Электроснабжение

11

рекомендуется подключать ближе к центру сборных шин с целью более равномерного распределения электрической энергии.

Отходящие линии также могут выполняться с кабельным или шин-

ным выводом в виде одной камеры или блока камер. При необходимости применения автоматического повторного включения или автоматического включения резерва на наиболее ответственных линиях после выключателя может быть установлен трансформатор напряжения.

Секционирование осуществляет связь между секциями сборных шин и может быть выполнено для ячеек КРУс разъемными контактами и высоко-

вольтным выключателем (камеры выкатного исполнения) в виде двух камер:

камеры с выключателем и камеры с разъемными контактами.

При двухрядном расположении распределительного устройства:

•для схемы с разъединителями возможна установка разъединителей

вкамере или на шинном мосту;

•для схемы с выключателем и разъединителями(разъемными контак-

тами) возможны три варианта реализации схемы:

1.Присоединения первой секции шин располагаются в одном ряду,

второй - в другом параллельном ряду, секционные камеры с боковыми вы-

водами шин располагаются рядом с краю первой(второй) секции РУ, при этом соединение со второй(первой) секцией шин осуществляется шинным мостом. Число камер по рядам получается неравным, что приводит к уве-

личению площади помещения РУ.

2.Присоединения и первой и второй секций шин располагаются в парал-

лельно устанавливаемых рядах, секционные камеры располагаются в сере-

дине первого или второго ряда. Для реализации схемы требуется два шин-

ных моста: первый соединяет камеры первой секции шин в разных рядах,

второй - камеры второй секции шин. Расположение камер по рядам равно-

мерное.

12

3. Присоединения первой секции шин располагаются в одном ,ряду второй - в другом ряду РУ, секционные камеры с выводом шин вверх распо-

лагаются напротив друг друга в разных рядах и соединяются шинным мостом.

Расположение камер по рядам равномерное. Пример на рисунке 3.

Трансформаторы собственных нуждподключаются до выключателей ввода, если они служат для питания оперативных цепей, в остальных слу-

чаях они могут подключаться к сборным шинам. Трансформаторы мощно-

стью до 40 кВ А устанавливаются в камерах КРУ, с мощностью трансформа-

тора от 40 до 250 кВ А они устанавливаются в отдельно стоящих шкафах.

Трансформаторы напряжения устанавливаются на каждой секции шин, при этом они должны обеспечивать централизованный контроль изо-

ляции в сети 6 - 10 кВ. Схемы первичных соединений камер КРУ различных серий предусматривают возможность подключения трансформаторов -на пряжения до выключателей ввода и выключателей отходящих линий, если это требуется по условиям релейной защиты и автоматики. Примеры под-

ключения трансформаторов напряжения приведены в таблице В 1.

Кроме рассмотренных присоединений в схеме РУ могут предусматри-

ваться камеры с конденсаторами, разрядниками или ограничителями пере-

напряжений, камеры собственных нужд и др.

Принципиальная схема и схема заполнения распределительного устрой-

ства. На принципиальной схеме распределительного устройства показыва-

ются все присоединения, предусмотренные схемой, без учета действитель-

ного расположения сборных шин и присоединений. Элементы на схеме располагаются таким образом, чтобы обеспечить большую наглядность и удобство при чтении схемы (рисунок 1).

Схема заполнения РУ является разновидностью принципиальной схемы, в которой учитывается действительное расположение сборных шин и присоединений. Схема заполнения обязательно выполняется при проек-

13

тировании распределительного устройства ,и как правило, оформляется в виде таблицы, в которой дается полная информация о типах и параметрах применяемого электрооборудования. Схема служит основой для выполне-

ния планов распределительного устройства (рисунок 2).

На схеме заполнения для каждой камеры, входящей в состав РУ, ука-

зываются:

•номер схемы исполнения главных цепей;

•номер камеры в РУ;

•назначение камеры;

•номинальный ток камеры;

•типы и параметры установленного электрооборудования: разъедини-

телей, высоковольтных выключателей, трансформаторов тока и т. д.;

•марка, сечение и число подходящих кабелей;

•число трансформаторов тока нулевой последовательности;

•номер схемы вспомогательных цепей;

•ток реле максимальной защиты, токовой отсечки и т. д.;

•учет электрической энергии.

Установка камер. Камеры устанавливаются в помещениях, в кото-

рых должны быть созданы условия работы, допустимые для камер опреде-

ленной серии.

При использовании камер с односторонним обслуживанием камеры устанавливаются к стене РУ таким образом, чтобы был предотвращен дос-

туп к задней стороне камер. Расстояние до стены должно быть в пределах

100 ± 50 мм. При использовании камер с двухсторонним обслуживанием расстояние между задней стороной камер и стеной помещения 800 - 1000 мм.

