-
При недостаточной смазке, а также в
зимнее время работа отделителей недостаточно надежна.
-
Параметр потока отказов больше, чем у
масляных выключателей.
-
Имеют слабое усилие пружин, что
сказывается на надежности работы.
-
У коротокозамыкателей часты случаи
поломки винипластовых вставок изоляционных тяг, а также случаи отскакивания
ножа при ударе его об упор губок. Заводом – изготовителем рекомендовано при
ремонтах короткозамыкателей производить замену винипластовых вставок.
Поэтому
отделители и короткозамыкатели в цепи понижающих трансформаторов заменяем на
масляные выключатели типа ВМТ-110 – маломасляный выключатель, подстанционный, с
камерным гашением дуги. Привода масляных выключателей – ППрК-1400 – привод
электромагнитный. На масляном выключателе устанавливаем трансформаторы тока –
ТВТ – 110 трансформаторы тока.
Для
контроля напряжения и для подключения релейной защиты устанавливаем
трансформаторы напряжения типа НКФ-110 – трансформаторы напряжения каскадные,
фарфоровые.
Разрядники
РВС-110 разрядник вентильный, станционный – предназначены для защиты изоляции
оборудования подстанции от коммутационных и атмосферных перенапряжений.
Для
создания видимого разрыва при отключении какой-нибудь части распределительного
устройства устанавливаем разъединители РДЗ-110 разъединитель двухколонковый с
заземляющими ножами, и РДЗ-2-110 - разъединитель двухколонковый с двумя
заземляющими ножами. Привода разъединителей ПР-90 – ручные.
Для
безопасности обслуживания разъединители оборудуем электромагнитной и
механической блокировками.
На
тяговой подстанции «Долбино» с питающим напряжением
110
кВ распределительное устройство 10 кВ предназначено для питания нетяговых
потребителей. РУ-10 кВ выполнено в виде комплектного распределительного
устройства наружной установки (КРУН-10кВ) КРУН-10кВ получает питание от
вторичной обмотки понижающего трансформатора ТМ-35/1000 по двум вводам.
Напряжение 10 кВ поступает на сборные шины 10 кВ через масляный выключатель
ВМП-10, огражденный с двух сторон пальцевыми контактами, выполняющими роль разъединителей.
Сборные шины секционированы выключателем. Схемы ячеек типовые.
От
сборных шин 10 кВ питаются 4 нетяговых потребителя: ФПЭ Белгород, фидер №№ 1,2
«Спиртзавод», фидер №№ 1,2 РП – 10,
ФПЭ
К. Лопань. Напряжение от сборных шин через масляный выключатель, трансформаторы
тока поступает к потребителям по кабелю.
Для
контроля напряжения на шинах 10 кВ имеются ячейки трансформаторов напряжения.
Распределительное устройство смонтировано из комплектных камер одностороннего
обслуживания с маслянным выключателем, ВМП-10, расположенным на выкатной
тележке. Для безопасного обслуживания и локализации аварий корпус разделен
металлическими перегородками и автоматически закрывающимися металлическими
шторками. Масляные выключатели расположены на выкатных тележках. Перемещение
тележки из одного положения в другое осуществляется при помощи рычажного
механизма, управляемого съемной рукояткой. Такие распределительные устройства
обладают существенными преимуществами: высокой надежностью, безопасностью
обслуживания, взаимозаменяемостью, компактностью. Поэтому, чтобы сохранить
преимущества распредустройства, уменьшить объем строительно-монтажных работ и
не изменять месторасположение существующего распредустройства, в дипломном
проекте при модернизации РУ-10 кВ предлагается использовать установленные ранее
ячейки КРУН – 10 кВ, с заменой маслянных выключателей ВМГ-10 на вакуумные
выключатели ВВ/TEL-10 и добавить 4 ячейки для питания ТСН и преобразовательных
агрегатов. Замена маслянных выключателей на вакуумные вызвана тем, что масляные
выключатели ВМГ-10 морально и физически устарели, поэтому с экономической точки
зрения целесообразно произвести их замену при данной реконструкции подстанции.
Полученное
(модернизированное) распредустройство будет состоять из следующих элементов:
Напряжение
10 кВ поступает со вторичной обмотки низкого напряжения понижающего
трансформатора 110/35/10, соединенной в треугольник, через вакуумный выключатель
типа BB/TEL-10, огражденный пальцевыми контактами, через трансформаторы тока
типа ТПЛ-10 на сборные шины 10 кВ, которые состоят из двух секций,
секционированных вакуумным выключателем типа BB/TEL-10.
