Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Выбор токоведущих частей и электрического оборудования подстанций




Выбор аппаратуры и токоведущих частей подстанции, указанных на разработанной однолинейной схеме, заключается в сравнении рабочего напряжения и рабочего максимального тока с номинальными параметрами выбираемого аппарата, а для токоведущих частей – с допустимым током.

Выбранные токоведущие части и оборудование должны быть проверены на термическую и электродинамическую стойкость по режиму КЗ, кроме тех случаев, которые отображены в ПУЭ.

5.1. Выбор и проверка токоведущих частей

К токоведущим частям подстанции относятся сборные шины распределительных устройств, присоединения к ним, ошиновка, соединяющая электрические аппараты друг с другом, а также вводы и питающие линии.

Сборные шины и ответвления от них, выполненные из гибких проводов выбирают из условия 5.1:

Iдоп≥Ip.max, ( 5.1)

где Ip.max – максимальный рабочий ток той цепи, где производится выбор токоведущей части, А;

Iдоп - длительно допускаемый ток для выбранной токоведущей части, А.

Выбираем провод для 110 кВ.

Проверка на термическую стойкость заключается в определении минимального необходимого сечения токоведущей части на расчетном участке цепи по режиму КЗ при нагревании его до максимально допустимой температуры выбирается по условию 5.2, мм2:

qв ≥ qmin, (5.2)

где qв – выбранное сечение токоведущей части, мм2;

qmin - минимально допустимое сечение токоведущей части по режиму КЗ.

– для 110кВ;

Минимально допустимое сечение токоведущей части по режиму КЗ определяется по формуле 5.3:

 

(5.3)

где Вк – тепловой импульс тока КЗ для расчетной точки подстанции, кА2*с;

С – коэффициент, учитывающий соотношение максимально допустимой температуры токоведущей части и температуры при нормальном режиме работы, равный 88.

– для 110кВ

Проверка токоведущих частей напряжением 35кВ и выше на отсутствие коронирования проводится по условию 5.4,

, (5.5)

где –максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля, при которой возникает коронный разряд

(5.6)

для 110кВ

где – коэффициент, учитывающий не гладкость (шероховатость) поверхности провода, принимаемый для многопроволочных проводов равным 0,82;

– радиус провода, см.

Е – напряженность электрического поля около поверхности провода,

(5.7)

где – линейное напряжение, кВ;

– радиус провода, см;

– среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.

Среднее расстояние определяется по формуле 5.7:

(5.8)

Для закрытых распределительных устройств до 10 кВ включительно при рабочих токах до 5200 А в качестве сборных шин могут использоваться одно- и многополосные шины прямоугольного сечения. При больших токах рекомендуется шины коробчатого сечения, так как они обеспечивают меньшие потери от эффекта близости и поверхностного эффекта, а также лучшие условия охлаждения.

Жесткие токоведущие части (шины) выбираются по условию 5.8:

Iдоп≥Ip.max, (5.9)

540 А>524,74 А

Выбираем шину А–40×5 на ребро с допустимым током 540 А.

Проверка на электродинамическую стойкость жестких шин, крепящихся на опорных изоляторах, производится сравнением механического напряжения в шине σрасч, вызванного ударным током короткого замыкания с допустимым механическим напряжением для выбранного материала шин [σ]доп выбирается по условию 5.9, Мпа

σрасч≤[σ]доп , (5.10)

0,51 МПа< 40 МПа

[σ]доп=50

Вначале необходимо определить расчетное механическое напряжение в шине которое определяется по формуле 5.10, МПа

(5.11)

где ударный ток трехфазного короткого замыкания, кА;

l –расстояние между соседними изоляторами одной фазы, м;

а – расстояние между осями шин соседних фаз, м;

W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, .

Для прямоугольных шин, расположенных плашмя определяется по формуле 5.11,

W = , (5.12)

где – узкая сторона шины (ребро), м;

h–широкая сторона шины, м.

5.1 Выбор и проверка изоляторов

Количество подвесных изоляторов в гирлянде в зависимости от их типов приведены в таблице 5.2

 

Таблица 5.2 – Количество принимаемых подвесных изоляторов

Тип изолятора Количество изоляторов при напряжении установки, кВ
ПC-70  
 

 

Опорные изоляторы служат для крепления и изоляции жестких шин распределительных устройств.

