Выбор электрооборудования подстанции

Сначала произведем выбор токоведущих частей. Подстанция получает питание по воздушной двухцепной линии электропередач 110 кВ. При выборе сечения проводов необходимо учитывать ряд технических и экономических факторов:

- нагрев от длительного выделения тепла рабочим током;

- нагрев от кратковременного выделения тепла током короткого замыкания;

- падение напряжения в проводах воздушной линии от проходящего тока в нормальном и аварийном режимах;

- механическая прочность — устойчивость к механической нагрузке (собственный вес, гололед, ветер);

- коронирование — фактор, зависящий от величины применяемого напряжения, сечения провода и свойств окружающей среды.

Расчет проводов для линий электропередач 110 кВ проведем по экономической плотности тока j_эк [3.]. При расчете по экономической плотности тока сечение проводов выбирается по

выражению

. (1.5)

Таблица 1.5

Расчет сопротивлений элементов схемы приведенное к 115 кВ

№ п/п	Наименование величины	Расчетная формула	Числовое значение
	Сопротивление линии электропередач 110 кВ при погонном сопротивлении линии ХЛП = 0,4 Ом/км Х1 ,Ом	ХЛП ×l	0,4×11,5=4,6
	Сопротивление трансформатора в % UКВ% UКС% UКН%	0,5Ч(ИК В-С + ИК В-Н – ИК С-Н) 0,5Ч(ИК В-С + ИК С-Н – ИК В-Н) 0,5Ч(ИК В-Н + ИК С-Н – ИК В-С)	0,5Ч(10,5 + 17,5 – 6,5)=10,75 0,5Ч(10,5 + 6,6 – 17,5) = -0,25 0,5Ч(17,5 + 6,5 – 10,5) = 6,75
	Сопротивление трансформатора, Ом
	Х2В
	Х3С	-
	Х4Н

Таблица 1.6

Расчет токов короткого замыкания

Точка КЗ	Сопротивление, результирующее, приведен- ное к UБ =115 кВ, Ом	Периодическая составляющая тока КЗ, I^11 = Iµ кА на стороне	Ударный ток КЗ , кА	Мощность КЗ , МВ×А
110 кВ	10 кВ	6 кВ
К1	4,6		-	-	36,73	2874,25
К3	4,6+35,5+22,3=62,4		-		47,02	211,14
К2	4,6+35,5=40,1		-	-	44,17	330,56

Тогда, по (1.5) для линии электропередач 110 кВ при расчетном токе I =181 А сечение равно

мм²,

где j_эк = 1,0 А/мм².

По полученным значениям выбираем марку провода. Для двухцепной линии напряжением 110 кВ — АС – 185/29. Для окончательного обоснования выбора данной марки провода необходимо проверить по допустимой потери напряжения.

, (1.6)

где - активная мощность, кВт;

- реактивная мощность, кВар;

- активное сопротивление линии, Ом/км;

- индуктивное сопротивление линии, Ом/км;

U – напряжение сети, кВ.

Используя формулу (1.6) определяем потерю напряжения для линии

В

Определим допустимую потерю напряжения в линии. Допускается потеря напряжения в линии не более 7%

, В.

Как видно из расчета расчетное значение потерь напряжения в линии на много меньше допустимых потерь напряжения, это объясняется малой длиной линии, следовательно, данный провод подходит.

Надежная работа подстанции «Южная» может быть обеспечена только тогда, когда каждый выбранный аппарат соответствует как условиям номинального режима работы, так и условиям работы при коротких замыканиях. Поэтому электрооборудование сначала выбирают по номинальным параметрам, а затем осуществляют проверку на действие токов короткого замыкания.

Проведем выбор ОРУ. В соответствии со схемой подстанции необходимо выбрать разъединители, отделители, короткозамыкатели и разрядники.

На подстанции применяются разъединители РНДЗ-110/1000. Они относятся к разъединителям горизонтально-поворотного типа. В этих разъединителях главный нож состоит из двух частей, которые перемещаются в горизонтальной плоскости при повороте колонок изоляторов, на которых закреплены. В горизонтально-поворотных разъединителях при отключении нож как бы «ломается» на две части, поэтому облегчается работа привода в случае обледенения контактов. Выбор разъединителей и отделителей производится по напряжению установки, по току, по электродинамической стойкости и по термической стойкости.

На подстанции «Южная» применена схема с короткозамыкателями и отделителями на стороне высшего напряжения. Произведем выбор данного оборудования. Короткозамыкатели выбираем по номинальному напряжению, току К.З., по электродинамической стойкости и по термической стойкости. Параметры выбора разъединителей, отделителей и короткозамыкателей на напряжение 110 кВ сведены в табл.1.7.