От
сборных шин 10 кВ через вакуумные выключатели типа BB/TEL-10, огражденные
пальцевыми контактами, через трансформаторы тока типа ТПЛ-10 напряжение
поступает к нетяговым потребителям: ФПЭ Белгород, фидер №№ 1,2 «Спиртзавод»,
фидер №№ 1,2 РП – 10, ФПЭ К. Лопань.. Все выводы ячеек – кабельные.
Питание
трансформаторов внутренних нужд производится аналогично фидерам нетяговых
потребителей: напряжение 10 кВ от сборных шин 10 кВ через вакуумные выключатели
типа ВB/TEL-10, огражденные пальцевыми контактами, через трансформаторы тока
типа ТПЛ-10 кабелем поступает на первичную обмотку ТСН.
Питание
преобразовательных агрегатов ПВЭ-5 осуществляется следующим образом: напряжение
от сборных шин 10 кВ через вакуумный выключатель ВB/TEL-10, огражденный
пальцевыми контактами, через трансформаторы тока по шинному мосту поступает на
первичную обмотку тягового трансформатора, понижается до 3,02 кВ и со вторичной
обмотки тягового трансформатора, схема соединения которой "две обратные
звезды с уравнительным реактором", поступает на преобразователь ПВЭ-5.
Установленные
в КРУН-10 кВ вакуумные выключатели типа ВB/TEL-10 - вакуумный выключатель,
подвесной - предназначенный для включения и отключения под нагрузкой.
Трансформаторы
тока типа ТПЛ-10 - трансформатор тока проходной с литой изоляцией -
предназначены для подключения релейной защиты.
Трансформаторы
напряжения типа НТМИ-10 - трансформатор напряжения трехфазный, с масляным
охлаждением, с обмоткой для контроля изоляции сети - предназначены для контроля
напряжения на сборных шинах 10 кВ.
Для
безопасности обслуживания ячейки КРУН-10 кВ оборудуем заземляющими ножами и
механической блокировкой.
2. Расчетная
часть
2.1 Выбор
оборудования
2.1.1 Выбор
оборудования ОРУ – 110 кВ
Для
выбора оборудования находим ток короткого замыкания, ударный ток.
Рис.5
Расчетная схема для определения тока к.з. на стороне 110 кВ.
Сопротивление
до точки к.з
X=V2ср/Sк.з.max
[6].
т.к.
Sк.з.max=3500 МВ А (по заданию), то
X=1152
/ · 3500 = 3,78 Ом.
Ik=Uном/
3 · x=115000/ 3, 78 = 17,6 кА;[6]
iy
= 2,55 · Ik=2,55 · 17,6=44,88 кА;[5]
Выбор
масляных выключателей производим по следующим характеристикам:
На
ОРУ-110 устанавливаем ВМТ-110
-
По номинальному напряжению:
Uн
≥ Uр [5].
Uн=110
кВ – номинальное напряжение[3]
Uр=110
кВ – рабочее напряжение[3]
-
По номинальному длительному току:
Iн
≥ Ipmax[5]
Iн=1250
А - номинальный ток ВМТ-110[3]
Ipmax=Kпр
· Sтп / √3 · Uн = 1,3 · 20000 / √3 ·115=130,7
А[5]
Kпр
= 1,3 – коэффициент перспективы развития потребителей.
Sтп
= 20000 кВ·А – мощность подстанции.
Ipmax
– максимальный рабочий ток ВМТ-110.
-
По номинальному току отключения выключателя: Iн.откл ≥ Iк
Iн.откл
=25 кА;[3]
Iк=17,6
кА;
-
По электродинамической стойкости:
Iпр.с
≥ Iк;
Iпр.с=25
кА – эффективное значение периодической составляющей предельного сквозного тока
к.з.
Iк
= 17,6 кА;
iпр.с
≥ iк
iпр.с
= 65 кА –амплитудное значение предельного сквозного тока к.з
iк
= 44,88 кА – ударный ток к.з.
5.
По термической стойкости: I2T · tT ≥ Bk
IT
=25 кА – предельный ток термической стойкости.
tT=3
с – время прохождения тока термической стойкости
Bk=
I2к·(tоткл.+ Та), где
Bk
– тепловой импульс тока к.з.
tоткл=
tср+ tрз+ tсв, где[5]
tср=0,1
с – собственное время срабатывания защиты
tрз=2
с – время выдержки срабатывания реле
tсв=0,055
с – собственное время отключения ВМТ-110 с приводом.
Bk=
17,62 · (0,1+2+0,055+0,02)=668 кА2 · с;
I2T
· tT=202·3=1200 кА2·с
Выбранный
масляный выключатель – ВМТ-110 соответствует всем характеристикам условий
выбора.
