (49,04) кА

492,9 (426,6) кА2

110 кВ;

1000 А;

31,5 кА;

80 кА;

2976,75 кА2*с;



4.5 Выбор ограничителей перенапряжений
При коммутации выключателями с малым временем отключения нагруженных трансформаторов или при пуске двигателей могут возникнуть перенапряжения, опасные для изоляции оборудования.

В результате исследований, проведённых специалистами научно-исследовательского предприятия «Таврида-Электрик» было установлено, что коммутационные перенапряжения могут возникать лишь при определённом соотношении параметров сети и параметров выключателя.

Для предотвращения коммутационных и других перенапряжений необходимо установить специальные устройства для ограничения и устранения вредного влияния перенапряжений на изоляцию оборудования. В качестве таких устройств могут быть выбраны ограничители перенапряжений (ОПН). Они устанавливаются между фазой и землей, а также между различными фазами сети.

Их основные преимущества перед вентильными разрядниками следующие:

  • глубокий уровень ограничения;

  • стабильность характеристик;

  • надёжность в эксплуатации;

  • отсутствие необходимости в техническом обслуживании;

  • взрывобезопасность и сейсмостойкость;

  • возможность установки в подвесном и опорном исполнении;

  • малый вес и габариты.

ОПН без искровых промежутков изготавливаются на основе оксидо-цинковых варисторов. ОПН предназначены для защиты двигателей, трансформаторов, воздушных и кабельных линий от атмосферных и коммутационных перенапряжений.

Для защиты оборудования напряжением 110 кВ выбираются ОПН У/ТЕL 110/84; 10 кВ – ОПН Т/ТЕL 10/11,5.
4.6 Выбор шин
Выбор шин РУ осуществляется по длительному допустимому току нагрузки с использованием справочных данных, и производят проверку на электродинамическую и термическую стойкость к токам КЗ.

В качестве шин ЗРУ-10 целесообразно выбрать алюминиевые шины прямоугольного сечения 50 х 6 мм2. Iдоп = 870 А; Iр = 304,4 А.

Проверка на электродинамическую стойкость при воздействии тока КЗ:

σрσдоп, (4.10)

где σр – расчётное механическое напряжение шины, Па;

σдоп – расчётное механическое напряжение шины, Па (для алюминиевых шин σдоп =65 МПа).

(4.11)

где F – усилие от динамического воздействия токов КЗ;

l – длина пролёта между изоляторами, м;

W – момент сопротивления, м3.

, (4.12)

где а – расстояние между токоведущими шинами, м.

Момент сопротивления для прямоугольных шин:

, (4.13)

где b и h – соответственно узкая и широкая стороны сечения шины, м.

Проверка по термической стойкости:

Sш Sт (4.14)

где Sш - сечение шин, мм2;

Sт – термически стойкое сечение, мм2.

, (4.15)

где α – коэффициент термической стойкости (для алюминия =95).

Проверяем шины ЗРУ–10. Расстояние между изоляторами одной фазы, то есть пролёт l = 1,1 м, расстояние между фазами a = 0,35 м.

Проверка на электродинамическую стойкость:

,

,

,

σрσдоп,

3,41 ≤ 65.

Следовательно, можно сделать вывод, что выбранные шины удовлетворяют условию электродинамической стойкости.

Проверка на термическую стойкость:

,

Sш Sт

300 ≥ 15,71 (мм2)

Следовательно, выбранные шины удовлетворяют условию термической стойкости.
4.7 Выбор изоляторов
Опорные изоляторы выбирают по номинальному напряжению и проверяют на механическую нагрузку при коротких замыканиях.

Условие проверки на механическую нагрузку при КЗ:
F ≤ 0,6 Fдоп, (4.16)

где 0,6 – коэффициент запаса;

Fдоп – допустимое усилие на изолятор.

В ЗРУ – 10 для крепления шин используются опорные изоляторы ИО–10–3,75 У3 с параметрами: номинальное напряжение 10 кВ, минимальная разрушающая сила на изгиб 3,75 кН.

Производим проверку изоляторов по формулам (4.12), (4.16):


1,1

0,35

F = 1,76 * 41002 * * 10-7 = 9,3 (Н),

F ≤ 0,6 Fдоп,

9,3 ≤ 2250 (Н).

Следовательно, изолятор прошёл проверку на механическую нагрузку при токах КЗ.
4.8 Выбор измерительных трансформаторов тока
Трансформатор тока (ТТ) предназначен для уменьшения первичного тока до величин, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Выбор трансформаторов тока (ТТ) производят: по номинальному напряжению; первичному току; нагрузке вторичной цепи, которая обеспечивает погрешность в пределах паспортного класса точности; по роду установки; конструкции; классу точности. Также их проверяют на термическую и электродинамическую стойкость при КЗ.

Основные условия выбора ТТ следующие:

  1. Выбор ТТ по номинальному напряжению осуществляется по формуле (4.1).

  2. Выбор ТТ по номинальному току осуществляется по формуле (4.2).

  3. Выбор ТТ по нагрузке вторичной цепи для обеспечения его работы в требуемом классе точности состоит в соблюдении условия:

S2номS, (4.17)

где S2ном – номинальная вторичная нагрузка в классе точности, ВА;

S – расчётная нагрузка подключенная ко вторичной обмотке ТТ, ВА.

