Повышение надежности электроснабжения потребителей н.п. Орлово Армизонского района Тюменской области с выбором оборудования на ПС 110/10 кВ "Орлово"

Рис.5. Схема подключения ТН-10 кВ

ТН состоит из электромагнитной системы пятистержневого магнитопровода, на который наматывается 3 катушки. Первая высоковольтная соединяется в звезду и с нее снимается U = 100 В, третья, низковольтная соединена в треугольник с нее снимается напряжение нулевой последовательности, реагирует на Короткое замыкание, связанные с землей и диспетчеру приходит сигнал «земля на сети 10 кВ».

Основным параметром ТН является коэффициент трансформации КТН = 100. Он используется для измерения напряжения на СШ-10 кВ косвенным способом.

ТН выбирают по условию:

1.UТН-10 ≥ UЭЛ.УЧ.

2.SРАСЧ ≤ SН

3. Класс точности

ТН должен соответствовать классу точности измерительных приборов.

Таблица 3

Паспортные данные ТН-10

Выбор нагрузок на ТН-10 кВ

Основная нагрузка на ТН – это измерительные приборы и приборы учета. Лилейная ячейка укомплектована счетчиком активной и реактивной энергии.

Ячейка ввода укомплектована ваттметром, вольтметром и счетчиком активной энергии.

Исходя из условия КРУН составляем таблицу.

Таблица 4

Данные нагрузок

Определяем полную нагрузку на ТН

                                                                                   (3.32)

где Р – активная мощность, равная 55 Вт,

Q – реактивная мощность, равная 95 ВАР

Выбираем согласно расчета ТН мощностью 200 ВА и класс точности 1,0. Выбираем ячейку ввода: тип ячейки К-59 ВК-10 – масляный выключатель колонковый с электромагнитным приводом.

Выключатель имеет следующие паспортные данные:

IН = 630 А; 1000 А; 2000 А

IОТК.КЗ = 20кА; 50 кА

SОТК = 250 мВА; 500 мВА

tСРАБ. МВ = 0,03 сек.

Выбираем мощность выключателя по следующим условиям:

1. Uн ≥ Uраб (3.33)

2. IH ≥ Iрасч (3.34)

3. IОТКЛ ≥  (3.35)

4. ≥ SКЗmax (3.36)

Определяем полную мощность КЗ

                                                                                      (3.37)

МВА

Таблица 5

Расчетные и паспортные данные МВ

Выбираем ячейку К-59 с масленым включателем ВК-10, имеющий электромагнитный привод.

Межсекционный масленый включатель выбираем по тем же условиям. Линейная ячейка выбирается с масленым выключателем ВК-10 с Iрасч = 630 А.

Расчет МТЗ-10 кВ

ПС «Орлово»

			250
			250

 

Рис.6 Схема распределительной сети

1. Суммарная мощность сети:

                                                                                         (3.38)

где РТП – мощность ТП-10/0,4 кВ

S = 100+250+160+250 = 760 кВА

2. Определяем номинальный ток

                                                                                    (3.39)

где UН – номинальное напряжение, равное 10,5 кВ

3. Определяем ток срабатывания защиты

                                                                           (3.40)

где КН – коэффициент надежности, равный 1,1,

КСЭП – коэффициент самозапуска, равный 1,

КВ – коэффициент возврата реле РТ-40, равный 0,8.

4. Определяем сопротивление трансформаторов

                                                                                     (3.41)

где UК – напряжение КЗ силового трансформатора

S – мощность силового трансформатора, равная 6,3 кВА

UН – номинальное напряжение с высокой стороны, равное 115 кВ, так как Sнm1 = Sнm2, то

При номинальной работе Т1 и Т2

 (3.42)

5. Определяем коэффициент перевода со стороны 110 кВ на сторону 10 кВ

6. Определяем сопротивление на шинах 10,5 кВ.

Для этого к сопротивлению системы прибавляем сопротивление трансформатора.

Таблица 6

Расчет для Т1 и Т2

Из расчетов определили сопротивление на шинах 10 кВ ХСmin = 2,2 Ом.

7. Для определения тока КЗ в самом удаленном участке распределительной сети необходимо определить сопротивление проводов линии 10 кВ.

Длина линии АС – 70 ℓ = 4,0 км.

АС-70-4(0,42+j0.4) = 1.68 + j1.6

Длина линии А – 50

ℓ = 1,4 + 6,4 + 1,6 = 9,4 км

А – 50 – 9,4(0,576 + j0,4) = 5,4 + j3,76.

Сопротивление до точки К1 рис.3,6

1,68 + j1,6

5,49 + j3.76

 + j2.2

7.08 + j7.56

Определяем косвенное сопротивление

8. Опре5деляем ток КЗ в точке К1

                                                                                       (3.42)

                                                                                    (3.43)

9. Определяем ток срабатывания защиты

                                                                                          (3.44)

где Кч – коэффициент чувствительности защиты, равный 1,5.

На электромагнит отключения подается ток I = 5 А.

Выбираем коэффициент запаса КЗ = 1,2

I = 5·1,2 = 6 А

Принимаем уставки

IСЗ = 200 А

t = 0,7 сек

РТ 40/20

КТТ = 100/5

Перенапряжение в СЭС

Защита линий электропередачи от грозовых перенапряжений.

Показателем грозоупорности ВЛ является удельное число грозовых отключений линии на 100 км длины и 100 грозовых часов в году. Для конкретных линий рассчитывается число грозовых отключений на полную длину и один год.

Молниезащиты ВЛ имеет целью уменьшение до экономически обоснованного числа грозовых отключений линии.

К основным средствам молниезащиты ВЛ относят:

1. Защита от прямых ударов молнии с помощью тросовых молниеотводов, подвешенных на линиях напряжением 110 кВ и более на металлических и железобетонных опорах.

2. Выполнение сопротивления заземления опор.

3. Увеличение числа изоляторов в гирлянде часто поражаемых опор, в частности очень высоких переходных опор, что повышает импульсную прочность линейной изоляции.

4. Применение трубчатых разрядников для защиты ослабленной изоляции или отдельных опор.

5. Соблюдение нормативных расстояний по воздуху при пересечении воздушных линий между собой и с линиями связи, а в случае линий на деревянных опорах применение трубчатых разрядников, которые устанавливаются на опорах, ограничивающих пролет пересечения.

Рассмотрим на примере расчета, требуется ли установка на ВЛ-110 кВ питающих РПС «Орлово» 110 кВ защитного троса.

При ударе молнии в провод ВЛ в месте удара возникает напряжение пробоя.

Uпр ≈100·IМ                                                                                     (3.46)

Где IМ – ток молнии.

Если это напряжение превысит импульсное 50% - Ное разрядное напряжение U50% гирлянды изоляторов (Uпр> U50%), она будет перекрыта при токе молнии:

IМ ≥ IЗ = U50%/100                                                                                     (3.47)

Где IЗ – ток «защитного уровня» линии.

Для ВЛ-110 кВ на железобетонных опорах гирлянда состоит из 7 изоляторов, имеющих высоту 167 мм; общая строительная высота гирлянды равна 1169 мм. Импульсная прочность U50% такой гирлянды равна кВ. Следовательно «защитный уровень» ВЛ-110 кВ на железобетонных опорах составит:

IЗ = U50%/100 = 550/100 = 505 кА

Вероятность ударов молнии с током 5,5 кА и более от общего количества ударов определим по графику зависимости вероятности перекрытия от тока молнии показанному на рисунке №3.7. Он составляет приблизительно 85%. Следовательно:

Р пер = 0,85

Примем среднюю высоту подвеса Rср = 10м,  = 0,7 для ВЛ – 110 кВ коэффициент перехода импульсной искры в силовую.

При 50 грозовых часах в году (ПУЭ, Тюменская область) удельное число отключений:

nоткл = h·hc·Рпер·                                                                                    (3.48)

nоткл = 2·10·0,85·0,7

Следовательно, ВЛ-110 кВ будет работать ненадежно. Принимаем к установке грозозащитный трос.

Особое внимание должно уделяться грозозащиты подстанции (РПС), на которую с воздушных линий электропередачи набегают импульсы перенапряжений.

Для повышения надежности подстанций применяется прокладка на проходе линии металлических полос в земле, соединяющих заземлители опор (устройство противовесов); специальные схемы с выносом РВ или ОПН с подстанции на линию (каскадный принцип грозозащиты).

Рис.7 Схема грозозащиты ВЛ-110 кВ

Ограничение амплитуды импульса перенапряжения со стороны линий 10 кВ осуществляется с помощью трубчатого разрядника. В нашем случае при соединении с РПС ВЛ-10 кабельной перемычкой, устанавливаем трубчатый разрядник. Схема защиты РПС и распредсетей 10 кВ показана на рисунке 3.8

Рис.8 Схема грозозащиты ВЛ-10 к В

Для защиты от внутренних перенапряжений (коммутационных) используют шунтирующие реакторы, электромагнитные трансформаторы. Но наиболее широкое применение получили коммутационные разрядники (комбинированные) за их простоту, надежность и дешевизну. Разрядник ограничивает любые виды коммутационных перенапряжений, рассчитывая в своем резисторе часть энергии Такое глубокое ограничение внутренних перенапряжений обеспечивает ОПН..

Рис.9 Токовые цепи дифференциальной защиты

Рис. 10 Токовые цепи МТЗ-110

Рис. 11 Операционные цепи дифференциальной защиты, МТЗ-110, газовой защиты

Работа схемы, состав.

Схема дифференциальной защиты состоит из трансформаторов тока с высокой стороны вторичные обмотки соединяются по схеме ∆, а с низкой стороны неполной Ỵ.

Такое соединение нужно, чтобы убрать сдвиг по фазе 330º в силовом трансформаторе.

SQ1-3 – токовые блоки БИ-4.

КАW1-2 – реле ДЗТ-11.

Токовая цепь МТЗ-110 кВ.

Берется второй комплект трансформаторов тока и обмотки соединяются по схеме ∆.

РА1 – амперметр тока (ток с высокой стороны силового трансформатора).

КАБ – установлено в шкафу АРН блокировки реле.

Блокируют работу РПН при КЗ на питающей линии 110 кВ

КА1 – реле тока РТ-40, защищает от перегрузки, работает на сигнал.

КА2-КА4 – реле РТ-40 на них сработано МТЗ-110 кВ.

Оперативные цепи.

U1 220 – через автомат подается на оперативные линии.

KSG1 – блок контакта верхнего поплавка газового реле.

KSG 2 – блок контакта нижнего поплавка.

SX1-5 – электрические накладки.

KH1-5 – бленкер.

HL1-2 – сигнальные лампы.

KT1-2 – реле времени.

KL1-2 – промежуточное реле.

Работа дифференциальной защиты.

При КЗ в зоне действия дифференциальной защиты сработает реле ДЗТ-11 и контакты 1 – 2.1 замыкаются и набирается цепь:

«+»КАW1.1 - КАW2.1. – КН3 – SX3 -  «-».

Сработает бленкер КНЗ и укажет, что сработала дифференциальная защита. Сработает KL1, от него пойдет команда на отключение масляника ввода. Сработает KL2 и пойдет команда на отключение трансформаторного масляника. Трансформатор отключается от сети.

Работа МТЗ-110.

