Выбор токоведущих частей и электрического оборудования подстанций
⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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. 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. б)включаются выключатели АВБ-2 и АВБ-З, при этом должны загореться соответствующие лампы, а лампы табло должны погаснуть;
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|