Ip.MaxIн.Ап

-проверяют на электродинамическое

-и термическое действие токов КЗ

В_к(К_терм·I_1ном.) ·t_терм.

- по вторичной нагрузке

где +- вторичная нагрузка;

- сопротивление приборов;

- сопротивление контактов 0,05 Ом при двух – трех приборах и  0,1 Ом при большем количестве приборов;

- допустимая нагрузка трансформатора в заданном классе точности, Ом;

Выбор трансформаторов тока ведем в табличной форме в виде сравнения расчетных значений установки и паспортных данных трансформаторов тока.

Таблица 2.5- Выбор трансформаторов тока на вводе 110кВ

Расчетные значения		Паспортные данные ТТ ТДНФ-110-600/5
Uуст.	110кВ	Uн.ап	110кВ
Ip.max	А	Iн.ап	600А
iy	18.6 кА		1060.7кА
Bк	87,929кАс	(Ктерм·I1ном.)·tтерм	2332.9Ас
	0.784Ом		1.2Ом

Подсчитываем мощность приборов, присоединенных к ТТ.

Таблица 2.6- Вторичная нагрузка ТТ

Наименование	Тип прибора	А	В	С
Амперметр	Э-378	0.1
Итого		0.1

Расчет ведем по наиболее загруженной фазе

r_приб=0.1/5-0.004Ом

Сопротивление проводов:

где =0.05Ом;

=1.2Ом;

=1.2-0.004-0.05=1.146Ом

Сечение проводов:

где lрасч.=2·l=2·50=100м;

l- расстояние от трансформатора тока до прибора;

р=0.029- удельное сопротивление для алюминия.

По ПУЭ Fmin4мм, принимаем F=4мм, тогда сопротивление проводов по (2.44)

 

Вторичная нагрузка составит:

r₂=0.004+0.05+0.73=0.784Ом

0.784Ом<1.2Ом

Все условия выполняются, следовательно ТТ выбран верно.

Таблица 2.7- Выбор трансформатора тока на стороне 10кВ

Расчетные значения		Паспортные данные ТТ ТШЛ-10-1000/5
Uуст.	10кВ	Uн.ап	10кВ
Ip.max	А	Iн.ап	1000А
Iy	23.6 кА		100кА
Bк	362,638кАс	(Ктерм·I1ном.)·tтерм	6400А с
	0.356Ом		0.8Ом

Подсчитываем мощность приборов, присоединенных к ТТ.

Таблица 2.8- Вторичная нагрузка ТТ

Наименование	Тип прибора	А	В	С
Амперметр	Э-378	0.1
Ваттметр	Д-335	0.5	0.5
Варметр	Д-355	0.5		0.5
Счетчик активной энергии	САЗ-4680	2.5	2.5
Счетчик активной энергии	СР4-4676		2.5	2.5
Итого		3.6	5.5	3

Расчет ведем по наиболее загруженной фазе:

r_приб=

Сопротивление проводов

r_пров. =0.8-0.22-0.1=0.48Ом

где r_конт=0.1Ом;

  r_2доп.=0.8Ом;

Сечение проводов по

F=p·l_расч/r_пров.,мм

где l_расч.=l=5м;

р=0.029 -удельное сопротивление для алюминия

F= =0.3мм

Принимаем F=4мм , тогда сопротивление проводов:

r_пров.= =0.036 Ом

Вторичная нагрузка составит:

r₂=0.22+0.1+0.36=0.356Ом

0.356Ом<0.8Ом

Все условия выполняются, следовательно ТТ выбран верно.

 

Таблица 2.9- Выбор трансформатора тока на отходящем присоединении 10кВ

Расчетные значения		Паспортные данные ТТ ТПЛ-10-600/5
Uуст.	10кВ	Uн.ап	10кВ
Ip.max	А	Iн.ап	600А
iy	23.6 кА		778кА
Bк	362,638кАс	(Ктерм·I1ном.) tтерм	2332.9Ас
r2	0.20 Ом	r2доп.	0.4Ом

Подсчитываем мощность приборов, присоединенных к ТТ.

 

Таблица 2.10- Вторичная нагрузка ТТ

Наименование	Тип прибора	А	В	С
Амперметр	Э-378	0.1
Счетчик активной энергии	СР4-4676	2.5		2.5

Расчет ведем по наиболее загруженной фазе:

r_приб =2.6/5=0.1Ом

Сопротивление проводов по

r_пров.=1.2-0.1-0.1=1.05 Ом

где rконт=0.05 Ом;

r_2доп=1.2 Ом;

Сечение проводов

F==0.19мм

где l_расч=·l=1.73·5=8.65м;

l-расстояние от трансформатора тока до прибора;

р=0.029 -удельное сопротивление для алюминия

По ПУЭ F_min≥4мм, принимаем F=4мм, тогда сопротивление проводов:

r_пров=0.029·8.65/4=0.05 Ом

Вторичная нагрузка составит:

r₂=0.1+0.05+0.05=0.20 Ом

0.20 Ом<0.4 Ом

Все условия выполняются, следовательно ТТ выбран верно.