При КЗ за зоной действия дифференциальной защиты (внешенее КЗ) дифференциальная защита не работает так как ее работа тормозится тормозной обмоткой реле ДЗТ-11. В этом случае срабатывает МТЗ-110 кВ. Сработает реле КА2, КА3, КА4 и контакт КА 2.1., КА3.1, КА4.1 замкнуты. Набирается цепь

«+»КА2.1 – КА3.1. – КА4.1 – КТ1 - «-»

Сработает КТ1 реле времени и контакт ее КТ1.1 замыкается. И набирается цепь:

«+»КТ1.1 – КН4 – SX4 – KL1 – KL2 - «-»

В цепи сработает КН4 и укажет что сработала МТЗ-110 кВ, сработает KL1 и пойдет команда на отключение масляника ввода.

СработаетKL2 и пойдет команда на отключение трансформаторного масленого выключателя.

Работа газовой защиты

Газовая защита работает при КЗ внутри бака силового трансформатора. При малых повреждениях внутри бака или утечка масла из бака силового трансформатора срабатывает верхний поплавок газового реле и блок контакт KSG 1.1 замкнется: набирается цепь:

«+» - KSG1 – SX1 – KH1 – HL1 –«-»

Сработает бленкер КН1 – сработал верхний поплавок газовой защиты и загорится HL1.

При больших повреждениях внутри бака, сработает нижний поплавок KSG2 и блок контакт KSG2.1 – замкнется. Набирается цепь:

«+»КSG2.1–SX2 – КН2 –  «-»

Сработает КН2 – укажет, что сработает нижний поплавок газовой защиты. Сработает KL1 и даст команду на отключение масляника ввода. Сработает КL2 и даст команду на отключение трансформаторного масляника.

Защита от перегрузки

Если ток в силовом трансформаторе увеличивается на 1,25 Iн , то срабатывает защита от перегрузки выполнения реле КА4 включенного в фазу «В» и контакт его КА4.1 замкнется. Набирается цепь:

«+» - КА1.1 – SX5 – КТ2 – «-»

Сработает реле времени КТ2 и с установленной вздержкой времени замкнется КТ2.1 и набирается цепь:

«+» - КТ2.1 – КН5 – НL2 – «-»

Сработает бленкер КН5 и укажет, что сработает защита от перегрузок и загорается сигнальная лампа.

Рис.12 Схема электрического АПВ двукратного действия с комплектным устройством РПВ – 258

Схема применяется на линии 10 кВ с электромагнитным приводом масленого выключателя.

Состав схемы:

SA1 – ключ управления, служит для отключения и включения масленого выключателя. Ключ управления трех позиционный.

KQT1 – реле повторитель, повторяет команду ключа, отключено.

РПВ – 258 – комплексное устройство.

Состоит:

КТ1- реле времени типа РВ-235.

КТ1.1 – размыкающий контакт РВ-235.

КТ1.2 – проскальзывающий контакт Рв-235

КТ1.3 – упорный контакт РВ-235

С1, С2 – конденсатор

С1МБМ-100МкФ-450В

С2 – МБМ-20МкФ-450В

KL1 – промежуточное реле с двумя обмотками

КН1 – указательное реле, бленкер указывает, что пришел первый цикл АПВ

R1-R5- сопротивление

KQ1 – реле фиксации в положении масленого выключателя

KL1 – промежуточное реле с двумя обмотками

SX1 – электрическая накладка, служит для вывода АПВ из работы

SX2 – электрическая накладка, делает из двух кратного АПВ однократное.

Работа автоматики:

- Делаем КЗ устойчивое.

- Сработает МТЗ-10кВ.

- РЗА – КL2 – SQ0 – УАТ

Сработает электромагнит отключения.

Масляник отключения

SQ0 - разомкнется

SQВ – замкнется.

Начинается цикл АПВ и набирается цепь:

R6 – RQ1 – K∟2<2 – SQВ – КМ1

Сработает реле положение фиксации, а магнитный пускатель не сработает, так как не хватает тока.

KQ1.1 - замыкание.

Набирается цепь:

«+» - КТ1.1 – КТ1 – KQ11 – «-».

Срабатывает реле времени.

КТ1.1 – размыкается.

R1 – KT1 – KQ1.1

Последовательно с обмоткой включается R1, чтобы реле не сгорело. Через 2 секунды КТ1.2 – замыкается проскальзывающий контакт и начинается разряд емкости.

«+» – С1 – КТ1.2 – КН1 – КL – С1 – «-».

Сработает КН1 – прошел первый цикл АПВ и сработает KL1 и контакт KL1.1 замкнется.

KL1 – KL1.1 – КНЗ – SX1 – KL2.2 – SQB – КМ1.

КНЗ – прошел общий цикл АПВ и сработал магнитный пускатель и подает напряжение на электромагнит выключения и масляник включится.

Если на линии неустойчивое КЗ, то линия становится под напряжение. А если КЗ устойчивое на линии, снова сработает МТЗ 10 кВ.

«+» - С1 – КТ1.2 – КН1 – KL1 – С1 – «-».

KL1.1 замкнется.

Должен произойти разряд емкости, но емкость разряжаться не будет, так как не успела зарядиться.

KL1 сработает.

KL1 – KL1.1 – КНЗ SX1 – KL2.2 – SQВ – КМ1

И своими контактами КМ1 подает напряжение на электромагнит включения и масляник включится.

Если на линии КЗ не устойчивое, то линия встает под напряжение, а если КЗ устойчивое, то снова сработает МТЗ 10 кВ. Набирается цепь:

РЗА – KL2 – SQo – УАТ

R6 – KQ1 – KL2.2 – SQ3 – KM1

Третий цикл АПВ проходит так как емкости С1 и С2 разряжены и зарядиться не успели, поэтому реле KL1 не работает и на контакте KL1.1 прохождение третьего цикла АПВ блокируется.

Вывод: при двух кратном АПВ дважды подается напряжение на линию, а третий цикл блокируется.

Рис13 Главная цепь

Рис. 14 Токовая цепь. МТЗ-10 кВ.

Состав главной цепи:

-Цепь СШ-10 кВ.

- Ставиться линейный масляный выключатель, на фазу А и С установлены трансформаторы тока, фаза В- пустая.

Трансформаторы тока имеют первичную обмотку Л1 и Л2 и две вторичных обмотки ТА1 и ТА2.

Из обмоток ТА1-А и ТА1-С собирается токовая цепь. ТА2-С и ТА1-С используется для измерительных приборов (амперметр, счетчики активной и реактивной мощности). К секции шин подключается трансформаторное напряжение НТМИ-10, состоит из пятистержневого магнитопровода, на который обматывается три обмотки (высоковольтная соединяется в звезду и снимается переменное напряжение 100 В).

Вторая, в разорванный треугольник, с него снимается напряжение №U0.

Подается на измерительные приборы, на счетчики, запитываются обмотки сложных релейных защит.

С помощью ТН производятся измерения напряжения на СШ-10 кВ. В рабочем положении напряжение с разорванного треугольника не поступает, но а 100 В постоянно.

При обрыве фазного провода на линии МТЗ не чувствует, потому что сеть 10 кВ работает с изолированной нейтралью.

В этом случае появляется на разорванном треугольнике напряжение равное 3Uо, а к этому треугольнику подключена обмотка промежуточного реле центральной сигнализации.

Состав токовых цепей

Из вторичных обмоток трансформатора тока собирается схема не полной звезды КА1 и КТ2 – реле тока типа РТ-40 устанавливается установка по току срабатывания.

Токовые цепи должны быть заземлены.

1.Запрещается отключать токовые цепи от земли

2.Токовые цепи должны всегда быть замкнуты накоротко или на нагрузку.

Если произойдет разрыв на токовых цепях, то на вторичной обмотке наведется 2 кВ.

Состав оперативных цепей.

Страницы: 1, 2, 3, 4