Выбор
разъединителей производим по следующим характеристикам:
Устанавливаем
на ОРУ-110 кВ разъединители РДЗ-2-110/1000, РНДЗ-110/1000
-
По номинальному напряжению: Uн ≥ Uр[5]
Uн=110
кВ;[3]
Uр=110
кВ;
-
По номинальному длительному току: Iн ≥ Ipmax[5]
Iн=1000
А
Ipmax=130,7
А
-
По электродинамической стойкости: iпр.с ≥ iy
iпр.с=80
кА;
iy=44,8
кА;
-
По термической стойкости: I2T · tT≥ Bk
Bk=668
кА2 ·с
IT=31
кА – предельный ток термической стойкости
I2T
· tT=312·3=2883 кА2·с;
Выбранные
разъединители РНДЗ-110/1000, РДЗ-2-110/1000 соответствуют всем характеристикам.
На
масляных выключателях ВМТ-110 устанавливаем трансформаторы тока ТВТ-110/600/5.
Выбор
трансформаторов тока проводим по следующим характеристикам:
ТВТ-110-600/5.
Для
подключения релейной защиты используем отпайку 200/5.
-По
номинальному напряжению: Uн ≥ Uр[5]
Uн=110
кВ;
Uр=110
кВ;
-
По номинальному длительному току: I1н ≥ Ipmax
I1н
=200 А;
Ipmax=130,7
А;
По
электродинамической и термической стойкости встроенные трансформаторы тока не
проверяются.
-
По нагрузке вторичных цепей: Z2н ≥ Z2
Z2н=1,2
Ом (класс точности 10) – номинальная допустимая нагрузка вторичной обмотки
трансформаторов тока ТВТ-110.
Z2=
Zпр+ Zконт+∑ Zприб., где
Z2
– вторичная нагрузка расчетная;
Zконт
=0,1 Ом – сопротивление переходных контактов;
Zпр=ρ·lрасч./qпр.,
где
ρ=1,75·10-8
Ом·м – удельное сопротивление медных проводов;
lрасч=75
м – длина проводов для ОРУ-110 кВ;
qпр=2,5
·10-6 м2 – сечение медных проводов
Zпр=1,75·10-8·75/2,5
·10-6 =0,52 Ом – сопротивление проводов;
∑
Zприб=0,5 Ом –сопротивление приборов, присоединенных к вторичной обмотке
трансформаторов тока ТВТ-110
Z2=0,52+0,1+0,5=1,12
Ом;
Выбор
проводов для вводов ОРУ-110 кВ, ремонтной и рабочей перемычек производим по
следующим характеристикам:
А-300
– провод алюминиевый сечением 300 мм2
-
По длительно допустимому току: Iдоп ≥ Ipmax[5]
Iдоп=680
А;
Ipmax=130,7
А;[3]
-
По термической стойкости: q≥ qmin= √Bk·106/C
q
= 300 мм2 выбранное сечение провода А-300;
qmin=√688·106/88
= 293,7 мм2
С=88
– коэффициент.
-
По условию отсутствия коронирования: 0,9 Е0≥1,07Е
Е0=30,3·m·(1+0,299/rпр1/2),
где
Е0
– максимальное значение начальной критической напряженности электрического
поля, при котором возникает разряд в виде короны.
m=0,82
– коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности многопроволочных проводов.
rпр=1,12
– радиус провода А-300
0,9
Е0=0,9·(30,3·0,82·(1+0,299/1,120,5)=28,68 кВ/см;
Е=0,354·U/rпр.·
lq·Dср/ rпр, где
Е-напряженность
электрического поля около поверхности провода
V-линейное
напряжение;
Dср
=1,26·D – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз;
D
= 3 м - расстояние между проводами разных фаз;
Dср
=1,26·3=378 см;
1,07Е=1,07·0,354·110/1,12·
lq·378/1,12=14,72 кВ/см;
Алюминиевый
провод А-300 соответствует всем характеристикам условий выбора. Для крепления
проводов применяем гирлянды из 8 подвесных изоляторов Пф-70.
2.1.2 Выбор оборудования
РУ-10 кВ
Для выбора оборудования находим ток короткого
замыкания, ударный ток короткого замыкания.
Рис. 6 Расчетные схемы для определения тока короткого
замыкания при коротком замыкании на шинах 10 кВ.