Для секционной связи выбираем трансформатор тока такой же как и на вводе 10кВ

Таблица 2.11- Выбор трансформатора тока на секционной связи

Расчетные значения		Паспортные данные ТТ ТПЛ-10-600/5
Uуст.	10кВ	Uн.ап	10кВ
Ip.max	А	Iн.ап	600А
iy	23.6 кА		778кА
Bк	83,686кАс	(Ктерм·I1ном.) tтерм	2332.9Ас
r2	0.09 Ом	Uн.ап	0.4Ом

Подсчитываем мощность приборов, присоединенных к ТТ.

Таблица 2.12- вторичная нагрузка ТТ

Наименование	Тип прибора	А	В	С
Амперметр	Э-378	0.1
Итого		0.1

Расчет ведем по наиболее загруженной фазе:

r_приб=0.1/5=0.004 Ом

r_пров=0.8-0.004-0.1=0.696 Ом

Сечение проводов

F==0.2 мм

где l_расч==5·1.73м;

р=0.029 -удельное сопротивление для алюминия

Принимаем F=4мм, тогда сопротивление проводов:

rпров==0.2 мм

Вторичная нагрузка составит:

r₂=0.004+0.05+0.06=0.114 Ом

0.114 Ом<0.8 Ом

Все условия выполняются, следовательно ТТ выбран верно.

Все выбранные аппараты в этом пункте принимаем к установке на своей ГПП.

Данные аппарата подходят нам по условиям продолжительного режима и режима короткого замыкания.

2.4 Расчет и выбор сборных шин, опорных и проходных изоляторов в РУ низшего напряжения ГПП

Шины выбираем по нагреву длительно проходящим током нагрузки

I_р.макс.≤I_дл.доп.

I_р.макс.=

I_р.макс==1258 А;

К установке принимаем алюминиевые шины прямоугольного сечения 80*8ммс I_дл.доп.=1320 А;

Шины располагаем в горизонтальной плоскости плашмя.

Рисунок 2.5 Расположение шин плашмя.

Проверка шин на электродинамическое действие токов КЗ проводится по

условию:

_расч.< _бдоп.;

где _доп. =75МПА-допускаемое напряжение в материале шин (для алюминия).

Определяем максимальное усилие на шинную конструкцию:

F=;

где l=1,5м-расстояние между изоляторами в фазе;

a=0.1м- расстояние между фазами;

К_ф=0.85- коэффициент формы для шин прямоугольного сечения;

F==989Н;

Определяем изгибающий момент в шине:

М=;

М==148;

Определяем сопротивление при расположении шины плашмя:

W=;

где h -ширина шины;

b —высота шины;

W==8533·10 м;

Определяем напряжение в материале шины:

_расч=;

_расч==0.017·10=1,7 Па

1,7МПа < 24 МПа

Следовательно шины удовлетворяют условию электродинамической стойкости.

Проверка шин на термическое действие КЗ:

Определяем минимальное допустимое сечение по условию допустимого перегрева при КЗ

S_min=;

где С_т=90- коэффициент для алюминия .зависящий от допустимой температуры при КЗ;

S_min ==0.138·10=138 мм

138 мм <640 мм

Выбранные шины удовлетворяют всем условиям, следовательно шины выбраны верно.

2.5 Выбор средств подстанционной автоматики и релейной защиты всех присоединений ГПП и силовых трансформаторов

Назначение релейной защиты и автоматики.

В процессе эксплуатации системы электроснабжения возникают повреждения отдельных ее элементов. Наибо­лее опасными и частыми видами повреждений являются КЗ между фазами электрооборудования и однофазные КЗ на землю в сетях с большими токами замыкания на зем­лю. В электрических машинах и трансформаторах наряду с междуфазными КЗ и замыканиями на землю имеют ме­сто витковые замыкания. Вследствие возникновения КЗ нарушается нормальная работа системы электроснабже­ния что создает ущерб для промышленного предприятия.

При протекании тока КЗ элементы системы электро­снабжения подвергаются термическому и динамическому воздействию. Для уменьшения размеров повреждения и предотвращения развития аварии устанавливают совокуп­ность автоматических устройств, называемых релейной за­щитой и обеспечивающих с заданной степенью быстродей­ствия отключение поврежденного элемента или сети.

