15,06/10,54=1,4
Расчет токов трехфазного КЗ.
Для проверки аппаратов и проводников по режиму КЗ на электродинамическую и термическую стойкость и высоковольтных выключателей по отключающей способности необходимо определить следующие токи КЗ:
Iпо- начальный периодический ток КЗ (кА);
iу- ударный ток КЗ (кА)
Inτ, iaτ- периодическая и апериодическая составляющие тока КЗ для момента времени τ (кА)
τ- время размыкания контактов.
Расчет производим в следующем порядке:
На основании структурной схемы с учетом принятого режима работы трансформаторов составляется расчетная схема, в которой показываются основное оборудование и источник (Т, Т, энергосистема и связь с энергосистемой- ЛЭП) и приводятся их параметры.
На U= 6кВ принята раздельная работа СТ в целях ограничения токов КЗ в соответствии с НТП ПС.
Составляем схему замещения (смотри рисунок 2.1) для всех элементов расчетной схемы. Производим расчет сопротивлений в относительных единицах относительно базовой мощности, которую принимаем Sб=1000 МВА.
Рисунок 2.1
Производим расчет сопротивлений элементов схемы в относительных единицах:
Х1=Хс*Sб/Sсист=1,8*1000/1200=1,5 о.е.
Х2=Х3=Х0*L*Sб/Uср=0,28*30*1000/13225=0,64 о.е.
Х4=Х5=Uк/100*Sб/Sнт=10,5/100*1000/16=6,56 о.е.
Производим преобразование схемы замещения относительно точек КЗ:
т. К1: U= 110 кВ
Х6=(Х1+Х2)/2=1,07 о.е.
т. К2: U= 6 кВ
Х7=Х6+Х5=1,07+6,56=7,63 о.е.
Расчетная таблица токов трехфазного КЗ.
Таблица 2.2
очка КЗ
К1
К2
Базовая мощность Sб (МВА)
1000
Среднее напряжение Uср (кВ)
115
6,6
Источники
Система
Ном. Мощность источников Sном (МВА)
1200
Результирующие сопротивления Xрез (е.о.)
1,07
7,63
Базовый ток
(кА)
5,02
87,5
ЭДС источника Е``
1,0
4,7
11,47
Куд
1,608
1,56
Та
0,02
10,7
25,3
6,02
10,5
1
(с)
0,035
tсв=0,025
0,025
tсв=0.015
0,17
0,29
1,13
tс.в.- собственное время отключения (без времени, затраченного на гашение дуги).
Сводная таблица результатов расчетов токов КЗ.
Таблица 2.3
Точка КЗ
Uср (кВ)
Источник
Токи трехфазного КЗ (кА)
Iп0
Iпτ
iаτ
iуд
система
4.7
1.13
10.7
7.77
6.6
11.47
25.3
20.9
Выбор аппаратов и проводников
Определение расчетных условий для выбора аппаратов и проводников по продолжительным режимам работы.
- на стороне 110 кВ
А
где - следуйщая мощность СТ или АТ по шкале ГОСТа.
- на стороне 6 кВ
Выбор высоковольтных выключателей (ВВ) и разъединителей (РЗ) на всех напряжениях
а стороне ВН 110 кВ СТ:
Расчетные токи продолжительного режима в цепи 110 кВ Т:
Iнорм.= 54,6 А
Imax= 113,4 А
Расчетные токи КЗ на шинах 110 кВ:
Iп0= 4,7 iуд=10,7
Iпτ= 4,7 iaτ=1,13
Тепловой импульс на шинах 110 кВ:
4,7*4,7(0,155+0,02)=3,87 кА2 сек
0,1+0,055
Выбираем по [12] высоковольтный выключатель для наружной установки типа ВГУ-110-40У1
Привод высоковольтного выключателя: откл – пневматическое вкл - пружинное
Выбираем по [12] разъединитель для наружной установки типа РНДЗ-1-110/1250Т1
Привод разъединителя ПРН-110У1
Сравнение расчетных и каталожных данных.
