Дипломная работа: Реконструкция и модернизация подстанции "Ильинск"
6.2 Выбор
трансформаторов тока и напряжения
6.2.1
Выбор трансформаторов тока
На стороне 110 кВ для
силового трансформатора выбираем встроенные в трансформатор ТТ (см. таблицу
6.3).
Количество ТТ на один ввод:
2 штуки.
На стороне 35 кВ выбираем
встроенные в выключатель ТТ, выбор и обоснование которых приведены в таблице
6.4. Количество ТТ на выключатель 12 штук.
На стороне 10 кВ выбор и
обоснование ТТ представлен в таблице 6.5
Таблица 6.4
Выбор ТТ на стороне ВН (110 кВ )
Условия
выбора
|
Численное
Значение
|
ТВТ-110-I-150/5
(для силового тр-ра)
|
Uном
³Uсети
|
Uсети
=110 кВ
|
Uном=110
кВ
|
Iном
³Iраб,max
|
Iраб,max=60.9А
|
Iном
=150 А
|
iдин³iуд
|
iуд=4.5
кА
|
iдин=20
кА
|
I2×t ³Bк
|
Bк=11.9
кА2×с
|
I2×t=133
кА2×с
|
Таблица 6.5
Выбор ТТ на стороне СН (35 кВ )
Условия
Выбора
|
Численное
значение
|
На вводе |
секционный |
на линии |
ТВ-35-III-
300/5 |
ТВ-35-III-300/5 |
ТФЗМ-35А-У1-150/5 |
Uном³Uсети
|
Uсети
=35 кВ
|
Uном=35
кВ
|
Uном=35
кВ
|
Uном=35
кВ
|
Iном³Iраб,m
|
Iраб,max=154/ 77/38.5 А
|
Iном
=200 А
|
Iном
=100 А
|
Iном
=75 А
|
iдин³iуд
|
iуд=4.37
кА
|
iдин=10
кА
|
iдин=10
кА
|
iдин=15
Ка
|
I2×t ³Bк
|
Bк=11.2кА2с
|
I2×t=400кА2с
|
I2×t=400кА2с
|
I2t=15.9кА2с
|
Таблица 6.6
Выбор ТТ на стороне НН (10 кВ)
Условия
выбора
|
Численное
значение на вводе
|
ТЛМ-10- 2УЗ |
Численное
Значение на линиях
|
ТЛМ-10-2УЗ |
Uном
³Uсети
|
Uсети
=10 кВ
|
Uном=10
кВ
|
Uсети
=10 кВ
|
Uном=10
кВ
|
Iном
³Iраб,max
|
Iраб,max=115 А
|
Iном
=200 А8
|
Iраб,max= 20А
|
Iном
=100 А
|
iдин³iуд
|
iуд=
10.6 кА
|
iдин=52
Ка
|
Iуд=2.4
кА
|
iдин=17.6
кА
|
I2×t ³Bк
|
Bк=66.3
кА2×с
|
I2×t=306кА2с
|
Bк=46.1кА2с
|
I2×t=119кА2с
|
Условия
выбора
|
Значение для секционного
ТТ
|
ТЛМ-10-2УЗ |
ТВТ-I-10-600/5
(встроенный в тр-р)
|
Uном
³Uсети
|
Uсети
=10 кВ
|
Uном=10кВ
|
Uном=10
кВ
|
Iном
³Iраб,max
|
Iраб,max=57.7 А
|
Iном
=100 А
|
Iном
=600 А
|
iдин³iуд
|
iуд=10.6
кА
|
iдин=17.6Ка
|
iдин=85.5
кА
|
I2×t ³Bк
|
Bк=66.3
кА2×с
|
I2×t=119.1кА2×с
|
I2×t=2350
кА2×с
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.3
Выбор трансформаторов напряжения
Условие выбора ТН:
Uном ³Uсети (6.2.1).
В данном
проекте на место деионтируемых трансформаторов напряжения марки ЗНОМ-35 и
НТМИ-10 устанавливаются НАМИ-35 и НАМИ-10.Этот тип трансформатора напряжения
является масштабным измерительным преобразователем и предназначен для выработки
сигнала измерительной информации для электрических измерительных приборов и
цепей учета, защиты и сигнализации в сетях 10-35 кВ с изолированной нейтралью.
В отличие от НТМИ-НАМИ, благодаря антирезонансным свойствам имеет повышенную
надежность и устойчив к перемежающимся дуговым замыканиям сети на землю.Для
обеспечения своей устойчивости он не требует принятия каких-либо дополнительных
мер со стороны потребителя.
ТН
подключаются через предохранители- на 35 кВ-типа ПКТ-102-35-20-8У3:
Uном=35 кВ, Iном пр.=50 А, Iоткл.ном=2.5 кА; на 10кВ ПКТ-104-10-200-12.5У3: Uном=10кВ, Iном пр.=50 А, Iоткл.ном=2.5 кА.
