Выбор оборудования для подключения линии 10 кв К подстанции рэс и аппаратуры трансформаторной подстанции 10/0,4 кв.

Разъединители предназначены для создания видимого разрыва в высоковольтных сетях при выводе электрооборудования в ремонт.

Разъединители включают и выключают без нагрузки (предварительно цепь должна быть отключена выключателями).

Таблица 13.1 расчетные данные и каталожные данные выключателей и разъединителей

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные выключателя ВМПП-10-630	Каталожные данные разъединителя РОН-10К/500У2
Uуст<Uном	10 кВ	10 кВ	10 кВ
Iраб. max≤Iном.	1,4∙141,31= 197,834 А	630А	500 А
Iк.з.<Iоткл.ном.	1421,082А	20 кА	-
Iк.з.<Iпр.с.	1421,082А	20 кА
Iу <Iпр.с.	Iу= IK1=2009,714 А	52 кА	180 кА
Вк< I^2t*tt	1,421^2∙(0,1+0,1)=0,363кА^2с	20^2∙4=160 кА^2∙с	7^2∙10=490 кА^2∙с

Выбор измерительных трансформаторов тока отходящей линии 10 кВ

 

Таблица 13.2 Перечень приборов, которые будут подключены к трансформаорам тока в данной линии напряжением 10 кВ.

Приборы	Тип	Потребляемая мощность / число токовых катушек, ВА	cosφ	sinφ
Амперметр	Э 351	0,5/1
Ваттметр	Д365	05,/2
Варметр	Д365	05,/2
Счетчик активной энергии	И680	2,5/2	0,38	0,925
Счетчик реактивной энергии	И673	2,5/2	0,38	0,925

Определение сопротивления токовых катушек приборов

r_A (13.1)

гдеS –потребляемая мощность токовых катушек приборов, ВА

– вторичныйноминальный ток, А

r_A

r_Вт

r_вар

r_Вт·ч

r_вар·ч

Примечание: К одному трансформатору тока, в данном случае, будет подключено пять токовых катушек измерительных приборов (по одной катушки: амперметра, ваттметра, варметра, счётчика активной и реактивной энергии).

Сопротивление переходных контактов r_K для данного числа соединений принимаем равным 0,1 Ом.

Для обеспечения заданного класса точности трансформатора тока нам необходимо определить сопротивление соединительных проводов и выбрать их сечение(принимаем медные соединительные провода с удельным сопротивлением =(0,0175 Ом-мм²/м).

 

Определение сопротивления проводов

r_пров=r_2ном – r_A – r_Вт – r_вар – r_Вт·ч – r_вар·ч – r_К (13.2)

где – номинальное сопротивление нагрузки трансформатора тока в заданном классеточности. Ом.

 

Определение сечения соединительных проводов из меди

(13.3)

где 1рас – расчётная длина, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока (в данном случае неполная звезда).

(13.4)

где l – фактическая длина проводов от приборов до трансформаторов тока, м.

Исходя из конструкции приборов, (в частности: ваттметра, варметра, счётчикаактивной и реактивной энергии) имеющих две токовых катушки в данной линии,нам потребуется четыре трансформатора тока, включенных по два в любые две фазы. Наличие двух трансформаторов тока в одной фазе объясняется большой нагрузкой вторичной обмотки трансформаторов.

По расчётным данным, выбираем трансформатор тока РТЛУ-10-Р/Р с техническими даннымиуказанными в таблице 13.3

 

Таблице 13.3 Расчетные данные и каталожные данные трансформатора тока РТЛУ-10-Р/Р с техническими данными

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные трансформатора тока РТЛУ-10-Р/Р
Uуст <Uном.	10 кВ	10 кВ
Iраб.мах<Iном.	75,944А	100 А
Iкз.>kдин.*Iном	1,421кА	35,4 кА
Вк < (kt*Iном)^2*tt	0,363 к ^2А∙с	144 к ^2А∙с
Сопротивление токовых катушек приборов, подключенных к трансформатору тока в данном классе тоности, не более:	0,6 Ом
Масса трансформатора тока	19 кг

 

Выбор трансформатора напряжения.