Таблица 2.4
Расчетные данные
Справочные денные
ВГУ-110-40У1
РНДЗ-1-110/1250Т1
Uуст.=110
Uном=110 кВ
Uном=110кВ
Imax=113,4
Iном= 2000 А
Iном=2000А
Iпτ=4,7
= 40 кА
-
iаτ=1,13
Iaном= 56,6
Iп0=4,7
Iдин=40кА
iуд=10,7
iдин=102 кА
Вк=3,87кА2 сек
=3200
=4800
На стороне НН 6 кВ СТ:
Расчетные токи продолжительного режима в цепи 6 кВ Т:
Iнорм.=1000 А
Imax=2076,9 А
Расчетные токи КЗ на шинах 6 кВ:
Iп0=11,47 кА iуд=25,3 кА
Iпτ=11,47 кА iaτ=4,7 кА
Тепловой импульс на шинах 6 кВ:
11,47*11,47(0,125+0,02)=19,076 кА2 сек
0,17+0,025
Выбираем по [1] высоковольтный выключатель для внутренней установки типа ВБЭ-10(6)-31,5(40)
Привод высоковольтного выключателя электромагнитный.
Таблица 2.5
Uуст.=6кВ
Uном=10(6) кВ
Imax=2076,9
Iном=3150 А
Iпτ=11,47
=31.5(40) кА
iаτ=4,7
iа ном=58
Iп0=11,47
Iдин=31,5(40) кА
iуд=25,3
iдин=80 кА
Вк=19,076кА2 сек
=
Выбор проводников в основных цепях ПС
На напряжения 110 кВ выбираем гибкие сталеалюминевые провода; на напряжение 6 кВ – жесткие алюминиевые шины.
В цепях отходящих линий 6 кВ – силовые кабели. Для крепления шин на 6 кВ выбираем опорные изоляторы.
Выбор сборных шин и токоведущих частей на U 110 кВ в цепи
Таблица.2.6
Условия выбора
Сборные шины 110 кВ и токоведущие части от ТДН-16000/110/6,6 до сборных шин 6 кВ
Imax<Iдоп
Согласно п.1.3.28 ПУЭ сборные шины и ошиновка в пределах ОРУ выбирается по нагреву (по допустимому току наиболее мощного присоединения)
Imax=113,4 А,
Iнорм=54,6А
Тип проводника, его параметры[2] c.428
АС300/39
Iдоп=690 А, d=24мм, r0=1,2см
Проверка шин на схлестывание, электродинамическую стойкость
Не производится, т.к. Iпо=4,7кА<20 кА
Проверка шин на термическое действие тока КЗ
Не производится, т.к. шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе
Проверка по условиям коронирования
1.07 Е < 0.9 Е0
Дср=
Выбор сборных шин и ошиновки на ПС
Сборные шины 6,6 кВ и токоведущие части СШ 6,6.
Таблица.2.7
Согласно п.1.3.28 ПУЭ сборные шины и ошиновка в пределах ЗРУ выбираются по нагреву (по допустимому току наиболее мощного присоединения).
Imax < Iдоп
Тип проводников
Imax=2076,9А
Однополосные шины расположены «плашмя» ША Iдоп=2410 (2289) А
b=80 мм, h=10 мм, q=800 мм2, l=2м, а=0,5м
Проверка шин на термическую стойкость при КЗ по условию:
qmin < qвыбр
мм
qmin=47.995<800
Значение С см.[12], стр. 192
Проверка шин на электродинамическую стойкость по условию:
МПа
Gрасч=8,36 мПа
8,36 < 75
Условие выполняется
Выбор изоляторов
Выбор опорных и проходных изоляторов внутренней установки для крепления жестких сборных шин 6 кВ.
Выбираем опорный изолятор ИО-10-3,75У3 на напряжение 6кВ с минимальной разрушающей силой на изгиб Fразр=3750кН, высота изоляторов Hиз=120 мм. Проверяем изолятор на механическую прочность. Максимальная сила, действующая на изгиб:
где принято расстояние между фазами а=0,5 м, пролет между изоляторами l=2 м.
Поправка на высоту шины:
где b – ширина для полосовых шин
Таким образом, изолятор ИО-10-3,75У3 проходит по механической прочности.
3. Выбор электрооборудования подстанции
3.1 Устройство и принцип действия воздушного выключателя типа ВВБ-110 кВ
Iном.=2000 А, Iоткл. =31,5 кА,
Сопротивление контура полюса = не более 80 мкОм,
Сопротивления одного элемента = 100 Ом.
Характеристики выключателя, снятые при номинальном, минимальном и максимальном рабочих давлениях при простых операциях и сложных циклах, должны соответствовать данным завода изготовителя. Количество операций и сложных циклов, выполняемых каждым выключателем, устанавливается согласно табл.3.1.1.
