150665 (Проектирование системы электроснабжения для жилого массива), страница 6

В качестве исходной информации задано установившееся значение 3-х фазного К.З. на шинах 10,5 кВ РП.

I_к.з. = 10 кА.

В рассматриваемой схеме на действие токов К.З. должны быть проверены :

• вакуумные выключатели, выключатели нагрузки, разъеденители;

• кабель (на термическое действие).

1. Условием проверки аппаратов на электродинамическую устойчивость токам К.З. является:

i _уд. i_дин. = I_скв.

I_уд. = √2 * К_у. * I_к.з. (1.14.)

где: i_уд. – ударный ток К.З.;

К_у. – ударный коэффициент. К_у. =1,8;

2. Условием проверки на термическую стойкость токам К.З. является :

I_к.з.² * t_пр. < I_{тер. стой.}^² * t_{тер. стой.} (1.15.)

где: t_{тер. стой.} – время термической стойкости по справочнику, кА²*с.

I_{тер. стой.} – ток термической стойкости по справочнику, А,

I_к.з. – ток короткого замыкания, I_к.з. = 10 кА,

t_пр - приведённое время действия 3-х фазного К.З., оно определяется временем срабатывания защиты и собственным временем отключения аппарата. t_пр. = t_с.з. + t_откл.,

где: t_с.з. – время действия основной защиты от К.З. (0,02…..0,05 с.)

t_откл. – время отключения выключателя (интервал времени от момента подачи релейной защитой импульса на катушку отключения до полного расхождения контактов), равно = 0,055 с.

t_пр. = 0,02 + 0,055 = 0,075 с

Проверка вакуумных выключателей.

Проверка вакуумных выключателей на электродинамическую устойчивость токам К.З.

I_к.з. = 6 кА

i _уд. = √2 * 1,8 * 10 = 25,45кА

Ток динамической стойкости равен 52 кА для выключателя (амплитудное значение предельного сквозного тока). Следовательно, выбранные ваккумные выключатели обладают динамической стойкостью.

Проверка вакуумных выключателей на термическую устойчивость токам К.З.

I_к.з.² * t_пр. = 10² * 0,075 = 7,5кА

Заводом изготовителем на данный выключатель задан предельный ток термической стойкости 20 кА и допустимое время его действия 3 с.

I_{терм. стой.}² * t_{терм. стой.} = 20² * 3 = 1200 кА

7,5< 1200

Следовательно, выключатель обладает термической стойкостью.

Проверка выбранных аппаратов на подстанциях.

Проверку выбрaнных аппаратов на трансформаторных подстанциях будем производить на примере ТП – 1. Проверка аппаратов на других подстанциях аналогична, результаты проверок занесём в таблицу 1.16. Переходными сопротивлениями контактов аппаратов пренебрегаем, а сопротивление системы и сопротивления кабелей учитываем.

Находим сопротивление системы (X_с).

U_c.

X _с. = (1.16.)

√ 3 * I_к.з.

10

X_с. = = 1,73Ом.

√ 3 * 10

Определим активное и индуктивное сопротивление кабеля линии 1.1.

R_каб. = R_{уд. к.} * L_каб. (1.17.)

R_каб. = 0,329* 0,3 = 0,0987Ом

X_каб. = X_{уд. к.} * L_каб. (1.18.)

X_каб. = 0,083* 0,3 = 0,0249 Ом

Определяем полное сопротивление участка сети.

X_уч. = X_с. + X_каб. (1.19.)

X_уч. = 1,73+ 0,0249 = 1,7549 Ом

Z _уч. = √ R_уч.² + X_уч.² (1.20.)

Z_уч. = √ 0,0987² + 1,7549 ² = 1,7576Ом

Определяем ток К.З. на подстанции № 1.

U_с.

I _{к.з.П/С №1.} = (1.21.)

√ 3 * Z

10

I _{к.з.П/С №1.} = = 3,28кА

√ 3 * 1,7576

Проверяем на электродинамическую устойчивость, определяем ударный ток на подстанции №1.

i_уд. = √2 * 1,8* 3,28= 8,35кА

У всех выбранных aппаратов на ТП – 1 ток динамической стойкости выше расчетного тока, значит все аппараты удовлетворяют требованиям проверки на электродинамическую устойчивость.