Трансформатор напряжения предназначен для подключения измерительныхприборов: катушек и устройств релейной защиты и т.д.

Трансформаторы напряжения выбирают по напряжению

 

U_ном<U_ном.ТН (13.5)

Трансформаторы напряжения проверяют по классу точности

S₂ ≤ S_2ном (13.5)

где S₂ –номинальная нагрузка подключенная к вторичной обмотке трансформатора напряжения, ВА.

S_2ном – номинальная мощность трансформатора напряжения в выбранном классеточности, В А.

Примечание: так как к трансформатору напряжения подключаются приборыконтроля качества и расхода электроэнергии то данный трансформатор должен работать в классе точности 0,5

Таблица 13.4 Приборы подключаемые к трансформатору напряжения:

Приборы	Тип	Потребляемая мощность / число токовых катушек, ВА	cosφ	sinφ
Вольтметр	Э 350	3/1
Ваттметр	Д365	1,5/2
Варметр	Д365	1,5/2
Счетчик активной энергии	И680	2,3/2	0,38	0,925
Счетчик реактивной энергии	И673	3/2	0,38	0,925

 

Активные и реактивные мощности потребляемые катушками напряжения приборов:

(13.6)

(13.7)

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

вар

вар

Примечание: К данному трансформатору напряжения будут подключены приборы: три вольтметра, два счетчика активной и реактивной энергии, два ваттметра идва варметра. Трансформатор напряжения устанавливается на сборные шины подстанции 35 /10 кВ со стороны 10 кВ.

 

 

Таблица 13.5 Расчетные данные и каталожные данные трансформатора напряжения НТМИ-10

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
Uуст <Uном.	10 кВ	10 кВ
Sуст <Sном.	36,31 ВА	120 ВА
Низкое номинальное напряжение UН.Н, В	100/100*3
Масса трансформатора напряжения кг

 

Примечание: трансформатор НТМИ-10 является трехфазным, трехобмоточным,бронестержневым трансформатором напряжения, одни из его вторичных катушексоединяются в звезду, для контроля качества и расхода электроэнергии, другие в открытый треугольник, для включения катушки релейной защиты, настроенной насрабатывание при утроенном фазном напряжении, что происходит при коротком замыкании на землю.

Выбор разъединителей

Разъединители служат для создания видимого разрыва и отключения тока холостого хода трансформаторов.

В нашем случае будет установлено один разьединитель перед трансформаторной подстанцией мощностью 160 кВА.

Разъединитель выбирают:

1)По напряжению

U_ном≤U_{ном.раз} (13.8)

где U_ном - номинальное напряжение разъединителя (по каталогу), кВ.

10 кВ ≤ 10 кВ

2) По длительному току

I_{раб.мах}≤I_{ном.раз} (13.9)

где I_{ном.раз} - номинальный ток разъединителя (по каталогу), А.

(13.10)

А

где S_ном.тр - номинальная мощность трансформатора, кВА.

12,93 А ≤ 400 А

 

Разъединитель проверяют

I) На электродинамическую устойчивость к токам короткого замыкания

а) по действующему значению тока

(13.11)

488,992А

 

б) По амплитудному значению тока

(13.12)

2) На термическую устойчивость к токам короткого замыкания по тепловому импульсу

(13.13)

(13.14)

По расчётным данным, выбираем разъединитель [РЛНД -10/400]

Таблица 13.6 Расчетные данные и каталожные данные разъединителя [РЛНД -10/400]

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
Uном ≤ Uном.раз	10 кВ	10 кВ
Iраб.мах ≤ Iном.раз	5,092 А	400А
	633,079 кА	25 кА
	0,0721	10

 

Выбор плавких предохранителей напряжением 10 кВ

Плавкие предохранители применяются для защиты трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ оттоков К.З.

Плавкие предохранители устанавливаются перед трансформатором 160 кВА.

 

Выбор предохранителей перед трансформатором 160 кВА

Предохранители выбирают:

1) По напряжению

U_ном≤U_{ном.пред}

10 кВ ≤ 10 кВ (13.15)

где: U_{ном.пред} - номинальное напряжение предохранителя (по каталогу), кВ.

