Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Загрузка...

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Выбор выключателей для цепей 110 кВ




1. Определяем цепь, в которой существует наиболее тяжелый продолжительный режим по току (этот ток примем за Iрасч):

- для цепей с трансформаторами связи утяжеленным режимом является режим вынужденного отключения одного трансформатора, когда второй трансформатор принимает всю мощность перетока. При этом расчет ведется по графику перетока с большим максимумом. Согласно данным табл. 3.4 и 3.5, наибольший максимум мощности перетока приходится на ремонтный
режим (71,6 МВА), поэтому

 

кА;

 

- для линий, связывающих ТЭЦ с системами, утяжеленным считаем режим вынужденного отключения одной цепи. Ток этого режима определяется по максимуму графика обменной мощности. Согласно данным табл. 3.4, 3.5, 3.6, наибольший максимум обменной мощности приходится на нормальный режим (232,38 МВА), поэтому

кА;

 

- блок "генератор-трансформатор" коммутируется на стороне 110 кВ и для него утяжеленным режимом является допустимая для генератора 5-процентная перегрузка

кА.

 

Таким образом, среди всех цепей I зоны наиболее тяжелый токовый режим приходится на блок. Поэтому выбор выключателей ОРУ ведем по расчетному току

Iрас=1,30 кА.

 

2. Намечаем для установки в схему выключатель по следующим условиям:

 

 

По этим условиям подходит элегазовый выключатель для наружной установки типа ВЭК-110-40/2000У1 со следующими номинальными параметрами:

UHOM = 110 кВ - номинальное напряжение;

IНОМ = 2,0 кА - номинальный ток;

Iотк.ном = 40 кА - номинальный ток отключения;

βном = 40 % - нормированное содержание апериодической составляющей;

Iдин = 40 кА - предельный сквозной ток (действующее значение);

imax/дин = 102 кА - предельный сквозной ток (наибольший пик);

Iдин = 40 кА - номинальный ток включения (действующее значение);

i max.дин = 102 кА - номинальный ток включения (наибольший пик);

Iт.ном = 50 / 3 - номинальный ток термической стойкости / допустимое вре­мя его действия, кА/с;

tсоб = 0,04 с - собственное время отключения;

tB = 0,065 с - время отключения (полное).

Вспомогательные расчеты для проверки выключателя(табл. 3.15,3.16)

1. Проверка выключателя по отключающей способности проводится по условиям

, ,

 

для чего требуется определить значения токов короткого замыкания Iпτ и i в момент расхождения контактов выключателя

с.

 

Периодическая составляющая тока определяется по методу типовых кривых [12] следующим образом:

- для каждого источника определяется его электрическая удаленность от точки КЗ

,

где - номинальный ток источника, приведенный к напряжению точки КЗ;



- по типовым кривым определяется коэффициент (τ) и вычисляется периодическая составляющая тока КЗ по формуле

;

- вычисляется апериодическая составляющая тока КЗ

,

где Та - постоянная времени затухания апериодического тока определяется приближенно для данного источника по справочникам;

- по значениям суммарных токов вычисляется расчетное содержание апериодического тока в токе отключения

;

- полный ток в момент времени τ

 

кА;

 

- полный номинальный ток отключения

кА.

3. Для проверки выключателя на термическую стойкость требуется рассчитать импульс квадратичного тока КЗ за полное время его действия

 

с.

 

Тепловой импульс от тока КЗ определим по формуле .

 

Таблица 3.15

Результаты вспомогательных расчетов

Источник Iп0, кА Iном, кА a, о.е. g, о.е. Iпt, кА Tа, с iat, кА bрас,% Bk, кА2·с
Система 1 9,304 - - 9,304 0,2 1,08 - 353,633
Блоки 4,502 13,585 0,311 0,98 4,4,12 0,26 5,253 - 87,655
G1, G2, G3 4,286 1,653 2,592 0,92 3,943 0,25 4,963 - 79,268
S - - - - 17,659 - 11,296 520,557

 

Таблица 3,16

Данные выбора выключателя ВЭК-110-40/2000У1

Расчетные параметры системы Каталожные данные выключателя Условия выбора Результат проверки
Uуст=110 кВ Uном=110 кВ UустUном удовл.
Iрас=1,297 кА Iном=2,0 кА IрасIном удовл.
Iпt=17,659 кА Iотк.ном=40 кА IпtIотк.ном удовл.
bрас=45,229% it=37,270 кА bном=36% iпол.отк=76,933 кА bрасbном itiпол.отк не удовл. удовл.
Iп0=18,092 кА Iдин=40 кА Iп0Iдин удовл.
iу=32,205 кА imax.дин=102 кА iуimax.дин удовл.
Bk=520,557 кА2·с I2т.ном·tТ=37500 кА2·с BkI2т.ном·tТ удовл.

Вывод: выключатель типа ВЭК-110-40/2000У1 проходит по всем условиям выбора и принимается к установке на всех присоединениях и на межсекционных связях ОРУ

Выбор выключателей в цепях генераторного напряжения (II зона).В эту зону входят все выключатели ГРУ-10 кВ.

1. Определяем расчетный ток длительного режима:

- для цепей с трансформаторами связи утяжеленный режим будет при отключении одного трансформатора. Но поскольку выбранные трансформаторы имеют расщепленные обмотки, наибольший ток цепи

 

кА;

 

- для цепей с генераторами утяжеленный режим определяется для цепи самого мощного генератора, подключенного к шинам ГРУ, с учетом его допустимой 5-процентной перегрузки

 

кА;

 

За расчетный ток длительного режима принимаем Iрасч = 4,55 кА .

3. Намечаем для установки в схему выключатель по следующим условиям:

4.

 

По этим условиям подходит выключатель, предназначенный для внутренней установки типа МГУ-20-90/6300У3 со следующими номинальными параметрами:

Uном = 20 кВ - номинальное напряжение;

Iном = 6,3 кА - номинальный ток;

Iотк.ном = 90 кА - номинальный ток отключения;

bном = 20 % - нормированное содержание апериодической составляющей;

Iдин = 105 кА - предельный сквозной ток (действующее значение);

imax.дин = 300 кА - предельный сквозной ток (наибольший пик);

Iдин = 60 кА - номинальный ток включения (действующее значение);

imax.дин = 150 кА - номинальный ток включения (наибольший пик);

Iт.ном = 90/4 - номинальный ток термической стойкости/допустимое вре­мя его действия, кА/с;

tсоб = 0,15 с - собственное время отключения;

tв = 0,20 с - время отключения (полное).

Поскольку полный алгоритм выбора и проверки выключателя показан на примере выключателей для ОРУ 110 кВ, то предлагаем читателю самостоятельно решить вопрос о возможности применения выключателя МГУ-20-90/6300У3.

Выбор разъединителей. Расчетные условия выбора разъединителей и выключателей совпадают.

Поэтому для цепей с напряжением 110 кВ намечаем к установке разъединитель наружной установки двухколонковый с заземляющими ножами РНДЗ-1-110/2000 У1 (табл. 3.17).

Таблица 3,17

Результаты выбора разъединителей РНДЗ-1-110/2000У1

Расчетные параметры цепи Каталожные данные разъединителя Условие выбора Результат проверки
Uуст=110 кВ Uном=110 кВ UустUном удовл.
Iрас=1,297 кА Iном=2,0 кА IрасIном удовл.
iу=32,205 кА iдин=100 кА iуiдин удовл.
Bк=520,557 кА2·с I2т.ном·tт=4800 кА2·с BkI2т.ном·tТ удовл.

 

Для цепей с напряжением 10 кВ выбираем разъединитель внутренней установки, рубящий с заземляющими ножами РВРЗ-1-20/6300У3 (табл. 3.18).

 

Таблица 3.18

Результаты выбора разъединителей РВРЗ-1-20/6300У3

Расчетные параметры цепи Каталожные данные разъединителя Условие выбора Результат проверки
Uуст=10 кВ Uном=20 кВ UустUном удовл.
Iрасч=4,547 кА Iном=6,3 кА IрасIном удовл.
iу=226,762 кА iдин=260 кА iуiдин удовл.
Bк=7558,125 кА2·с I2т.ном·tт=40000 кА2·с BkI2т.ном·tТ удовл.

Проверка секционных реакторов (табл. 3.19). Секционные реакторы предварительно выбраны перед расчетом токов КЗ. Поэтому остается их проверить на электродинамическую и термическую стойкость.

Для проверки реактора на термическую стойкость расчет теплового импульса от тока КЗ сделаем по формуле

,

при времени действия тока КЗ, определяемого релейной защитой генератора ГРУ (4,0 с) и временем отключения выключателя МГУ-20-90/6300УЗ, равным 0,2 с:

 

tотк=tрз+tв=4,0+0,20=4,20 с.

 

Таблица 3,19

Результаты проверки секционного реактора

Расчетные параметры цепи Каталожные данные разъединителя Условие выбора Результат проверки
Uуст=10 кВ Uном=10 кВ UустUном удовл.
Iрасч=2,160 кА Iном=2,5 кА IрасIном удовл.
iу=49,392 кА iдин=60 кА iуiдин удовл.
Bк=1423,397 кА2·с I2т.ном·tт=4448 кА2·с BkI2т.ном·tТ удовл.

Шинная конструкция сборных шин ГРУ. Сборные шины ГРУ-10 кВ выполняем жесткими шинам, установленными на опорных изоляторах. Такая шинная конструкция будет обладать электродинамической стойкостью при соблюдении условий:

 

sрасчsдоп (для шин), FрасчFдоп (для изоляторов),

 

то есть расчетное механическое напряжение в материале шины и расчетная механическая нагрузка на изоляторы должны быть меньше допустимых.

Кроме того, шина должна удовлетворять условиям термической стойкости.

Выбор шин. Так как это сборные шины, выбор делаем только по допустимому длительному току.

Расчетный ток определяется величиной максимальной мощности, которая может появиться на данных шинах. Поскольку к каждой секции ГРУ подключены одинаковые генераторы мощностью по 78,75 МВА, то наибольшая концентрация мощности на шинах возможна при 5-процентной перегрузке генератора. Ток генератора в этом режиме принимаем за расчетный:

 

Iрасч=1,05·4,33=4,55 кА.

 

Выбираем алюминиевые шины коробчатого сечения (рис. 3.19) с допустимым током Iдоп = 4,64 кА со следующими характеристиками:

- материал шины – алюминиевый сплав АДЗ31Т;

- допустимое механическое напряжение сплава sдоп=89 МПа;

- расположение шин горизонтальное;

- соединение швеллеров жесткое (сваркой);

- момент сопротивления двух сращенных шин Wy0-y0=100·10-6 м3;

- момент инерции двух сращенных шин Jy0-y0=625·10-8 м4;

- масса шины на один метр m=5,55 гк/м;

- расстояние между фазами а=0,8 м.

 

 

Размеры:

h=125 мм;

b=55 мм;

c=6.5 мм;

r=10 мм;

g=2740 мм2.

 

Рис. 3.19

 

 

Максимальная сила, приходящаяся на единицу длины средней фаза при трехфазном КЗ:

Н/м,

 

где а = 0,8 м - расстояние между фазами; Кф - коэффициент формы (К =1, так как выбран проводник корытного сечения с высотой сечения более 0,1 м); Красп - коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников (Красп = 1 при расположении в одной плоскости). При таком усилии расстояние между опорными изоляторами

м.

 

Задаем пролет между изоляторами L =1,8 м, что обеспечивает расчетное механическое напряжение в материале шины

 

МПа.

 

Частота собственных механических колебаний шины

 

Гц.

 

Вывод: выбранная шина удовлетворяет условиям динамической стойкости.

Проверка шины на термическую стойкость. Расчетное значение импульса квадратичного тока, действующего на сборных шинах: Вк = 8334,889 кА2с. Минимально допустимое сечение по условию термической устойчивости

 

мм2.

 

Вывод: выбранная шина термически устойчива, так как ее сечение больше, минимально допустимого:

 

Sшины=2740 мм 2>Smin=976,826мм2.

 

Выбор изоляторов. Максимальная нагрузка на изолятор определяется формулой

кН,

 

где К - коэффициент формы (Кф. = 1 для корытных проводников); Краспр = 1 при горизонтальном расположении проводников.

Выбираем опорный изолятор ОФ-10-4250 с разрушающим усилием Fразр = 42,5 кН. Он удовлетворяет условию электродинамической стойкости, так как выполняется условие

 

Fдоп=0,6·Fразр=0,6·42,5=25,5 кН>Fрасч=20,03 кН.

 

Таким образом, данная шинная конструкция удовлетворяет всем условиям эксплуатации.

Выбор трансформаторов тока (ТТ).Произведем выбор ТТ в цепи генератора ГРУ. Выбор производится:

- по напряжению Uтт.номUуст;

- по току Iтт.номIуст;

- по конструкции и классу точности.

Расчетным током является форсированный режим работы генератора

 

Iрасч=1,05·Iг.ном=1,05·4,33=4,55 кА.

 

Выбираем шинный трансформатор тока с литой изоляцией, предназначен­ный для внутренней установки типа ТШЛ-10-5000-0,5/10р. Сравнение расчетных и каталожных данных приведено в табл. 3.20.

Таблица 3.20

Расчетные данные Каталожные данные Условия выбора
Uуст=10 кВ Uтт.ном=10 кВ Uтт.номUуст
Iрасч=4,547 кА Iтт.ном=5,0 кА Iтт.номIуст
Вк=7558,125∙106 А2с т·Iтт.ном)2·tт=(35·5)·3=91875·106 А2·с Вкт·Iтт.ном)2·tт
Z2 Z2ном=1,2 Ом в классе точности 0,5 Z2Z2ном

Расчет нагрузки вторичной цепи трансформатора. Перечень приборов, подключенных к ТТ, приведен в табл. 3.21, а их схема включения - на рис. 3.20.

 

Таблица 3,21

Прибор Тип Нагрузка (Sприб), ВА
Фаза-А Фаза-В Фаза-С
Амперметр Э-377 0,1 0,1 0,1
Ваттметр Д-335 0,5 -- 0,5
Ваттметр Д-335 0,5 -- 0,5
Варметр Д-335 0,5 -- 0,5
Датч. акт. мощн. -- 0,5 -- 0,5
Датч. реакт. мощн. -- 0,5 -- 0,5
Счетчик акт. энергии И-680 2,5 -- 2,5
Амперметр регистр. Н-393 -- --
Ваттметр регистр. Н-348 --
Итого   15,1 10,1 15,1

 

 

Рис. 3.20. Схема включения измерительных приборов генератора

 

Сопротивление вторичной нагрузки считаем по наиболее загруженной фазе А:

- сопротивление приборов

 

Ом;

 

- сопротивление соединительных проводов определяем из условия

 

rприб+rпров+rконтz2ном,

 

rпровz2ном-rприб-rконт=1,2-0,604-0,10,496 Ом,

 

где rконт = 0,1 Ом - такое сопротивление контактов принимается при количестве приборов более трех (при меньшем числе rконт = 0,05 Ом).

При использовании алюминиевого контрольного кабеля АКВРГ с минимально допустимым сечением 4 мм2 его расчетная длина

 

м.

 

Выбор трансформатора напряжения (ТН)(табл. 3.22) Технические условия:

- место установки ТН - шины генератора ГРУ;

- наивысший класс точности приборов, подключаемых к ТН -1,0;

- в схеме трансформатора должен быть предусмотрен контроль изоляции.

 

Таблица 3.22

Прибор Тип Sобм, ВА Кол-во приборов Общая мощность потребления
Р, Вт Q, Вар
Вольтметр Э-335 2,0 6,0 --
Ваттметр Д-335 1,5 6,0 --
Варметр Д-335 1,5 3,0 --
Датч. акт. мощн. -- 10,0 10,0 --
Датч. реакт. мощн. -- 10,0 10,0 --
Счетчик акт. энергии И-680 2,0 4,0 9,7
Вольтметр регистр. И-393 10,0 20,0 --
Ваттметр регистр. Н-348 10,0 20,0 --
Частотомер Э-372 3,0 3,0 --
Реле контроля изоляции -- 4,0 2,0 3,4
Итого -- -- -- 84,0 13,1

 

Для выполнения этих условий намечаем к установке пятистержневой, тре-хобмоточный трансформатор типа НТМИ-10-66УЗ со следующими параметрами:

- номинальные напряжения обмоток, В:

первичной................................................................ 10 000;

вторичной основной...................................................... 100;

вторичной дополнительной...................................... 100/3;

- номинальная мощность в классе точности 0,5, ВА....................... 120;

- схема соединения обмоток................................................ Yo / Yo / Δ - 0 .

Так как полная мощность нагрузки меньше номинальной в заданном клас­се точности:

Sнагр=85 ВА<Sтн.ном=120 ВА,

 

данный трансформатор удовлетворяет условиям выбора и принимается к установке.

 

 





Дата добавления: 2014-10-17; Просмотров: 974; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:





studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.80.89.148
Генерация страницы за: 0.043 сек.