Выбираются по следующим условиям 5.12 и 5.13:

, (5.13)

(5.14)

где – номинальное напряжение изолятора, кВ;

– рабочее напряжение распределительного устройства, кВ;

–сила, действующая на изолятор при коротком замыкании, Н;

– разрушающая нагрузка на изгиб изолятора, Н.

Сила, действующая на изолятор при коротком замыкании определяется по формуле 5.14, Н

(5.15)

3680 0,6=2208 Н

53,14 Н < 2208 Н;

Электрические параметры опорных изоляторов для РУ – 10 кВ указаны в таблице 5.3

 

 

Таблица 5.3 – Параметры опорных изоляторов

Тип Номинальное напряжение, кВ Минимальное разрушающее усилие на изгиб, Н Масса не более, кг
ОФ – 10 – 375     1,50

Проходные изоляторы применяются на подстанциях для соединения частей электроустановки, находящихся внутри и снаружи ячеек, для соединения наружных и внутренних частей электрических аппаратов, частей электроустановки, расположенных на открытом и в закрытом распределительных устройствах.

В зависимости от конструкции и места установки проходные изоляторы выбираются из следующим условиям 5.15 и 5.16:

- по номинальному напряжению:

(5.16)

10кВ 10кВ

- по допустимой нагрузке:

(5.17)

Так как проходные изоляторы воспринимают лишь половину усилия, приходящегося на длину пролета, то для них сила , действующая на изолятор, определяется по формуле 5.17, Н

(5.18)

26,57 Н< 4500 Н

Электрические параметры проходных изоляторов для РУ – 10 кВ указаны в таблице 5.4

 

 

Таблица 5.4 - Электрические параметры проходных изоляторов

Тип Номинальное напряжение, кВ Номинальный ток токоведущего стержня, А Максимальное разрушающее усилие на изолятор, Н
ПНМ 10–630–750      

 

5.3 Выбор и проверка высоковольтных выключателей переменного тока

При выборе выключателей необходимо учесть двенадцать различных параметров, но так как заводами–изготовителями гарантируется определенная зависимость ряда параметров друг от друга, например

то допустимо производить выбор выключателей только по важнейшим параметрам в зависимости от места установки (наружная или внутренняя) и условий работы по напряжению и току так, чтобы выполнялись условия 5.18 и 5.19

, (5.18)

Iн ≥ Ip.max, (5.19)

На электродинамическую стойкость выключатель проверяется:

- по предельному периодическому току короткого замыкания по условию 5.20

(5.20)

где – эффективное значение периодической составляющей предельного сквозного тока короткого замыкания по паспорту, кА;

– установившееся значение тока трехфазного короткого замыкания в цепи, где установлен выключатель, кА.

- по ударному току по условию 5.21

(5.21)

где – амплитудное значение предельного сквозного тока по паспорту, кА.

На термическую стойкость выключатель проверяется по тепловому импульсу тока короткого замыкания по условию 5.22

(5.22)

где – среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости) по паспорту, кА;

–длительность протекания тока термической стойкости по паспорту, с;

– тепловой импульс тока короткого замыкания,

В справочной литературе для ряда выключателей не приводятся значения номинальной отключаемой мощности. В этом случае ее необходимо рассчитать по формуле 5.23:

(5.23)

Отключающая способность выключателей напряжением выше 1000 В характеризуется отключаемым током и отключаемой мощностью , которые являются паспортными данными. По этим двум параметрам производится проверка выключателей по отключающей способности:

- по номинальному периодическому току отключения по условию 5.24

, (5.24)

где – номинальный предельно отключаемый ток выключателя по паспорту при его номинальном напряжении, кА;

– ток трехфазного короткого замыкания, кА.

- по предельно отключаемой мощности по условию 5.25

(5.25)

где – номинальный предельно отключаемая мощность выключателя по паспорту, МВА;

– мощность трехфазного короткого замыкания по расчету, МВА.

Результаты выбора и проверки выключателей сведены в таблицу 5.4.

Таблица 5.4 – Электрические характеристики высоковольтных выключателей

Наименование выключателей
МКП-110Б-630-20У1
ВВТП-10-10/630У2

 

 

5.4 Выбор быстродействующих выключателей

Быстродействующие выключатели постоянного тока устанавливаются на тяговых подстанциях постоянного тока в распределительном устройстве 3,3 кВ и предназначены для защиты преобразовательных агрегатов и линий постоянного тока от коротких замыканий и перегрузок, которые могут привести к пережогу провода.

Условия выбора:

- по номинальному напряжению по условию 5.26

(5.27)

где Uн и Uн – номинальное напряжение выключателя и рабочее напряжение на шинах постоянного тока подстанции, кВ.

- по номинальному току по условию 5.27

(5.28)

где Iн и Ip.max – номинальный ток выключателя и максимальный рабочий ток фидера контактной сети, А.

- по наибольшему току отключения по условию 5.28

(5.29)

где Iн.откл - номинальный ток отключения выключателя, А;

Iк - установившийся ток короткого замыкания на шинах, выпрямленного напряжения, А;

Кт.э - коэффициент, учитывающий токоограничивающий эффект выключателя, равный 0,6 – 0,7

 

 

Характеристика выключателя РУ – 3,3 кВ приведена в таблице 5.5

Наименование выключателей
ВАБ-49-3200/30-Л-УХЛ4

Таблица 5.5 – Электрическая характеристика быстродействующего выключателя

 

5.5 Выбор и проверка разъединителей

Разъединители на электрической подстанции предназначены для создания видимого разрыва цепей.

Разъединители выбираются по следующим условиям:

- по конструкции, то есть когда необходимо учитывать место расположения разъединителя (внутренняя или наружная установка, количество заземляющих ножей и их расположения);

- по номинальному напряжению по условию 5.29

, (5.30)

 

- по номинальному току по условию 5.30

Iн ≥Ip.max, (5.31)

- для 110 кВ

– для 10 кВ

Проверка выбранных разъединителей проводится по следующим условиям;

- по электродинамической стойкости по условию 5.31

(5.32)

для 110 кВ

- для 10 кВ

- по термической стойкости по условию 5.32

(5.33)

– для 110 кв

Результаты выбора и проверки разъединителей сведены в таблицу 5.6

Таблица 5.6 – Электрические характеристики разъединителей

Наименование разъединителя кВ кА кА кА2×с
РНД (З)– 110/630
РВО-10/630 -

 

5.6 Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока.

Измерительные трансформаторы тока предназначены для подключения измерительных приборов (амперметров), токовых цепей счетчиков активной и реактивной энергии и устройств релейной защиты.

Условия выбора:

- по конструкции, назначению и классу точности (опорные, шинные, проходные, встроенные в выключатели переменного тока или силовые трансформаторы; внутренней или наружной установки); класс точности определяется приборами, к нему присоединяемыми: 0,2– образцовые трансформаторы тока; 0,5 – для подключения счетчиков денежного расчета и точных защит; 1 – для подключения амперметров и приборов технического учета; 3(Р) или 10 – для присоединения устройств релейной защиты;

- по номинальному напряжению по условию 5.34

 

 

, (5.34)

- по номинальному току первичной обмотки

I1н ≥Ip.max, (5.35)

– для 110 кВ

524,74 – для 10 кВ

Выбранные трансформаторы тока проверяют по следующим условиям:

- по электродинамической стойкости (для отдельно стоящих трансформаторов тока, кроме шинных),только для 110 и 35кВ по условию 5.35

(5.36)

где – первичный номинальный ток выбранного трансформатора тока, кА;

-кратность электродинамической стойкости по паспорту трансформатора.

- по термической стойкости (для отдельного стоящих трансформаторов тока) по условию 5.37

(5.37)

где – кратность термической стойкости по паспорту трансформатора тока;

– время прохождения тока термической стойкости, с (по паспорту);

– первичный номинальный ток выбранного трансформатора тока, кА.

Условия проверки по условию 5.38

(5.38)

где – вторичная нагрузка трансформатора тока, Ом;

–номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности, Ом.

Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов соединительных проводов и переходного сопротивления контактов (для 110, 10, 35кВ одинаково) определяется по формуле 5.39:

(5.39)

Для определения сопротивления мы выбираем амперметры типа Э - 377 и 378, где мощность катушки тока равна 0,5 ВА; счетчики активной энергии типа САЗУ- 1670, где мощность катушки тока равна 2,5 ВА реле максимального тока типа РТ-40/2, где мощность катушки тока равна 0,2 ВА определяются по формулам 5.40 и 5.41

(5.40)

(5.41)

Результаты выбора и проверки выбранных трансформаторов тока сведены в таблицу 5.7.

Таблица 5.7 – Электрические характеристики выбранных трансформаторов тока

Наименование Трансформатора тока кВ кА кА Ом
ТФЗМ –110А
ТПОЛ-10 -

 

5.7 Выбор и проверка измерительных трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения предназначены для снижения высокого напряжения до величины 100 или 100: В для питания измерительных приборов, счетчиков активной и реактивной энергии, устройств релейной защиты. Трансформатор напряжения работает в режиме близком к холостому ходу, так как большое сопротивление подключаемых приборов одновременно изолирует цепи низкого напряжения от цепей высокого напряжения.

Трансформаторы напряжения выбирают по следующим условиям:

– в зависимости от конструкции и места установки;

– по номинальному напряжению по условию 5.42

, (5.42)

где – первичное напряжение трансформатора напряжения, кВ; – напряжение на шинах распределительного устройства, к которым подключают первичную обмотку трансформатора, кВ.

Выбранный трансформатор напряжения должен быть проверен по нагрузке вторичной цепи по условию 5.43

(5.43)

Мощность, потребляемая измерительными приборами и реле, подключенными к вторичной обмотке, ВА (для всех напряжений одинакова) определяется по формуле 5.44:

(5.44)

где и – сумма активных и реактивных мощностей приборов и реле, подключаемых к наиболее загруженной фазе, которая определяется по расчетной схеме, Вт и вар соответственно.

Результаты выбора и проверки выбранных трансформаторов напряжения сведены в таблицу 5.8.

Таблица 5.8 – Электрические характеристики трансформаторов напряжения

Наименование трансформатора напряжения
НКФ-150
НТМК-10

 

 

5.8 Выбор аппаратов защиты от перенапряжений.

Для защиты изоляции оборудования всех распределительных устройств электрических подстанций от волн перенапряжений, набегающих с линии, вызванных грозовым и коммутационными воздействиями, применяют вентильные разрядники и ограничители перенапряжения.

Защита линейных подходов осуществляется торсовыми молниеотводами на длине 1– 2 км. В конце тросового участка со стороны линии устанавливаются трубчатые разрядники.

Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений выбираются:

- в зависимости от вида защищаемого оборудования, который влияет на серию устанавливаемого разрядника или ограничителя перенапряжений в связи с тем, что разные виды оборудования имеют различные классы изоляции;

- в зависимости от рода тока (постоянный или переменный);

- по номинальному напряжению по условию 5.45

, (5.45)

110кВ=110кВ

10 кВ=10 кВ

Выбранные ограничители перенапряжения указаны в таблице 5.9.

 

Таблица 5.9 - Электрические характеристики ограничители перенапряжения

Тип Номинальное напряжение, кВ Наибольшее допустимое напряжение на разряднике кВ Пробивное напряжение при частоте 50 Гц,кВ Импульсное пробивное напряжение (при предразрядном времени от 2до 20 мкс), кВ кВ Остающееся напряжение не более при импульсном токе с длиной фронта волны 8 мкс и амплитудой
     
РВТ-110   100,0 150,0 240,0 -    
РВП-10   12,7   50,0     -

 

III ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Профилактические испытания преобразователя в объеме контрольных и его наладка производятся в процессе подготовки к работе после установки его полного комплекта в стационарное состояние, окончания механического и электрического монтажа и установки в преобразовательную секцию вентильных блоков и блоков управления.
Перед вводом в работу вновь установленного преобразователя необходимо проверить:
внешний вид, комплектность и соответствие преобразователя чертежам и схемам завода-изготовителя. Проверку комплектности и соответствия преобразователя чертежам и схемам проводят по принципиальным схемам, схемам соединений и сборочным чертежам завода-изготовителя. Внешний вид проверяют визуально. При этом проверяют качество покрытий, наличие болтов заземления, правильность маркировки;
сопротивление изоляции токоведущих частей преобразователя в холодном состоянии. При испытаниях производится измерение сопротивления изоляции всех токоведущих частей относительно корпуса и между несвязанными электрическими цепями, которое должно быть не ниже 5 МОм в холодном состоянии и 0,5 МОм в нагретом состоянии. Измерение сопротивления изоляции производится при выдвинутых блоках управления и вентильных блоках. Измерение сопротивления изоляции цепей управления производится мегаомметром типа M-l 101 на напряжение 500 В.
Измерение сопротивления изоляции силовых цепей производится мегаомметром типа M-l 101 на напряжение 1000 В;

Электрическую прочность изоляции токоведущих частей преобразователя. Испытание электрической прочности изоляции производится в холодном состоянии преобразователя пробивной установкой мощностью 2 кВ-А при выдвинутых блоках управления и силовых блоках. Испытаниям подвергаются все токоведущие части преобразователя относительно корпуса, а силовые цепи относительно корпуса и между собой. Испытания проводятся в течение 1 мин переменным синусоидальным напряжением частотой 50 Гц. Испытательное напряжение 2000 В для цепей управления всех преобразователей.
Испытательное напряжение силовых цепей приведено ниже:

Правильность работы блокировок и сигнализации. Преобразователи серий ТПЗ, ТПРЗ имеют четыре модификации схемного решения: 1 — последовательное соединение мостов для нереверсивных и для реверсивных преобразователей по встречно-параллельной схеме; 2—последовательное соединение мостов для реверсивных агрегатов по перекрестной схеме; 3 — параллельное соединение мостов; 4 — мостовая схема. Поскольку проверка блокировок и сигнализации, а также и наладка устройства имеют некоторые отличия в зависимости от модификации схемы, в дальнейшем будем ссылаться на номер модификации схемного решения преобразователя.
В преобразователях осуществляется сигнализация о включенном и отключенном состоянии автоматических выключателей собственных нужд и быстродействующих (ВАТ), напряжении питания, неисправности в системе вентиляции, сгорании предохранителей в блоках вентилей, готовности к работе масляного выключателя и преобразовательного агрегата в целом.
В преобразователях с модификацией схемного решения 1, 2 и 3 проверка блокировок и сигнализации происходит следующим образом (в качестве примера рассмотрим модификацию 1, рис. 28):
а) на преобразователь подается напряжение собственных нужд ~380 В и опорное напряжение (автоматические выключатели на щите управления АВБ-1, АВБ-2, АВБ-З, АВБ-4 отключены); при этом должна загореться лампочка на щите управления.
Включается выключатель АВБ1. При этом на щите управления должны загореться пять ламп (на рис. 28 не по-
казаны), а загоравшаяся ранее лампа должна погаснуть. В вентильной секции при этом загораются четыре лампочки, а в блоке реле включаются табло: «напряжение питания отключено», «неисправна вентиляция», «АВБ включен»;
б)включаются выключатели АВБ-2, АВБ-З, АВБ-4, АВБ-5; при этом должны загореться четыре новые лампы, остальные должны погаснуть;