 

2) По длительному току

I_{раб.мах}≤I_{ном.пред} (13.16)

5,092 А ≤ 30 А

где: I_{ном.раз} - номинальный ток разъединителя (по каталогу), А.

 

3)По отключающей способности:

(13.17)

488,992А 17.3кА

 

где I_{откл.ном} - номинальный ток отключения предохранителя, А.

4) По номинальному току плавкой вставки:

I_{раб.мах}≤I_в.н (13.18)

5,092 А ≤ 16 А

 

где: Iв.м. - номинальный ток плавкой вставки предохранителя, для трансформатора данноймощности, А.

 

Предохранители проверяют

1) На селективность с аппаратами защиты со стороны 0,38 кВ

(13.19)

где: t_B - время плавления плавкой вставки предохранителя при К.З. на стороне 0,38 кВ. с.

t_З.С - полное время срабатывания автоматических выключателей с электромагнитным расцепителем на стороне 0,38 кВ, с.

Δt - минимальная ступень селективности, с.

К_П - коэффициент приведения каталожного времени плавления плавкой вставки и времени еёразогрева.

3) На допустимое время протекания тока К.З. со стороны 0,38 кВ в трансформаторепо условию его термической стойкости

(13.20)

где t_K - допустимое время протекания тока К.З. в трансформаторе, с.

(13.21)

где k - коэффициент трансформации трансформатора.

I_н.тр - номинальный ток трансформатора на стороне высокого напряжения, А

I_К.З – ток короткого замыкания на стороне 0,38 кВ трансформатора 63 кВА, А

(13.22)

(13.23)

По расчётным данным, выбираем высоковольтные предохранители для трансформатора, номинальной мощностью 160 кВА (ПК-10) с техническими данными

Таблица 13.8 Расчетные данные и каталожные данные, высоковольтных предохранителей для трансформатора, номинальной мощностью 160 кВА (ПК-10).

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
Uном ≤ Uном.пред	10 кВ	10 кВ
Iраб.мах≤ Iном. пред	5,092	30 А
	488,992	17,3 кА
Iраб.мах ≤ Iв.н	5,192	16 А

 

Выбор автоматических выключателей на стороне низкого напряжения трансформаторной подстанции 10 / 0,4 кВ.

Автоматический выключатель предназначен для защиты линий 0,38 кВ от токовкоротких замыканий и перегрузки. Автоматы устанавливаются на стороне 0,38 кВ трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ на каждую линию. В нашем случае на трансформаторной подстанции будет установлено три автомата для защиты отходящих линий.

Выбор автоматического выключателя для линии 1

Автоматический выключатель выбирается

1) По номинальному току

I _{ном. авт}≥ I_раб (13.24)

100А ≥ 67 А

где I _{ном. авт} – номинальный ток автомага, А.

I_раб – максимальный рабочий ток головного участка линии, А

2) По номинальному току расцепителей автомагов

I _{ном. рас.э} ≥ I_раб (13.25)

50А ≥ 37 А

I _{ном. рас.т} ≥ I_раб (13.26)

50А ≥ 37 А

где I _{ном. рас.} – номинальный ток электромагнитного расцепителя, А

I _{ном. рас.т} – номинальный ток теплового расцепителя, А.

 

Автоматические выключатели проверяют:

1) По току срабатывания электромагнитного расцепителя

I_{сраб рас.э} ≥ 1,25· I_раб+I_ПЭД (13.27)

где I_{сраб рас.э}. – ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А

I_ПЭД. – ток пуска электро даигателя, А.

I_{сраб рас.э}=I _{ном. рас.э} · К_сраб (13.28)

где К_сраб – кратность срабатывания электромагнитного расцепителя (по каталогу)

I_{срабрас.э}=50 · 13=650 A

650 ≥ 1,25·37+21,271=58,271

2) По кратности тока однофазного К.З., к номинальному току электромагнитного расцепителя

(13.29)

3) По отключающей способности

I_K5≤I_{откл.ном.} (13.30)

где I_{откл.ном} – номинальный ток отключения автомата, А.

По расчётным данным выбираем автоматический выключатель ВА51Г31, технические данные выключателей занесены в таблицу.

Таблица 13.10 Технические данные автоматического выключателя ВА51Г31,