Выбор ТН представлен в
таблице 4.7
Таблица 6.7 Выбор ТН
Тип ТН |
Uном
, кВ
|
Uном1,
кВ
|
Uном2,
В
|
Uном.доп,
В
|
Sном,
ВА (0.5)
|
Sпред,
ВА
|
НКФ-110-83У1 |
110 |
110/Ö3 |
100/Ö3 |
100 |
400 |
2000 |
НАМИ-35-УХЛ1 |
35 |
35/Ö3 |
100/Ö3 |
100/3 |
150 |
1200 |
НАМИ-10-УХЛ1 |
10 |
10 |
100 |
100/3 |
120 |
1000 |
Для РУНН-10 кВ выбираем камеры
высоковольтных сборных РУ серии К-37, с одной системой шин , одностороннего обслуживания
на напряжение до 110 кВ и ток до 1000 А с вакуумным выключателем серии BB/TEL-10 и приводом к ним типа БУ/TEL-220-10 . Т.к.привод взаимозаменяемый с существующими
пружинномоторными и электромагнитными приводами (ПЭ-11, ПП-61, ППО-10 и
т.п.),то адаптация цепей РзиА этих ячеек к работе с выключателями BB/TEL-не требуется.
Аппаратура первичной коммутации
размещена в пределах камеры . Сборные шины вне камеры . Разъединители и выключатели
нагрузки со стационарными заземляющими ножами и блокировками.
6.3 Выбор
оборудования установленного в нейтрали трансформаторов
В нейтрали
трансформатора, на стороне 35 кВ устанавливаются:
1. Ограничители
перенапряжения (ОПН);
2. Дугогасительная
катушка;
3. Заземляющий
разъединитель марки ЗОН-110 М-1-У1;
4. Трансформаторы тока
ТВТ-35-1-300/5.
4.3.1
Выбор ограничителей перенапряжения
Ограничитель перенапряжения (ОПН)-это защитный аппарат,
состоящий из нелинейного металлооксидного сопротивления, заключенного в
изоляционную покрышку.Сопротивление ОПН состоит из последовательно соединенных
варисторов. Основным отличием ОПН от разрядника, определяющим особенности его
выбора и эксплуатации, является постоянное подключение к сети, а не через
искровой промежуток.
Создание ограничителей
перенапряжения позволило отказатся от дорогостоящих и ненадежных искровых
промежутков, значительно (на 30-50%) снизить уровень ограничения коммутационных
перенапряжений, в 2-3 раза улучшить массово-габаритные показатели защитных
аппаратов.
Специалистями
предрприятия “Таврида Электрик” разработаны типовые “Рекомендации по выбору и
применению ограничителей перенапряжений”.По желанию потребителя выбор
необходимых ОПН может быть выполнен специалистами предприятия-изготовителя,что
и было сделано при выполнении проекта.
Условие выбора
ограничителей перенапряжения:
Uном =Uсети (6.3.1)
Параметры ОПН
представлены в таблице 6.8
Таблица
6.8
Параметры и технические
данные ограничителей перенапряжения
Тип ОПН |
ОПН-У/TEL
110/70
|
ОПН-Т/TEL
35/40.5
|
ОПН-Т/TEL
10/10.5
|
Класс напряжения сети |
Uном
=110 кВ
|
Uном
=35 кВ
|
Uном
=10 кВ
|
Наибольшее рабочее длительно допустимое напряжение |
Uдлит.доп
=70 кВ
|
Uдлит.доп
=40.5 кВ
|
Uдлит.доп=10.5
кВ
|
Номинальный разрядный ток,при
импульсе 8/20мкс |
Iном.разр=10
кА
|
Iном.разр=10
кА
|
Iном.разр=10
кА
|
Максимальная амплитуда импульса
тока 4/10мкс |
Iампл
=100 кА
|
Iампл
=100 кА
|
Iампл
=100 кВ
|
В нейтраль главного
понизительного трансформатора ставим разрядники ОПН-Т/TEL 35/38.5 и OПН-Т/TEL 10/10.5.
6.3.2
Выбор дугогасительной катушки
Задача эксплуатации
дугогасительной катушки (ДК) состоит в том, чтобы уменьшить ток замыкания на
землю и тем самым обеспечить быстрое погасание заземляющей дуги. При значение
тока КЗ в изолированной нейтрали более 10 А повляется необходимость установки
ДК.
Произведем расчет однофазного
тока короткого замыкания на землю в сети 35 кВ.
В сетях с изолированной
нейтралью в точке замыкания фазы на землю проходит ток, равный геометрической
сумме емкостных токов неповрежденных фаз:
Ic=3×Uфjw×C , (6.4.1)
где Iс-ток замыкания на фазу, А;
С=С0×l-емкость
сети, Ф;
w=2p¦-угловая
частота,с-1.
С0=в0×10-6/2p¦
, (6.4.2)
где
в0-удельная проводимость сети, (в0=2.65см).
Для
ВЛ-35 “Самино-1”, “Самино-2”:
С0=2.65×10-6/(2×3.14×50)=8.44×10-9 [Ф/км] ,
С=25.5×8.44×10-9=2.15×10-7 [Ф] ,
Ic=3×(35000/Ö3)×314×2.15×10-7=4.1 [А].
Аналогичным
способом определим I cдля остальных ВЛ-35 кВ:
Для ВЛ-35 “Быково”: С0=8.44×10-9 Ф/км, С=1.5×10-7 Ф, Iс=2.86 А;
Для ВЛ-35 “Кошкино”: С0=8.44×10-9 Ф/км, С=1.16×10-7 Ф, Iс=2.2 А;
åIc=4.1+4.1+2.86+2.2=13.26А>10A.
Таким образом необходима
установка дугогасительной катушки.
Параметры катушки
приведены в таблице 6.9
Таблица 6.9 Параметры
дугогасящей катушки
Тип |
Типовая мощность, кВ×А |
Номинальное напряжение сети, кВ |
Номинальное напряжение реактора, кВ |
Предельный ток реактора, А |
Трансформатор
тока
|
Масса, кг |
Тип |
Масла |
Общая |
РЗДСОМ-310/35У1 |
310 |
35 |
38.5/Ö3 |
25 |
ТВ-35-III-200/5У2 |
880 |
2100 |
6.4 Выбор
шин
6.4.1
Выбор шин на стороне 110 и 35 кВ
Так как расширяемая
подстанция блочного типа, то вся ошиновка оборудования выполняется из
аллюминиевых труб, которые расчитывает и поставляет предприятие-изготовитель,в
связи с этим расчет ошиновки выполненных из аллюминевых труб в проекте не
выполняется .
Согласно расчетам
предприятия-изготовителя на стороне 110 кВ устанавливаем аллюминиевые трубы
наружным диаметром 16 мм, при этом Iдоп=295А>61А;
На стороне 35 кВ
устанавливаем аллюминиевые трубы наружным диаметром 20 мм, при этом Iдоп=345А>154А.
6.4.2
Выбор шин на стороне 10 кВ
Iннраб,max=115.5 [A],
gмин= Ö Вк /ct= Ö66.3×106 /90=90.47 [мм2].
Сборные шины выполним
жесткими алюминиевыми.Выбираем однополосные алюминиевые шины прямоугольного
сечения размером b´h=50´5 мм:
Iдоп=665 А> Iннраб,max=115.5 A,
условие по допустимому
току выполняется.
Площадь поперечного сечения
: S=2.49 cм2 ,
масса 1 м шины :0.672 кг (
табл.7.2[2]).
Механическая система:две
полосы-изоляторы должны иметь частоту собственных колебаний больше 200 Гц ,
чтобы не произошло резкого увеличения усилий в результате механического
резонанса.Исходя из этого первое условие выбора пролёта:
l £ 0.133×10-2 × 4 Ö E× Jn /mn , (6.4.3)
где Jn=b×h3/12 – момент инерции полосы;
mn = 2.152 кг/м ;
E=7×1010 Па – модуль
упругости.
Второе условие выбора
такое, чтобы электродинамические силы, возникающие при КЗ не вызывали
соприкосновение полос:
l n £ 0.216 × Öаn/ iуд× 4 Ö E× Jn /кср , (6.4.4)
где кср=0.47;
аn=2×0.8=1.6 см – расстояние между осями полос.
По первому условию
Jn=b×h3/12=5×0.53/12=0.34 ,
тогда l=0.133×10-2 4 Ö 7×1010×0.05/0.672 =0.36 [м].
По второму условию
l n =0.216 × Ö 1.6/ 10.6×103 × 4Ö 7×1010×0.05/0.47 =0.78 [м]
Принимаем l n =0.36 м ,
тогда число прокладок в
пролете n=l / l n-1 , где l=1.2 м
n=1.2/0.36 – 1=2.3 принимаем n=2
При двух прокладках в
пролете, расчетный пролет
l n=l /n+1=1.2/3=0.4 [м].
Определим силу
взаимодействия между полюсами:
fn= (iуд2×кср/4×h) ×10-7, (6.4.8)
fn= ((10.6×103)2×0.47/4×0.005) ×10-7=264.05 [Н/м].
Напряжение в материале
полос:
fn × l n2
sn= (6.4.9)
12× Wn
где Wn= h2×b/6 – момент сопротивления одной
полосы ;
Wn= 0.52×5/6=0.21 , тогда
sn =264.05×0.42/12×0.21=16.76 [МПа].
Напряжение в материале
шин от взаимодействия фаз:
l2×iуд2
sф= Ö3 ×10-8 , (6.4.10)
а× Wср
где Wср = h2×b/3 – момент сопротивления;
Wср = 0.52.5/3=0.42 ,
а=0.8 – расстояние между
фазами.
sф=1.732×10-8×1.22×10.62×106/0.8×0.42=8.3 [МПа],
шины остаются механически
прочными , если
sрасч=sn+sф£sдоп ; (6.4.11)
sдоп=75 [МПа],
sрасч=16.76+8.3=25.1<75 условие
выполняется.
7. РАСЧЕТ УСТРОЙСТВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ
И МОЛНИЕЗАЩИТЫ
При расчёте молниезащиты используется
методика из [3]. Принимаем высоту молниеотвода h=50 м ,(см.рис.6)
Зона защиты одиночного стержневого
молниеотвода
О
О’
K rx M
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|