Фактическая (расчётная) нагрузка подключённая к вторичной обмотке ТТ определяется из следующего выражения:

, (4.18)

где I2ном – номинальный ток вторичной обмотки ТТ, А;

Z2ном – сопротивление цепи включенной во вторичную обмотку, Ом.

Сопротивление цепи включенной во вторичную обмотку складывается из трёх составляющих: суммы сопротивлений приборов (Σrприб), допустимого сопротивления проводов (rдоп) и переходного сопротивления контактов (rконт) (принимаем rконт = 0,1).
Z2ном = Σrприб + rдоп + rконт, (4.19)

Исходя из этого, расчётную нагрузку можно представить следующим образом:

, (4.20)

где ΣSприб – суммарная мощность всех приборов подключенных к вторичной обмотке ТТ, ВА.

В связи с тем, что ТТ на все напряжения встроены во ввода выключателей (кроме ТТ подключенных к релейной защите от замыканий на землю), проверку на электродинамическую и термическую устойчивость не производим.

К установке на напряжение 110 кВ принимаются ТФЗМ–110Б–1У1 600/5 и ТВТ–110–I 600/5; на стороне 10 кВ – ТОЛ–10 1500/5 и 300/5; в нейтрали силовых трансформаторов ТДН–16000/110 устанавливаются ТВТ–35–I 300/5. Все эти ТТ имеют две обмотки и обеспечивают возможность последовательного или параллельного их подключения. При параллельном подключении и классе точности 1, достаточном для подключения измерительных приборов имеют мощность вторичной цепи 40 ВА. При классе точности 10Р, обеспечивают мощность 20 ВА.

Измерительные приборы, подключаемые к измерительным трансформаторам и их мощность, приведена в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Приборы, подключаемые к измерительным трансформаторам

Напряжение

Прибор

Мощность, ВА

110 кВ

Э309

5

А1D

0,7

10 кВ

Э309

5

А1D

0,7


Для примера производится выбор и проверка ТТ на 110 кВ. К установке принят ТФЗМ–110Б–1У1 600/5.

Проверка по номинальному току:

Iраб Iн

163 < 600 (А).

По номинальному напряжению:

UсUн

110 ≤ 110 (кВ).

Выбор ТТ по нагрузке вторичной цепи:

S2номS,

Мощность приборов подключённых к ТТ на 110 кВ составляет 5,7 ВА (один Э309 и один А1D-3-00-С2-Т на каждую фазу). Ток вторичной цепи 5 А. Переходное сопротивление контактов 0,1 Ом. Сопротивление проводов рассчитывается по следующей формуле:

, (4.21)

где ρ – удельное электрическое сопротивление (для меди 0,018);

lпр – длина кабеля, м (в данном случае длина не превышает 120 м);

Sпр – сечение кабеля, мм2, (технически сечение медного кабеля не должно быть менее 1,5 мм2 и примерно составит 2,5 мм2).

Следовательно:

,

S = 5,7 + 52 * (0,864+ 0,1) = 29,8 ВА,

S2номS,

40 > 29,8 (ВА).
Аналогично производится проверка и остальных ТТ, результат сведён в таблицу 4.5

Таблица 4.5 - Выбор и проверка трансформаторов тока.

Трансформатор тока

Условия выбора и проверки

Параметры ТТ

Параметры сети

ТФЗМ –110Б – 1У1 600/5

Iраб Iн

UсUн

S2номS

600 А

110 кВ

40 ВА

163 А

110 кВ

29,8 ВА

ТВТ – 110 – I – 600/5

Iраб Iн

UсUн

S2номS2р

400 А

110 кВ

40 ВА

163 А

110 кВ

29,8 ВА

ТОЛ – 10 – 1500/5

Iраб Iн

UсUн

S2номS

1500А

10 кВ

10 ВА

895 А

10 кВ

8,9 ВА

ТОЛ – 10 – 300/5

Iраб Iн

UсUн

S2номS

300 А

10 кВ

10 ВА

22 А

10 кВ

8,9 ВА



4.9 Выбор измерительных трансформаторов напряжения
Измерительные трансформаторы напряжения (ТН) предназначены для преобразования напряжения до значения, удобного для измерения.

Трансформаторы напряжения для питания измерительных приборов и реле выбирают по номинальному напряжению первичной обмотки, классу точности, схеме соединения обмоток и конструктивному выполнению.

Соответствие классу точности следует проверить сопоставлением номинальной нагрузки вторичной цепи с фактической нагрузкой от подключённых приборов.

Проверка по номинальному напряжению первичной обмотки осуществляется по формуле (4.1).

Проверка по классу точности осуществляется по следующей формуле:

S2номS (4.22)

где S2ном – номинальная вторичная нагрузка в классе точности, ВА;

S – расчётная нагрузка подключенная ко вторичной обмотке ТН, ВА.

Для установки на подстанции на 10 кВ принимаем трансформатор НТМИ – 10 – 66 У1 с мощностью вторичной обмотки 120 ВА в классе точности 0,5.

Мощность приборов подключаемых к ТН составляет 2,5 ВА (один Э377). Произведем проверку ТН.

Проверка по номинальному напряжению первичной обмотки:

UсUном

10 ≤ 10 (кВ).

Проверка по классу точности:

S2номS

120 > 2,5 (ВА).


1   2   3   4   5



Скачать файл (1970.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации