ВКР (1232629), страница 4
Текст из файла (страница 4)
, (5.5)
где I(3) – периодическая составляющая сверхпереходного тока, кА; В* = f(tk) – относительное значение теплового импульса, для источников питания ограниченной мощности равное 1; Та – постоянная времени, с; tк – время протекания тока короткого замыкания, равное сумме tз и tв,с; tз – время срабатывания основной защиты, с; tв – полное время отключения выключателя, tв = 0,05 с.
Время срабатывания защит на РУ подстанции берём из таблицы 5.2.
Таблица 5.3 – Время срабатывания защит
Наименование РУ | |
Вводы РУ 110 кВ | 3,0 |
Вводы РУ 35 кВ | 2,5 |
Вводы РУ 6 кВ | 2,0 |
Ниже приведен пример расчета теплового импульса для РУ-110 кВ.
Вк = 12,932 · (1·(3,0+0,05)+0,05) = 518,27 кА2·с.
Для остальных РУ расчёт аналогичен, его результаты представлены в таблице 5.4.
Таблица 5.4. – Расчёт теплового импульса
Наименование РУ | I" ,кА | tз ,с | tк ,с | Вк, кА2 с |
РУ 110 кВ | 12,93 | 3,0 | 3,05 | 518,27 |
РУ 35 кВ | 4,88 | 2,5 | 2,55 | 61,92 |
РУ 6 кВ | 18,32 | 2,0 | 2,05 | 704,81 |
6 ВЫБОР КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ
К коммутационным аппаратам относятся выключатели, разъединители, отделители, рубильники, предохранители. Выключатель - электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи и снятия напряжения с части электроустановки [9]. Выключатель является самым ответственным аппаратом в высоковольтной системе, при авариях он всегда должен обеспечивать четкую работу. В связи с этим основным требованием к выключателям является особо высокая надежность их работы во всех возможных эксплуатационных режимах. Отключение выключателем любых нагрузок не должно сопровождаться перенапряжениями, опасными для изоляции элементов установки. В связи с тем, что режим короткого замыкания для системы является наиболее тяжелым, выключатель должен обеспечивать отключение цепи за минимально возможное время. Конструкция выключателя должна быть простой, удобной для эксплуатации и транспортировки, выключатель должен обладать высокой ремонтопригодностью, взрывобезопасностью и пожарной безопасностью.
Проверке подлежат все коммутационные аппараты подстанции, а также шинопроводы. Однако сейчас широко применяются комплектные распределительные устройства, где все оборудование рассчитано согласно всем требованиям и поэтому выбор сводится к выбору лишь выключателя, а также подбора компоновки ячеек под номинальное напряжение и максимальный рабочий ток.
6.1 Выбор распределительного устройства
Распределительное устройство (РУ) — электроустановка, служащая для приёма и распределения электрической энергии одного класса напряжения. Распределительное устройство содержит набор коммутационных аппаратов, вспомогательные устройства РЗиА и средства учёта и измерения [9]. Распределительное устройство, собранное из типовых унифицированных блоков (т. н. ячеек) высокой степени готовности, собранных в заводских условиях называется комплектным распределительным устройством. На напряжении до 35 кВ ячейки изготовляют в виде шкафов, соединяемых боковыми стенками в общий ряд. В таких шкафах элементы с напряжением от 1 до 35 кВ выполняют проводниками с воздушной изоляцией (шины с изоляторами). Для напряжений выше 35 кВ воздушная изоляция не применима, поэтому элементы, находящиеся под высоким напряжением помещают в герметичные камеры, заполненные элегазом. Ячейки с элегазовыми камерами имеют сложную конструкцию, внешне похожую на сеть трубопроводов. КРУ с элегазовой изоляцией сокращённо обозначают КРУЭ.
Для РУ-110 кВ принимаем согласно [10] комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией в металлическом корпусе (КРУЭ) ELK-04 фирмы АВВ. Обладая рядом преимуществ, данные распредустройства все чаще применяются при напряжениях 110 кВ и выше. КРУЭ характеризуется:
- минимальной необходимостью в площади ЭУ ( занимает около 5 % площади по сравнению с аналогичными п/ст с воздушной изоляцией);
- высокой эксплуатационной безопасностью;
- высокой надежностью;
- долговечностью;
- модульной конструкцией;
- отсутствием обслуживания;
- расположением всех частей, находящихся под напряжением, в оболочке.
Конструкция предусматривает удобное соединение отдельных модулей для облегчения расширения или изменений. Газонепроницаемые барьерные изоляторы между соседними газовыми отсеками отграничивают влияние внутреннего повреждения в одном из модулей на соседние до абсолютного минимума. Корпус изготовлен из устойчивого к коррозии алюминия. Ввиду малого удельного веса не требуется дорогостоящего фундамента.