Таблица 3.1.1 - Условия и число опробований выключателей при наладке
Операция или цикл
Давление при опробовании
Напряжения на выводах
Число операций и циклов
1. Включение
Наименьшее срабатывание
Номинальное
3
2. Отключение
То же
3. ВО
«
»
2
4. Включение
Наименьшее рабочее
5. Отключение
6. ВО
7. Включение
8. Отключение
9. ОВ
10. Включение
Наибольшее рабочее
0,7 номинального
11. Отключение
12. ВО
13. ОВО
14. ОВО
Наименьшее для АПВ
Устройство и принцип действия воздухонаполненного выключателя типа ВВБ-110 (выключатель воздушный баковый для номинального напряжения 110 кВ) научно-производственного объединения (НПО) «Электроаппарат»). Выключатель рассчитан на давление воздуха 2 МПа. Гасительное устройство с двумя разрывами заключено в стальной бачок, изолированный от земли с помощью колонны фарфоровых изоляторов. Объем бачка рассчитан на две операции отключения. Расход воздуха пополняется из ресивера и общестанционной магистрали сжатого воздуха по изолирующему воздуховоду. Давление в бачке поддерживается близким к номинальному. В бачок встроены вводы 6 из эпоксидной смолы, наружные части которых защищены фарфоровыми покрышками. Неподвижные контакты укреплены на вводах, а подвижные в виде ножей на металлической траверсе, которая, в свою очередь, жестко связана со штоком. Неподвижные контакты со встроенными контактными ламелями находятся внутри металлических сопл, направляющих воздух в процессе отключения к выхлопному клапану (его также называют дутьевым клапаном). Контактная траверса и тарелка выхлопного клапана приводятся в движение поршневыми устройствами, действие которых согласовано. Клапаны управления поршневыми устройствами расположены внизу и находятся под потенциалом земли. Основные разрывы дугогасительного устройства шунтированы резисторами с вспомогательными контактами для отключения сопровождающего тока. Резисторы укреплены в бачке на вводах. Вспомогательные контакты помещены под резисторами. Клапаны управления этими контактами вынесены наружу. Для равномерного распределения напряжения между разрывами в положении «отключено» предусмотрен делитель напряжения емкостного типа.
В процессе отключения поршневое устройство привода поднимает тарелку выхлопного клапана. Поднимается также контактная траверса, и контакты размыкаются. Дуги, образующиеся на контактах, перебрасываются на концы неподвижных контактов и вспомогательные электроды. Они гасятся в потоке воздуха, вытекающего из бачка через сопла и выхлопной клапан. После погасания дуг выхлопной клапан закрывается, а траверса с ножами остается в верхнем отключенном положении. Промежуток между контактами обеспечивает достаточную электрическую прочность при давлении 2 МПа. Вспомогательные контакты размыкаются приблизительно через 0,035 с после размыкания главных контактов, и возникшие между ними дуги гасятся потоком воздуха вытекающего в атмосферу через внутренние полости контактов. После погасания дуг вспомогательные контакты остаются разомкнутыми. При включении выключателя контактная траверса опускается поршневым устройством. Ножи входят в прорези в верхней части сопл, и контакты замыкаются. Предварительно замыкаются вспомогательные контакты.
Поршневые устройства и, приводящие в движение контактную траверсу и выхлопной клапан, расположены в зоне высокого потенциала. Соответствующие клапаны управления расположены в шкафу управления и находятся под потенциалом земли. Они связаны с поршневыми устройствами изолирующим воздуховодом, расположенным внутри опорной колонны. Номинальный ток отключения выключателей серии ВВБ составляет 31-35 кА. Время отключения 0,08 с (4 периода).
3.2 Устройство и принцип действия элегазового выключателя типа ВГУ-110У1
Iном = 2000 А
Iоткл = 40 кА
Элегаз (SF6 - шестифтористая сера) представляет собой инертный газ, плотность которого превышает плотность воздуха в 5 раз. Электрическая прочность элегаза в 2- 3 раза выше прочности воздуха. При давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сравнима с прочностью масла.
В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током, в 100 раз превышающим ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях. Исключительная способность элегаза гасить дугу объясняется сильным сродством его с электронами. Молекулы газа улавливают электроны дугового столба и образуют относительно неподвижные отрицательные ионы. Потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет. В струе элегаза, т. е. при газовом дутье, поглощение электронов из дугового столба происходит еще более интенсивно.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