X
= Uср2 / Sкз max =1152 / 3500 =
0,029 - сопротивление до места короткого замыкания[6]
Определяем
сопротивление обмоток трансформатора
UK1
= 0,5(UK I-II + UK I-III - UK II-III) =
0,5(17+10,5-6) = 10,75%
UK2
= 0,5(UK I-III + UK II-III - UK I-III) =
0,5(17+6-10,5) = 6,25%
UK3
= 0,5(UK II-III + UK I-III - UK I-II) =
0,5(10,5+6-17) = -0,25% » 0
UK1,
UK2, UK3 - напряжение короткого замыкания обмоток
трансформатора
Х*б1
= (UK1 / 100) × (Sб / Sн.тр)
= (10,75/100)(100/20) = 0,53, где
Sб
= 100 мВА - базовая мощность;
Sн.тр
= 20000 кВА - мощность понижающего трансформатора
Х*б2
= (UK2 / 100) × (Sб / Sн.тр)
= (6,25/100)(100/20) = 0,31]
Х*б3
= (UK3 / 100) × (Sб / Sн.тр)
= 0
Х*б3
= Х* + Х*1 + Х*3 = 0,029 + 0,53 + 0 = 0,0559 –
результирующее
сопротивление до точки короткого замыкания при коротком замыкании на шинах 10
кВ [рис. 6, в]
Iб
= Sб / × Uср
Iб
= 100 / ( × 10,5) = 5,5 кА
Iк
= Iб / Х*4 = 5,5 /0,559 = 9,84 кА - ток короткого
замыкания при коротком замыкании на шинах 10 кВ[5]
iу
= 2,55 × Iк = 2,55 × 9,84 =
25,1 кА - ударный ток короткого замыкания
В
РУ-10 кВ в ячейках КРУН-10 кВ установлены вакуумные выключатели ВВ/TEL-10/1000,
ВВ/TEL-10/630. Выбор и проверку вакуумных выключателей производят по следующим
характеристикам:
ВВ/TEL-10/1000
-По
номинальному напряжению:
Uн
³ Uр
Uн
= 10 кВ - номинальное напряжение;
Uр
= 10 кВ - рабочее напряжение КРУН-10 кВ
-
По номинальному длительному току:
Iн
³ Iр max
Iн
= 1000 А - номинальный ток выключателя ВВ/TEL 10/110
Iр
max = (Крн×Sн.тр)/(×Uн2)
= (0,5×20000)/(×11) = 525,5 А, где
Крн
= 0,5 - коэффициент распределения нагрузки на шинах вторичного напряжения
-
По номинальному периодическому току отключения:
Iн.откл
³ Iк
Iн.откл
= 20 кА
Iк
= 9,84 кА
-
По электродинамической стойкости:
-
по предельному периодическому току короткого замыкания:
Iпр.с
³ Iк
Iпр.с
= 20 кА - эффективное значение периодической составляющей предельного сквозного
тока короткого замыкания
Iк
= 9,84 кА
-
по ударному току:
iпр.с
³ iу
iпр.с
= 52 кА - амплитудное значение предельного сквозного тока короткого замыкания
iу
= 25,1 кА
-
По термической стойкости:
Iт2
× tт ³ Bк
Bк
= Iк2 × (tоткл
+ Та), где
tоткл
= tср+tрз+tсв = 2+0,1+0,1=2,2 с - время
отключения тока,
Та
= 0,01 с - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока
короткого замыкания.
Bк
= 9,842 × 2,21 = 213,98 кА2с
Iт2
× tт = 2О2 × 4 = 1600 кА2с
Вакуумные
выключатели ВВ/TEL-10/1000, установленные в ячейках КРУН-10 кВ соответствуют
всем характеристикам.
Вакуумный
выключатель ВВ/TEL-10/630
-
По номинальному напряжению: UН ≥ UР
UН
= 10 кВ
UР
= 10 кВ.
-
По номинальному длительному току: IН ≥ IРmax
IН
= 630 A
IРmax
= 525.5 A.
-
По номинальному периодическому току отключения: IНоткл ≥ IК
IНоткл
= 12,5 кА
IК
= 9,84 кА
-
По электродинамической стойкости:
*
по предельному периодическому току к.з.: IПР.С ≥ IК
IПР.С
= 32 кА
IК
= 9,84 кА
*
по ударному току: iПР.С ≥ iу
iПР.С
= 52 кА
iу
= 25,1 кА
-
По термической стойкости: I2Т ·tT ≥ BК
BК
= 213,98 кА2с
I2Т
tT = 1600 кА2с.
Вакуумные
выключатели ВВ/TEL-10/630, установленные в ячейках КРУН-10 кВ соответствуют
всем характеристикам.
Выбор
и проверку трансформаторов тока ТПЛ-10 производим по следующим характеристикам:
ТПЛ-10.
-
По номинальному напряжению: UН ≥ UР
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|