Характеристики КРУЭ ELK-04 представлены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 – Технические характеристики ELK-04
Наименование параметра | Значение параметра |
Номинальное напряжение, кВ | 126 |
Номинальная частота сети, Гц | 50/60 |
Номинальный ток, А | 1250 |
Пик тока динамической стойкости , кА | 80,0 |
Ток термической стойкости, кА/1сек | 63 |
Ток отключения при коротком замыкании, кА | 31,5 |
Допустимая наружная температура, С | -30/+40 |
Оболочка токопровода | трехфазная |
Место установки | Наружняя/внутренняя |
Привод выключателя | Пружинно-гидравлический, с накоплением энергии в пружинах |
Для РУ-35 кВ принимаем комплектное распределительное устройство типа UniGear ZS3.2 фирмы АВВ — серия шкафов трехфазных комплектных распределительных устройств (КРУ) в металлической оболочке с воздушной изоляцией внутренней установки на номинальное напряжение 35 кВ. Шкафы заводской готовности с выкатными элементами, одинарной системой сборных шин, прошедшие типовые и приемосдаточные испытания. Шкафы комплектуются выключателями: элегазовыми типа HD4 или вакуумными типа VD4,а также измерительными трансформаторами. Шкафы устанавливаются на пол или раму. [11].
Характеристики КРУ UniGear ZS3.2 представлены в таблице 6.2.
Таблица 6.2 – Технические характеристики КРУ UniGear ZS3.2
Наименование параметра | Значение параметра |
Номинальное напряжение, кВ | 35 |
Наибольшее рабочие напряжение, кВ | 40,5 |
Номинальное напряжение, кВ | 35 |
Окончание таблицы 6.2
Наименование параметра | Значение параметра |
Наибольшее рабочие напряжение, кВ | 40,5 |
Номинальный ток сборных шин, А | 1600 |
Номинальный ток главных цепей, А | 1600 |
Ток электродинамической стойкости , кА | 64 |
Ток термической стойкости, кА/1сек | 25 |
Номинальный ток отключения выключателей, кА | 20 |
Номинальная частота, Гц | 50; 60 |
Степень защиты модулей | IP 20 |
Комплектация РУ-35 представлена в таблице 6.3.
Таблица 6.3 - Комплектация РУ- 35
Наименование ячейки | Оборудование ячейки | Кол-во |
Ячейка кабельного ввода | Выключатель VD4, трансформаторы тока TPU7, трансформаторы напряжения TJP7.1,заземлитель ЕК6 | 2 |
Ячейка отходящей линии | Выключатель VD4, трансформаторы тока TPU7, заземлитель ЕК6 | 2 |
Секционный выключатель | Выключатель VD4, трансформаторы тока TPU7 | 1 |
Для РУ-6 кВ принимаем комплектное распределительное устройство типа КРУ СЭЩ-61М производства «ЗАО Управляющая компания «Электрощит» - Самара» [12]. Данные РУ давно широко используются в области энергетики и зарекомендовали себя как надежные, ремонтопригодные и удобные в эксплуатации. Характеристики КРУ СЭЩ-61М представлены в таблице 6.4.
Таблица 6.4 – Технические характеристики КРУ СЭЩ-61М
Наименование параметра | Значение параметра |
Номинальное напряжение, кВ | 6 |
Наибольшее рабочие напряжение, кВ | 7,2 |
Номинальный ток сборных шин, А | 4000 |
Номинальный ток главных цепей, А | 4000 |
Ток электродинамической стойкости , кА | 128 |
Ток термической стойкости, кА/1сек | 40 |
Номинальный ток отключения выключателей, кА | 31,5 |
Номинальная частота, Гц | 50; 60 |
Комплектация РУ-6 кВ представлена в таблице 6.5.
Таблица 6.5 - Комплектация РУ-6 кВ
Наименование ячейки | Оборудование ячейки | Кол-во |
1 | 2 | 3 |
Ячейка кабельного ввода | Выключатель VD4, трансформаторы тока ТОЛ-СЭЩ, заземлитель | 2 |
Ячейка отходящей линии | Выключатель ВВУ СЭЩ-П-10-20, трансформаторы тока ТОЛ-СЭЩ, заземлитель | 25 |
Секционный выключатель | Выключатель VD4, трансформаторы тока ТОЛ-СЭЩ, заземлитель | 1 |
Трансформаторы напряжения | Трансформаторы напряжения ЗНОЛ-СЭЩ-6-1, заземлитель | 4 |
Секционный разъединитель | Тележка секционного разъема К-61М | 1 |
Для связи РУ – 110, 35, 6 кВ будем использовать кабель с изоляцией из шитого полиэтилена, который в последнее время нашел широкое применение в области энергетики, заменив стандартные шинные мосты, проложенные по стенкам камер трансформаторов.
6.2 Выбор выключателей
При выборе выключателей его паспортные параметры сравнивают с расчетными условиями работы. Выбору подлежит выключатель для всех РУ и присоединений с учетом наиболее тяжелого режима их работы. Выбор произведён по методике изложенной в 13. Ниже приведен пример проверки выключателя 110 кВ согласно таблице 6.1.
-
по длительно допустимому току:
Iдоп ≥ Iр.max , (6.1)
где Iдоп – длительно допустимый ток, А; Iр.max – максимальный рабочий ток, А
Условие соблюдается, так как 1250 >281,48 А.
– по отключению периодической составляющей: