39280 (Выбор схемы развития районной электрической сети), страница 6

Применение типовых схем является обязательным при проектировании ПС. Применение нетиповых схем допускается при наличии соответствующих технико-экономических обоснований.

Проектирование схем РУ ПС сводится к выбору схемы из числа типовых в соответствии с правилами их применения.

1. Выбор схемы распределительного устройства высокого напряжения (РУВН).

К РУВН проектируемой подстанции подключаются две ВЛ и два трансформатора.

Подстанция относится к классу тупиковых подстанций. Для данного класса напряжения, набора внешних присоединений и мощности трансформаторов, с учётом того, что применение отделителей в условиях холодного климата не рекомендуется, принимаем к установке на проектируемой подстанции схему два блока линия трансформатор с неавтоматической перемычкой. (рис.6.1).

В нормальном режиме все коммутационное оборудование включено, за исключением разъединителей QS7 в ремонтной перемычке. ВЛ W1, W2 – линии, связывающие проектируемую подстанцию с энергосистемой.

Рассмотрим последствия аварийных ситуаций в данной схеме:

Отказ одного из трансформаторов (предположим Т1). При КЗ в Т1 происходит отключение выключателя Q1, питание потребителей подстанции осуществляется через Т2 с учётом его перегрузочной способностью.

Отказ одной линии связи с электростанцией (W1). При КЗ на W1 происходит отключение выключателя Q1, трансформатор Т1 теряет питание. После отключения W1 оперативный персонал отключает повреждённую линию линейным разъединителем, после этого замыкается ранее отключенный QS7, происходит включение Q1 иТ1 и восстанавливает питание.

Отказ одного из выключателей (Q1). При КЗ в Q1 отключается головной выключатель и W1. Питание всех потребителей подстанции осуществляется от W2 и Т2.

Таким образом, из приведённого анализа следует, что в выбранной схеме отсутствует простая (одиночная) аварийная ситуация, приводящая к отключению потребителей проектируемой подстанции.

Наиболее тяжёлой аварийной ситуацией является отказ одной питающих линий (W1) в период ремонта одного из трансформаторов (Т2), но и в этом случае имеется возможность обеспечить питание потребителей проектируемой подстанции от W2 через ремонтную перемычку QS7-QS8 и трансформатор Т1.

1. Выбор оборудования РУВН.

В распределительных устройствах ПС содержится большое количество электрических аппаратов и соединяющих их проводников. Выбор аппаратов и расчёт токоведущих частей аппаратов и проводников – важнейший этап проектирования ПС, от которого в значительной степени зависит надёжность её работы.

1. Выбор выключателей на стороне ВН.

Выключатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока.

Выключатели предварительно выбираются по условиям работы: внутренняя или наружная установка, морозостойкость или тропическое исполнение, частота коммутаций, требуемые циклы АПВ (однократные, многократные, быстродействующие), степень быстродействия. Кроме того, решается вопрос о применении масляных или воздушных выключателей.

Согласно нормам технологического проектирования ПС в РУ 220кВ и ниже в большинстве случаев устанавливаются баковые маслообъёмные выключатели.

Выбор выключателей выполняется по следующим параметрам:

• номинальное напряжение аппарата должно быть больше или равно напряжению установки ;

• номинальный ток аппарата должен быть больше или равен току максимальному нагрузки; ;

• ток отключения должен быть больше или равен току расчётному ;

• ток электродинамической стойкости аппарата должен быть больше или равен ударному току ;

• термическая стойкость аппарата должна быть выше или равна термической стойкости, рассчитанной для точки короткого замыкания ,

где - тепловой импульс тока короткого замыкания по расчёту;

- среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости) по каталогу;

-длительность протекания тока термической стойкости по

каталогу, с

Рассчитаем максимальный ток нагрузки:

(6.1)

где - максимальная нагрузка подстанции, МВ*А

-номинальное напряжение с высокой стороны трансформатора, кВ

Ток короткого замыкания:

I_к.з. = 4,152кА из табл.5.1

Ударный ток короткого замыкания определяется как

(6.2)

г

4,152

10,082кА

де - ударный коэффициент, который составляет (табл. 5.1).

Тепловой импульс в точке короткого замыкания:

(6.3)

где

- время действия релейной защиты, с

- время отключения выключателя, с

4,152²

10,51 кА² с

- постоянная затухания апериодической составляющей тока К.З., зависящая от соотношения между X и R цепи.

Из справочника [1] выбираем масляный выключатель ВМТ-110Б-20/1000УХЛ1 и проверим его параметры с расчётными величинами.

Таблица 6.1

Выбор выключателей на стороне 110кВ.

Условия выбора	Расчётные величины	Каталожные данные выключателя ВМТ-110Б-20/1000УХЛ1
	110кВ	110кВ
	229А	1000А
	4,152кА	20кА
	10,082кА	52кА
	10,51кА2*с	202*3=1200кА2*с

1. Выбор разъединителей на стороне ВН.

Разъединитель – это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током. При ремонтных работах разъединителем создаётся видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением и аппаратами, выведенными в ремонт. Разъединители позволяют производство следующих операций:

• отключение и включение нейтрали трансформаторов и заземляющих дугогасящих реакторов при отсутствии в сети замыкания на землю;

• зарядного тока шин и оборудования всех напряжений (кроме батарей конденсаторов);

• нагрузочного тока до 15А трёхполюсными разъединителями наружной установки при напряжении 10 кВ и ниже. К разъединителям предъявляются следующие требования:

• создание видимого разрыва в воздухе, электрическая прочность которого соответствует максимальному импульсному напряжению;

• электродинамическая и термическая стойкость при протекании токов короткого замыкания;

• исключение самопроизвольных отключений;

• чёткое включение и отключение при наихудших условиях работы (обледенение, ветер).

Выбор разъединителей выполняется:

• по напряжению установки: ;

• по току: ;

• по конструкции;

• по электродинамической стойкости: ;

• по термической стойкости: .

Из справочника [1] выбираем разъединитель РНДЗ.2-110/1000У1 и проверяем его параметры с расчётными величинами.

Таблица 6.2

Выбор разъединителей.

Условия выбора	Расчётные величины	Каталожные данные разъединителя РНДЗ.1-110/1000У1 РНДЗ.2-110/1000У1
	110кВ	110кВ
	229А	1000А
	10,082кА	80кА
	10,51кА2*с	31,52*4=3969кА2*с

1. Выбор трансформатора тока.

Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Трансформатор тока выбирают:

• по напряжению установки ;

• по току , ;

Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей;

• по конструкции и классу точности;

• по электродинамической стойкости:

;

где - ударный ток КЗ по расчёту;

- кратность электродинамической стойкости по каталогу;

- номинальный первичный ток трансформатора тока;

- ток электродинамической стойкости.

• по термической стойкости ;

где - тепловой импульс по расчёту;