Проверяем аппараты ТП - 1 на термическую устойчивость токам К.З.

I_к.з.² * t_пр. = 3,28^² * 0,075 = 3,28кА

Заводом изготовителем на выключатель нагрузки задан предельный ток термической стойкости 10 кА и допустимое время его действия 1 с.

I_{терм. стой.}² * t_{терм. стой.} = 10² * 1 = 100 кА

3,28< 100

Следовательно, выключатель нагрузки обладает термической стойкостью.

Заводом изготовителем на разъеденитель задан предельный ток термической стойкости 16 кА и допустимое время его действия 4 с.

I_{терм. стой.}² * t_{терм. стой.} = 10² * 4 = 400 кА

3,28 < 400

Следовательно, разъеденитель обладает термической стойкостью.

Таблица 1.16.

Проверка аппаратов на действие токов К.З.

Проверка кабеля на термическую стойкость.

Проверку кабелей на термическую стойкость будем производить на примере линии 1.2., остальные расчеты аналогичны. Результаты проверки занесём в таблицу 1.17.

Для проверки кабеля рассчитывается термически стойкое сечение,

S_{т. стой.}, мм²

S_{т. стой.} = α * I_к.з. * √ t_пр. (1.22.)

Где: α – расчетный коэффициент, определяемый ограничением допустимой температуры нагрева жилы кабеля: α = 7 для медных жил, α = 12 для алюминиевых жил;

I_к.з. – установивщийся ток К.З. на ТП-1;

t_пр. – приведённое время срабатывания защиты, t_пр. = 0,075 с.

S_{т. стой.} = 12 * 3,28* √ 0,075 = 10,78мм²

Сечение выбранного кабеля проходит по уcловию термической стойкости, принимаем к прокладке выбранный кабель ААБ (3 * 16).

S_каб. = 16 мм² > S_{т. стой.} = 10,78 мм²

Таблица 1.17.

Проверка кабеля на действие токов к.з.

1.5 КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ

По расположению подстанции различают: внутрицеховые, расположенные в здании цеха; встроенные, т. е. вписанные в контур основного здания (но при этом выкатка трансформаторов и выключателей производится из здания); пристроенные, т. е. примыкающие к основному зданию (с выкаткой трансформаторов и выключателей наружу здания); отдельно стоящие.

По принципу обслуживания подстанции могут быть сетевые и абонентские. Сетевые подстанции обслуживаются персоналом энергосистемы, а абонентские – персоналом потребителя.

Для городских условий наиболее приемлемым является применение закрытых подстанций наружной установки оборудованные одним или двумя трансформаторами мощностью 100 – 1000 кВА каждый с первичным напряжением 10 кВ и вторичным напряжением 0,4/0,23 кВ, с воздушными или кабельными вводами.

Многие строительные и монтажные организации городов выпускают комплектные трансформаторные подстанции (КТП) из объемных железобетонных элементов (блок–коробок), изготовленныых на железобетонном заводе. Подстанция доставляется на место строительства отдельными блоками и устанавливается на заранее подготовленную площадку. Устанавливаем комплектную трансформаторную подстанцию (КТП).

Трансформаторная подстанция (ТП) предназначена для приема электрической энергии на напряжении 10 кВ, понижения напряжения до 0,4 кВ и распределения электроэнергии ЭП. В зависимости от степени защиты от воздействия окружающей среды применяем ТП для наружной установки. РП наружной установки комплектуются автоматическими вакуумными выключателями, установленными на выкатных тележках. В ТП используются силовые трансформаторы типа ТМ (трансформаторы масляные с естественной циркуляцией воздуха и масла для комплектных трансформаторных подстанций).

Варианты возможной компоновки ТП:

• с двумя трансформаторами и линейным размещением шкафов;

• с двумя трансформаторами и П-образным размещением шкафов.

• с одним трансформатором и линейным размещением шкафов;

Принимается компоновка ТП с двумя трансформаторами и линейным размещением шкафов.