Таблица 1.7

Параметры выбора разъединителей, отделителей

и короткозамыкателей

Тип электрооборудования	Расчетный параметр электрической цепи	Каталожные данные оборудования	Условие выбора
РЛНД – 1 – 110У – 1000	Uном. с, кВ		Uном, кВ		Uном. с Ј Uном
Iном, с, А		Iном, А		Iном, с Ј Iном
Iп, с, кА		Iп, кА	31,5	Iп, с Ј Iп
Iу, с, кА		Iу, с, кА		Iу, с Ј Iу
Bк, кАЧс		Iтер, кА	31,5/4	Вк Ј I^2терЧ tтер
ОД – 110 – 630	Uном, с, кВ		Uном, кВ		Uном, с Ј Uном
Iном, с, А		Iном, А		Iном, с Ј Iном
Iу, с, кА		Iу, с, кА		Iу, с Ј Iу
Вк, кАЧс		Iтер, кА	31,5/3	Вк Ј I^2терЧ tтер
КЗ– 110	Uном, с, кВ		Uном, кВ		Uном, с Ј Uном
Iу, с, кА		Iу, с, кА		Iу, с Ј Iу
Вк, кАЧс		Iтер, кА	12,5/3	Вк Ј I^2терЧ tтер

Установленные на подстанции разъединители, отделители и короткозамыкатели полностью удовлетворяют условиям выбора, поэтому их выбор следует признать верным.

На подстанции приняты следующие средства защиты трансформатора от перенапряжений: со стороны 110 кВ установлен вентильный разрядник РВС-110; со стороны 6 кВ - РВП-6; со стороны 10 кВ - РВП-10.

При выборе разрядников необходимо учитывать следующие электрические параметры:

- номинальное напряжение указывает, в какой сети может применяться данный разрядник. Если он будет установлен в сеть с меньшим номинальным напряжением, чем указано на его паспорте, защита будет неэффективна, а если с большим напряжением, то разрядник при срабатывании разрушится;

- импульсное пробивное напряжение. При выборе разрядника его вольт-секундная характеристика должна лежать ниже вольт-секундной характеристики защищаемой изоляции не менее чем на 25%. Если вольт-секундная характеристика разрядника будет располагаться выше

вольт-секундной характеристики защищаемой изоляции, то разрядник не защитит изоляцию от перенапряжении;

- остающееся напряжение U_ОСТ, представляющее собой падение напряжения на сопротивлении резистора при определенном импульсном токе. Остающееся напряжение и близкое к нему по значению пробивное напряжение должны быть на 20-25% ниже пробивного напряжения защищаемой изоляции;

- предел обрываемых токов, определяющийся максимально и минимально допустимым значением тока короткого замыкания при котором уже возможно гашение дуги, но еще не происходит разрушения разрядника.

На подстанции «Южная» все выключатели установленны внутренней установки. Закрытое распределительное устройство 6,10 кВ в исполнении с шкафами КРУ. Все выключатели являются маломасляными типа ВМПЭ-10 на выкатных тележках. Проверим правильность выбранных вводных выключателей для присоединения низшей и средней обмоток трансформатора соответственно к шинам 6 и 10 кВ, а так же секционных выключателей.

Выключатель является основным аппаратом на подстанции. Наиболее тяжелой операцией для выключателя является отключение трехфазного короткого замыкания и включение на существующие короткое замыкание. К выключателям предъявляются следующие требования[5]:

- надежное отключение любых токов;

- быстрота действия, то есть наименьшее время отключения;

- пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения;

- возможность пофазного (пополюсного) управления;

- легкость ревизии и осмотра контактов;

- взрыво- и пожаробезопасность;

- удобство транспортировки и эксплуатации.

Выключатели высокого напряжения выбираются по номинальному напряжению, току, номинальному току отключения, по ударному току, по термической устойчивости. Параметры

выбора выключателей приведены в табл.1.8.

Таблица 1.8

Параметры выбора выключателей

Тип электрооборудования	Расчетный параметр электрической цепи	Каталожные данные оборудования	Условие выбора
ВМПЭ -10 -3150 (ввод 6 кВ)	Uном, с, кВ		Uном, кВ		Uном, с Ј Uном
Iном, с, А		Iном, А		Iном, с Ј Iном
Iкз, кА	18,47	Iотк, кА	31,5	Iкз Ј Iотк
Sкз, МВЧА	211,14	Sотк,МВЧА		Sкз Ј Sотк
Iу, С, кА	47,02	Iу, кА		Iу, С Ј Iу
ВМПЭ -10 - 3150 (ввод 10 кВ)	Uном, с, кВ		Uном, кВ		Uном, с Ј Uном
Iном, с, А		Iном, А		Iном, с Ј Iном
Iкз, кА	17,35	Iотк, кА	31,5	Iкз Ј Iотк
Sкз, МВЧА	330,56	Sотк,МВЧА		Sкз Ј Sотк
Iу, С, кА	44,17	Iу, кА		Iу, С Ј Iу

Проведенный расчет показывает, что данный тип выключателей подходит для эксплуатации на подстанции «Южная». В третьей главе приведена экономическая оценка варианта установки вакуумных выключателей взамен маломасляных.

Дата добавления: 2015-04-30