- по электрической плотности тока, А/мм²:

q = , (6.16)

где q – сечение провода, мм²; I_норм – ток нормального режима, А; j_эк – нормативная плотность тока, А/мм².

Расчетное сечение округляется до ближайшего стандартного. Выбранное сечение проверяется на термическое действие тока:

q_min = ≤ q. (6.17)

На электродинамическую стойкость токопроводы проверяются при:

I_K³ ≥ 20кА;

i_уд ≥ 50 кА.

При Т_max = 6000час принимаем j_эк = 1,0 А/мм².

Выбор проводов 35кВ:

I_норм = 127,81 А, тогда рачетное сечение:

q = 127,81 мм².

Выбираем два провода марки АС - 95, I_доп =330 А

Проверяем выбранное сечение на термическую стойкость:

q_min = = 0,192 < 2·95 мм².

Проверяем выбранное сечение по нагреву:

I_max = 255,62 A, что меньше I_доп=2·330 А.

Проверка на электродинамическую стойкость не требуется, т.к. I_K³ =1.5кА<20кА и i_уд = 3,77кА < 50кА.

Выбор кабельной линии на стороне 10 кВ

Условие выбора кабелей, кВ:

U_{ном }U_сети ; (6.18)

S_э=I_раб/j_эк , (6.19)

где j_эк=1,4 для кабелей, согласно ПУЭ.

I_раб ≤ I_доп; (6.20)

S_мин = , (6.21)

где c_t =98А²с/мм² – для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией и алюминиевой жилой.

I_раб= 150 А;

;

S_э= 150/1.4=107,15 мм²;

S_мин = мм² _.

Принимаем сечение кабеля S=120 мм². Выбираем кабель марки ААШв 3·120 на 10 кВ для прокладки в кабельных каналах.

7 ВЫБОР АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

На подстанциях обычно применяется постоянный оперативный ток, источником которого являются свинцово-кислотные аккумуляторные станционные батареи кратковременного разряда. В качестве рабочего напряжения оперативных цепей следует применять напряжение U_н=220 В.

При выборе батареи исходят из аварийного режима работы электроустановки, когда к постоянной нагрузке батареи добавляется нагрузка аварийного освещения и других потребителей, переключаемых на питание от постоянного тока при исчезновении переменного напряжения. К постоянной нагрузке на подстанциях относятся цепи управления, сигнализации, защиты, автоматики, телемеханики, блокировок безопасности, на тяговых подстанциях постоянного тока дополнительно – держащие катушки быстродействующих выключателей.

Батарея работает в режиме постоянной подзарядки. Система оперативного постоянного тока должна обеспечивать питание терминалов релейной защиты, противоаварийной автоматики, АСУ ТП и цепей управления коммутационными аппаратами, автоматики и сигнализации в нормальных режимах и в течении двух часов при потере питания переменного тока. Аккумуляторную батарею выбирают по необходимой емкости и по напряжению, которое должно поддерживаться на шинах постоянного оперативного тока.

Перед выбором аккумуляторной батареи необходимо определить токовую нагрузку всех присоединенных к батарее потребителей, которая может быть постоянной и аварийной.

Расчет емкости аккумуляторной батареи можно выполнить по разрядным таблицам для максимального значения тока нагрузки и эквивалентного времени аварийного режима в соответствии с формулой, ч:

, (7.1)

где – ток потребляемый нагрузкой в нормальном режиме, А; – температурный коэффициент емкости, зависящий от минимально возможной температуры в аккумуляторном помещении(при температуре 20°С принимается равным 1); – время аварийного режима (2 часа); – максимальный суммарный ток.

Максимальный ток находится как сумма тока нагрузки в аварийном режиме и толчкового тока, создаваемого токами включения и отключения электромагнитов выключателей 35 и 10кВ.

Ток нагрузки в аварийном режиме:

–Панели РЗА-35 кВ: 120 Вт/220 В=0,55 А;

–Панели РЗА-10 кВ: 862 Вт/220 В= 3,92 А;

–Цепи сигнализации. 1000 Вт/220 В=4,55 А.

Итого:

А.

Определение толчкового тока:

Выключатели, устанавливаемые по проекту, имеют следующие характеристики:

Привод выключателя SIEMENS 3АН5 -4А

Привод выключателя BB/TEL – 10 – 20/1000 -2А

Привод выключателя BB/TEL – 10 – 12,5/1000 -2А

За толчковый ток принимаем наибольший ток, потребляемый электромагнитами включения выключателей

А.

Суммарная нагрузка в аварийном режиме:

А;

минут.

Выбираем батарею, которая может выдать за 1,10 минут ток 31,74 А. Для 2 VE 170 при получасовом режиме разряда разрядный ток составляет 223, 4 А.

Количество элементов в аккумуляторной батарее N можно определить исходя из максимального допустимого напряжения на шинах постоянного тока и напряжения постоянного подзаряда батареи, шт:

; (7.2)

элементов.

Расчетное значение величины напряжения на аккумуляторной батарее к концу аварийного периода (при 1,9 В/элемент) будет составлять:

В,

где 6–кол-во элементов (2 В) в одном аккумуляторе; 17–кол-во аккумуляторов в батарее. Зарядно–выпрямительное устройство выберем серии HTP.

8 РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРО СОБСТВЕННЫХ НУЖД

Состав потребителей собственных нужд подстанции зависит от типа подстанции, мощности трансформаторов, наличия синхронных компенсаторов, типа оборудования.

Мощность потребителей собственных нужд невелика, поэтому они присоединяются к сети 380/220В, которая получает питание от понижающих трансформаторов 10/0.4кВ, которые называются трансформаторами собственных нужд.

Потребителями собственных нужд являются электродвигатели обдува трансформаторов, обогрев приводов выключателей, шкафов КРУН, освещение подстанции и другие потребители.

Наиболее ответственными потребителями собственных нужд являются оперативные цепи, система связи и телемеханики, система охлаждения трансформаторов, аварийное освещение подстанции.

Расчетная максимальная нагрузка собственных нужд подстанции определяется суммированием установленной мощности отдельных приемников, умноженной на коэффициент спроса.

Расчетная мощность одного приемника определяется по формулам:

; (8.1)

; (8.2)

, (8.3)

где – максимальная расчетная нагрузка собственных нужд; – коэффициент спроса данной характерной группы приемников, принимаемый по справочным материалам; – соответствует характерному для данной группы приемников , определяемому по справочным материалам.

Номинальная мощность трансформатора выбирается из условия, кВА:

. (8.4)

Расчет нагрузок собственных нужд представлен в таблице 8.1.

Исходя из полученных данных, выбираем трансформатор собственных нужд ТСЗ–160/10У3. Паспортные данные представлены в таблице 8.2.

Таблица 8. 1 – Расчет нагрузок собственных нужд

Наименование нагрузки	Кол–во приемников, шт.	Номинальная мощность, кВт		cos φ	tg φ	Коэффициент спроса	Расчетная нагрузка на трансформатор
		Одного приемника	Суммарная				Pр, кВт	Qр, кВАр	Sр,кВА
Питание двиг. заводки пружин привода выкл. 35 кВ	5	1	5	0,85	0,62	0,43	2,15	1,33	2,53
Питание двиг. приводов разъед. 35 кВ	2	0,25	0,5	0,85	0,62	0,1	0,05	0,043	0,066
РПН трансформатора	2	0,75	1,5	0,85	0,62	0,7	1,05	0,651	1,235
Отопление привода РПН	2	0,05	0,1	1	0	1	0,1	0	0,1
КРУМ–35 кВ обогрев ячеек	8	1,0	8,0	1	0	1	8,0	0	8,0
КРУМ–35 кВ освещение	8	0,06	0,48	0,93	0,4	0,7	0,336	0,134	0,362

Окончание таблицы 8.1

КРУМ–10 кВ освещение	40	0,06	2,4	0,93	0,4	0,7	1,68	0,68	1,82
КРУМ–6 кВ обогрев ячеек	20	0,2	4	1	0	1	4	0	4
КРУМ–6 кВ отопление	60	1	60	1	0	1	60	0	60
Питание двиг. привода ДГК	2	0,62	1,24	1	0	1	1,24	0	1,24
Питание аппаратуры связи/освещение ОРУ	–	–	15/6,75	1/0,85	0/0,62	1	15/6,75	0/4,185	22,9
Питание подзарядного устройства	1	5,5	5,5	0,9	0,48	1	5,5	2,64	6,101
Итого:									109,3

Номинальная мощнось, кВА	Потери хх, кВт	Потери кз, кВт	Напряжение кз, %	Ток хх, %	Ном. напряжение, кВ
					ВН	НН
160	0,65	2,2	4,0	1,1	10	0,4

Таблица 8.2 – Паспортные данные ТСН

9 МОЛНИЕЗАЩИТА И ЗАЗЕМЛЕНИЕ

9. 1 Заземление

Заземление подстанций и распределительных устройств выполняется с помощью заземляющих устройств, которые состоят из заземлителей и заземляющих проводников. Заземлители - это металлические проводники или группа проводников, непосредственно соединенные с землей, а заземляющие проводники соединяют с заземлителями металлические части электроустановок, подлежащих заземлению.