Рис. 28. Схема испытаний агрегата с последовательным соединением мостов по встречно-параллельнойсхеме мостов по встречно-параллельной схеме лампа и погаснуть табло «неисправна вентиляция» в блоке реле;
г) проверяются блокировки при неисправности в системе вентиляции следующим образом. Отключается автоматический выключатель на вентильной секции. При торможении двигателя вентилятора на вентильной секции
в)включается автоматический выключатель в вентильных секциях. При этом должна загореться соответствующая
должны загореться сигнальные лампы, а на блоке реле- табло «неисправна вентиляция». После окончания проверки автоматический выключатель включается снова;
д)проверяется сборная сигнализация о сгорании предохранителей в блоках вентилей следующим образом. Вынимают поочередно каждый блок вентилей (БВ) и с помощью переносных шлангов типа У-30 (поставляемых на объект комплектно с преобразователем), не подавая силовое напряжение на преобразователь, проверяют цепочку сборной сигнализации, отжимая или закорачивая вспомогательные контакты предохранителей. При закорачивании любого вспомогательного контакта на блоке реле должно загореться табло «сгорел предохранитель в БВ»;
е)проверяется блокировка в схеме сигнализации «готовность преобразователя к включению» следующим образом:
включаются выключатели АВБ-1, АВБ-2, АВБ-З, АВБ-4, АВБ-5 на щите управления преобразователя; включаются выключатели на вентильных секциях; закрываются двери щита управления и шкафа ввода; включается масляный выключатель и подается силовое напряжение на преобразователь. При этом на блоке реле должно загореться табло «напряжение питания включено» и погаснуть табло «напряжение питания отключено». На вентильной секции должны загореться соответствующие лампы. При нажатии кнопки на щите управления на блоке реле должно загореться табло: «агрегат готов к включению»; отключаются последовательно выключатели АВБ-2, АВБ-З, АВБ-4, АВБ-5 и масляный выключатель, при этом любая операция должна привести к погасанию табло «агрегат готов к включению»; отключается выключатель на вентильной секции, при этом табло «агрегат готов к включению» должно погаснуть через 5 мин (выдержка времени определяется уставкой реле блока реле);
ж)проверяется сборная сигнализация о сгорании предохранителей следующим образом:
вынимается из вентильной секции один силовой блок и подключается через удлинительный шланг У-30;
вспомогательные контакты одного предохранителя силового блока отжимаются; включаются выключатели на щите управления, при этом должно загореться табло «сгорел один предохранитель» на соответствующем блоке;
отжимаются вспомогательные контакты второго предохранителя силового блока. При этом должно загореться табло «сгорело два предохранителя» и включиться сирена.
В преобразователях с модификацией схемного решения 4 проверка блокировок и сигнализации производится следующим образом (в качестве примера рассмотрим схему испытаний преобразователя на рис. 29):
а) на преобразователь подается напряжение собственных нужд ~380 В и опорное напряжение (автоматические выключатели АВБ-1, АВБ-2, АВБ-З на щите управления отключены), при этом должна загореться лампа на щите управления (ЩТУ).
Включается выключатель АВБ1, при этом на щите управления должны загореться три лампы, а загоревшаяся ранее лампа должна погаснуть. В вентильной секции при этом должны загореться лампы световых табло. В блоке реле загораются табло «напряжение питания отключено», «неисправна вентиляция», «АВБ включен»;

Рис. 29. Схема испытаний агрегата с мостовой схемой выпрямления

б)включаются выключатели АВБ-2 и АВБ-З, при этом должны загореться соответствующие лампы, а лампы табло должны погаснуть;
в)включаются выключатели в вентильных секциях, при этом должно загореться табло «питание вентилятора включено» и погаснуть лампы табло в вентильных секциях. На блоке реле должно погаснуть табло «неисправна вентиляция»;
г)проверяется блокировка при неисправности в системе вентиляции, а также сборная сигнализация о сгорании предохранителей в блоках вентилей, как указано выше для модификаций 1,2 и 3;
д)проверяются блокировки в системе сигнализации «готовность агрегата к включению» следующим образом: включаются выключатели АВБ1, АВБ2, АВБЗ на щите управления; включаются выключатели на вентильных секциях; при закрытых дверях щита управления и шкафа ввода включается масляный выключатель и подается силовое напряжение на преобразователь. При этом на блоке реле должно загореться табло «напряжение питания включено» и погаснуть табло «напряжение питания отключено»;
при нажатии кнопки на щите управления на блоке реле должно загореться табло «агрегат готов к включению»;
при отключаемых последовательно автоматических выключателей АВБ-2, АВБ-4 и масляном выключателе любая из перечисленных операций приводит к погасанию табло «агрегат готов к включению»;
отключается автоматический выключатель на вентильной секции, при этом табло «агрегат готов к включению» погаснет через 5 мин (в

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...