Расстояние между фасадами камер при двухрядном расположении– не менее

1800 мм (рисунок 3).

14

3. Расчет электрических нагрузок

Для правильного выбора сечения проводников и электрических -ап паратов схемы необходимо определить расчетную нагрузку каждого эле-

мента схемы электроснабжения, являющуюся приведенной величиной не-

изменной во времени электрической нагрузки, эквивалентной реальной переменной нагрузке по наиболее тяжелому тепловому воздействию– максимальной температуре нагрева аппарата или тепловому износу изоля-

ции проводника. В качестве расчетной нагрузкиР расч , Q расч , S расч

принимается получасовой максимум активной мощностиРм , кВт, реак-

тивной мощности Qм , квар, и полной мощности S м , кВ×А. Для отходящих линий, каждая из которых питает отдельный электродвигатель(ЭД) или трансформаторную подстанцию (ТП) расчетная мощность может быть оп-

ределена по следующей формуле, кВт:

Ррасч д = КздРном д ,

где Кзд - коэффициент загрузки, для контрольной работы ориентиро-

вочно принимаемый 0,75 - 0,8;

Рном д - номинальная мощность двигателя, кВт.

Для трансформторных подстанций в качестве расчетных принимает-

ся: для однотрансформаторных – номинальная мощность трансформатора;

Sном.т ; для двухтрансформаторных с учетом послеаварийной перегрузки –

1,3 Sном.т .

Для выбора питающих линий и определения расчетной мощности РП можно использовать выражения, кВт или кВАр:

15

Ррасч.РП = åКздiРномдi +åКзтпiSномтi cos jтпi ,

QрасчРП = åКздiРдitqjдi +åКзтпiSномтi sin jтпi ,

где Кзтпi - коэффициент загрузки трансформатора ТП, для однотранс-

форматорной ТП можно принять 0,9, для двухтрансформаторной – 0,75; cosjтпi , sin jтпi - коэффициент мощности трансформатора ТП, при-

нимаемый соответстственно равным 0,92 и 0,39;

tqjдi - коэффициент мощности электродвигателей, принимаемый

0,33.

Полная мощность SрасчРП , кВ А:

SрасчРП = PрасчРП2 + QрасчРП2 .

Расчетные токи линий можно определить, А:

-для отходящих линий к электродвигателям:

	Iрасч.д = Кзд			Pномд	,
			3Uном × h×cosjд

где h и cosjд - паспортные значения КПД и коэффициента мощности электродвигателя. Для синхронных электродвигателей мощностью до 2500

кВт КПД можно принять 0,97, cosjд рекомендуется при расчетах 0,9;

Uном - напряжение питания, кВ.

Для отходящих линий к ТП:

16

Iрасчтп = Sномт ,

3Uном

для двухтрансформаторных,

Iрасчтп = 1,3 Sномт

3Uном

для питающих линий

Iрасчтп = Sрасчтп

3Uном

Для секционного выключателя расчетный ток принимается равным расчетному току наиболее загруженной секции(сумме расчетных токов отходящих линий, в т.ч. резервных ЭП).

Для выбора выключателей КРУ принимаются следующие значения токов:

- для выключателей отходящих линий – ток Iрасч.д , или Iрасч.тп

- для выключателей питающих линий в качестве базового принима-

ется значение Iрасч.тп , поскольку как для выключателей, так и для линий

нужно учитывать разделение нагрузки на2 секции (рекомендуется прини-

мать 0,6 Iрасч.тп ), но в послеаварийном режиме, при котором одна из пи-

тающих линий может быть отключена, по оставшейся будет проходить

Iрасч.тп полностью.

17

4. Выбор сечения кабельных линий и шин РП

Сечение жил кабелей в соответствии [1]с выбираются по нагреву расчетным током. Длительно допустимая токовая нагрузка Iдоп выбран-

ного сечения должна быть не менее расчетной нагрузки кабеля в нормаль-

ном режиме, А:

I	доп	³ I =	I	доп	I	табл	× К × К	2	× К	3	,
		расч,					1

где К1 - поправочный коэффициент, зависящий от температуры земли и

воздуха;

К2 - поправочный коэффициент, зависящий от удельного теплового сопротивления земли;

К3 - поправочный коэффициент, зависящий от количества кабелей,

проложенных в траншее.

К1 - допустимый ток по таблицам [1] или приложения А.

К2 и К3 учитываются, если питающие кабели проложены в траншее.

В расчетах целесообразно принимать для прокладки в земле кабели с бумажной пропитанной изоляцией и алюминиевыми жилами марки ААШ-

вУ. Для прокладки в воздухе (туннеле или в канале) можно применить ка-

бели с пластмассовой изоляцией, например марки АВВГ.

В приложении А приводятся данные по допустимым длительным то-

кам некоторых марок кабелей и значение коэффициентовК1 ,К2,К3 . При прокладке кабелей в земле среднегодовую температуру принять равной10

оС, при прокладке в воздухе – 25 оС. Нормированную температуру жил для кабелей ААШвУ или АВВГ принять65 оС при напряжении 6 кВ и 60 оС – при напряжении 10 кВ.

Характеристику грунта принять реальную или любую.

18

Прокладочный коэффициент при одном кабеле равен1,0; двух кабе-

лях в траншее равен 0,9; при четырех кабелях – 0,8.

Выбранное сечение проверяют по экономической плотности тока по соотношению

S = Iрасч / gэк ,

где S - сечение кабеля, мм2;

gэк - нормированное значение экономической плотности тока для заданных условий. для кабелей ААШвУ при числе часов использования

3000 - 5000 jэк можно принять 1,4 А/мм2, для кабелей АВВГ – 1,7 А/мм2

При превышении gэк сечение округляют до величины ближайшего стандартного сечения S.

Принятое с учетом gэк сечение проверяется по величине тока -по слеаварийного режима. Отходящие линии к двигателям и однотрансфор-

маторным ТП на послеаварийный режим не проверяются. Питающие ли-

нии должны обеспечить прохождение тока Iрасчрп . В послеаварийном ре-

жиме допускается перегрузка кабелей с бумажной изоляцией в течение2

часов на 35 %, в течение 6 часов – на 25 %, при предварительной загрузке

60 %, при 80 % - соответственно 25 % и 20 %. Кабели с поливинилхлоридной изоляцией допускают перегрузку

15 % в течение 6 часов в сутки в течение5 суток, если в остальное время суток нагрузка не выше номинальной. Условие проверки можно предста-

вить в следующем виде:

Кпер × Iдоп ³ IрасчРП

При невыполнении условия сечение кабеля и допустимый ток необ-

ходимо увеличивать. Возможно применение параллельно включенных ка-

белей (до 4).

19

На допустимую величину потерь напряжения кабели можно не про-

верять ввиду их незначительной, менее 1км, длины. На термическое дейст-

вие токов короткого замыкания кабели проверяются согласно выражению:

qmin = ВК = Iпо tn ,
С	С

Вк - тепловой импульс тока короткого замыкания, кА2с;

Iпо - действующее значение периодической составляющей тока КЗ,

кА;

tn - приведенное время КЗ, с;

С - параметр кабеля, А С2/мм2.

Поскольку для данной контрольной работы параметры источника питания неизвестны, ограничимся проверкой термической стойкости отхо-

дящих линий. Величина теплового импульса приведена в задании.

Сборные шины КРУ выбираются по расчетному току Iрасч.РП , опре-

деленному в разделе 3, из стандартного ряда для КРУ серии К– 63; 1000; 1600; 2000; 3150А.

5. Выбор основной аппаратуры.

Основные параметры КРУ и сетка схем приведены в приложениях Б,

В. Ток сборных шин принимается не менее расчетного тока РУ. Парамет-

ры, относящиеся к проверке РУ по токам короткого замыкания, согласовы-

ваются с преподавателем. Номинальный ток трансформаторов тока при-

нимается ближайшим большим расчетного тока вводных ячеек или номи-

нального тока двигателей.

20

Для распределительной подстанции предлагается использовать вы-

катные РУ серии К – 63.

Выключатели напряжением выше 1 кВ выбирают по номинальному току, номинальному напряжению, типу, роду установки и проверяют по электродинамической, термической стойкости и отключающей способно-

сти в режиме короткого замыкания. Основные соотношения для выбора приводятся в табл. 4.1. В качестве основного типа принимаются вакуумные выключатели серии ВВ/TEL для установки в помещении, возможно при-

менение других выключателей по[2]. Для проверки выключателей по электродинамической и термической стойкости, а также по отключающей способности по токам коротких замыканий и мощности отключения зна-

чения последних принимаются в соответствием с заданием. Параметры ва-

куумных выключателей серии ВВ/TEL приведены в приложении Г. Выби-

рать необходимо вводный, секционный выключатель и выключатели отхо-

дящих линий.

Обозначения: Iпо - расчетное значение тока трехфазного КЗ в мо-

мент времени, кА; iу - расчетный ударный ток КЗ, кА; I¥ - действующее значение периодической составляющей тока КЗ, кА; tтер - время, к которо-

му отнесен номинальный ток термической стойкостиIтер (у выключателей для К - 63 tтер принимают равным 3 с); Вк - расчетный тепловой импульс, кА2

с (по заданию).

Каталожные данные должны быть больше или равны расчетным данным.