Расчеты, связанные с аппаратурой в энергосистеме

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.

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

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

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

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

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

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

Выбор трансформаторов напряжения

Выбор ТН выполняем:

- по напряжению установки (2.3.1.1);

- по конструкции и схеме соединения обмоток (в соответствии с измерительными приборами и реле, присоединёнными к ТН);

- по классу точности: при питании расчётных счётчиков – 0,5; щитовых приборов, контрольных счётчиков и реле – 1; 3.

Выбор ТН сводим в таблицу 19.

Маркировка ТН: Н – трансформатор напряжения; О – однофазный; М- с естественным масляным охлаждением; Г – с газовой изоляцией; З – заземляемый с одним заземляющим вводом обмотки высшего напряжения. Числа после букв: после первого дефиса – класс напряжения, кВ, после второго – год разработки конструкции. Буква после чисел: У – для работы в районах умеренного климата.

Последняя цифра: 1 – для работы на открытом воздухе; 3 – для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

Таблица 19. Выбор ТН.

Выбор устройств защиты от перенапряжений

Здания и РУ подстанции защищаются от прямых ударов молнии и от волн перенапряжения, набегающих с линии, а также от коммутационных перенапряжений. Защита от прямых ударов молнии открытых подстанций и ОРУ напряжением 20-500 кВ выполняется молниеотводами, установленными на конструкциях открытых распределительных устройств или отдельно.

Защита от волн перенапряжений, набегающих по воздушным линиям, может выполняться тросовыми молниеотводами, кабельными вставками и разрядниками. Для РУ напряжением 10 кВ и выше, к которым присоединены воздушные линии, должны быть предусмотрены вентильные разрядники или ограничители перенапряжений (ОПН). Вентильные разрядники (ОПН) должны быть установлены без коммутационных аппаратов в цепи между защищаемыми трансформаторами и разрядниками.

Вид защищаемого оборудования влияет на серию устанавливаемого разрядника в связи с тем , что разные виды оборудования имеют различные уровни изоляции. Для защиты РУ переменного тока подстанции используют вентильные разрядники соответствующих напряжений: ТВС-220, РВМГ-220, РВС-110, РВС-35, РВО-10. Для защиты РУ тягового напряжения применяют для подстанций постоянного тока – РВКУ-3,3, устанавливаемые на выводах всех фидеров контактной сети, и РВПК-3,3, присоединяемых к шинам РУ 3,3 кВ. Для защиты от перенапряжений выпрямительных агрегатов на вторичной стороне преобразовательного трансформатора устанавливают разрядники.

В ряде случаев, определяемых ПУЭ, на вводах подстанции, на отходящих воздушных линиях, в том числе на фидерах контактной сети переменного тока и на линиях ДПР, устанавливают трубчатые разрядники.

В курсовом проекте для всех РУ выбираем ОПН.

ОПН выбирают: - по напряжению установки (2.3.1.1)

Выбор ОПН сводим в таблицу 20.

Таблица 20. Выбор ОПН

Страницы: 1, 2, 3, 4