Выбор оборудования подстанции ТП1

 

Оборудование электроустановок выбирают по условиям нормального режима, а затем проверяют на термическую и электродинамическую стойкость в режиме КЗ. Выбранная комплектная трансформаторная подстанция ТП1 состоит из вводного устройства 10 кВ, силового трансформатора и РУ 0,38 кВ, имеющих необходимое оборудование и аппаратуру. Дополнительно к имеющемуся оборудованию подстанции необходимо выбрать высоковольтный разъединитель.

Разъединитель для ТП1 выбирается по конструктивному исполнению, роду установки (внутренняя, наружная) и электрическим параметрам: номинальному напряжению (U_ном) и току (I_ном), термической и электродинамической устойчивости при токах КЗ. Электродинамическая устойчивость разъединителей характеризуется амплитудой (i_макс) предельного сквозного тока КЗ, называемого иногда током электродинамической стойкости. Термическая устойчивость разъединителей характеризуется произведением действующего значения предельного тока (I_Т) термической стойкости на время (t_Т) протекания тока термической стойкости.

Основные характеристики разъединителей для сетей 10 кВ приведены в таблице И1 приложения И. При выборе и проверке разъединителей должны соблюдаться следующие основные условия:

 

, (8.1)

, (8.2)

, (8.3)

, (8.4)

 

где U_ном, I_ном, i_макс, I_т, t_т берутся по паспортным данным разъединителей (таблица И1 приложения И);

U_{ном.уст} – номинальное напряжение сети 10 кВ;

I_{раб.макс} – расчетное значение тока нагрузки на шинах 10 кВ ТП1, А (по результатам определения мощности и выбора трансформатора ТП1 в п.2);

i_У2⁽³⁾ – ударный ток на шинах 10 кВ ТП1, кА (точка К₂ на рисунке 7.1);

I_к2⁽³⁾ – установившееся действующее расчетное значение тока трехфазного КЗ на шинах 10 кВ ТП1, кА (точка К₂ на рисунке 7.1);

t_пр – приведенное время КЗ, с; определяется по формуле:

 

, (8.5)

 

где t_с.з – время срабатывания релейной защиты, с;

t_о.в – собственное время отключения выключателя, с; в курсовом проекте рекомендуется принимать t_пр =2-3 с.

Защита от токов короткого замыкания

 

Выбранная комплектная подстанция укомплектована:

1)предохранителями типа ПКТ101-10 для защиты силового трансформатора;

2)автоматическими выключателями типов АЕ2000 и А3700 для защиты отходящих линий.

В данном разделе курсового проекта необходимо определить основные электрические параметры защит силового трансформатора и отходящих линий 0,38 кВ, а также выбрать и определить параметры защиты ВЛ 10 кВ.

Исходными данными для определения параметров защит силового трансформатора и отходящих линий 0,38 кВ являются:

1) номинальный и расчетный токи нагрузки трансформатора ТП1 на стороне 10 кВ;

2) расчетные токи нагрузки линий 0,38 кВ;

3) токи трехфазного КЗ на шинах 10 и 0,4 кВ ТП1;

4) токи однофазного КЗ в конце линий 0,38 кВ.

 

Защита трансформатора ТП1

 

Основными электрическими параметрами предохранителей для защиты трансформатора ТП1 являются: номинальное напряжение (U_ном), номинальный ток предохранителя (I_ном), номинальный ток плавкой вставки предохранителя (I_Вном), номинальный отключаемый ток (I_{ном.откл}). Указанные основные параметры предохранителей типа ПКТ101-10 приведены в таблице И2 приложения И. Рекомендуется следующий порядок расчета защиты:

9.1.1 Выбираем корпус предохранителя по следующим условиям:

, (9.1)

, (9.2)

, (9.3)

где I²_к2 – сверхпереходный ток трехфазного КЗ на шинах 10 кВ ТП1, кА; для сельских сетей апериодическая составляющая тока КЗ не учитывается, поэтому можно принять:

, (9.4)

I_к2⁽³⁾ – ток трехфазного КЗ на шинах 10 кВ ТП1, кА.

9.1.2 Ток плавкой вставки предохранителя выбираем по двум условиям:

1) отстройке от тока нагрузки на шинах 10 кВ ТП1:

, (9.5)

где k_н – коэффициент надежности; в курсовом проекте рекомендуется принимать равным 1,25;

2) отстройке от бросков тока намагничивания трансформатора при его включении под напряжение:

, (9.6)

где I_{тр ном} – номинальный ток трансформатора ТП1, А.

9.1.3 Большее из двух значений принимаем за расчетное значение тока плавкой вставки, а затем округляем до стандартного (, таблица И.2 приложения И).

9.1.4 Время термического действия тока КЗ на трансформатор не должно превышать пяти секунд, оно определяется по формуле:

, (9.7)

где t_Т.У – время термического действия тока КЗ на трансформатор, с;

- расчетный ток трехфазного КЗ на шинах 0,4 кВ ТП1 (точка К₅ на рисунке 7.1), А;

I_Вном - ток плавкой вставки предохранителя, А.