Основные требования, предъявляемые к релейной защите, следующие: надежное отключение всех видов по­вреждений, чувствительность защиты, избирательность (селективность) действия — отключение только повреж- денных участков, простота схем, быстродействие, наличие сигнализации о повреждениях.

Однако одной релейной защиты бывает недостаточно для обеспечения надежного и бесперебойного электроснаб­жения. Поэтому дополнительно предусматривают устрой­ства автоматического включения резерва (УАВР) и уст­ройства автоматического повторного включения (УАПВ) первое устройство позволяет подключать резервный ис­точник питания при выходе из строя основного источника второе устройство предназначено для повторного включе­ния линии электропередачи, так как большинство повре­ждении после быстрого отключения линий релейной защиты самоустраняется.

Защита силовых трансформаторов.

Устройства релей­ной защиты для силовых трансформаторов предусматрива­ют от следующих видов повреждений и ненормальных ре­жимов работы: многофазных замыканий в обмотках и на выводах; однофазных замыканий на землю в обмотке и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью; витковых замыканий в обмотках; токов в об­мотках, обусловленных внешними КЗ; токов в обмотках, обусловленных перегрузкой; понижения уровня масла; од­нофазных замыканий на землю в сетях 10 кВ с изолирован­ной нейтралью, если трансформатор питает сеть, в которой отключение однофазных замыканий на землю необходимо по требованиям безопасности.

Виды защит трансформатора определяются его мощ­ностью, назначением, режимом работы, местом установки, схемой включения.

Защиту трансформаторов небольшой и средней мощ­ности (не более 1000 кВ·А) от коротких замыканий в его обмотках, на выводах и в соединениях до выключателей выполняют в виде токовой отсечки без выдержки времени или токовой защиты со ступенчатой характеристикой вы­держки времени. Защиту устанавливают со стороны источ­ника питания, непосредственно у выключателя. В зону дей­ствия защиты при этом попадает как сам трансформатор, так и его соединения с выключателями.

Для трансформаторов мощностью 1000 кВ·А и более может быть предусмотрена продольная дифференциальная защита.

Наряду с защитами, действующими при повреждениях в самом трансформаторе и его соединениях, предусматри­вают резервные защиты от внешних КЗ. Они являются одновременно защитами шин, на которые работает транс­форматор, если на этих шинах отсутствует собственная за­щита.

В качестве защит от внешних КЗ применяют токовые защиты с выдержкой времени с включением реле на пол­ные токи фаз и на их симметричные составляющие. Эти защиты реагируют также на внутренние КЗ и могут ис­пользоваться даже как основные защиты трансформаторов.

Для понижающих трансформаторов мощностью 400 кВ·А и более с высшим напряжением до 35 кВ и сое­динением обмоток звезда-звезда с заземленной нулевой точкой на стороне низшего напряжения предусматривают специальную защиту от однофазных КЗ на землю на сто­роне низшего напряжения, если защита от внешних КЗ не реагирует на эти повреждения. Такая защита обязательна для блоков трансформатор — магистраль низшего напря­жения, но может не применяться на подстанциях с рас­пределительными щитами, если они находятся от транс­форматора не далее 30 м и соединение между трансформа­тором и щитом выполнено кабелем. В этом случае однофазное КЗ обязательно переходит в междуфазное, а отключение междуфазного КЗ осуществляется защитой трансформатора.

Обязательным видом защиты всех масляных трансфор­маторов мощностью 6300 кВА и более является газовая защита. Она также предусматривается для масляных транс­форматоров мощностью 630 кВА и более, установленных на внутрицеховых подстанциях.

Газовая защита — вид релейной защиты, предназначенный для защиты от повреждений электрических аппаратов, располагающихся в заполненном маслом резервуаре.

Некоторые мощные электрические аппараты в процессе эксплуатации выделяют значительное количество тепла, в результате чего воздушное охлаждение таких устройств оказывается недостаточно эффективным. В этих случаях для охлаждения эти аппараты (к ним могут относиться трансформаторы, автотрансформаторы, реакторы) помещают в бак, заполненный трансформаторным маслом, которое естественным или принудительным образом охлаждает эти устройства. Кроме того, масло дополнительно служит для повышения уровня изоляции обмоток трансформаторов.

Использование масла решает проблему охлаждения, однако создаёт новую проблему, связанную с повышенной опасностью эксплуатации электрического аппарата. В случае повреждения токоведущих частей (например, при коротком замыкании между обмотками трансформатора), масло начинает нагреваться, происходит усиленное газообразование, резко поднимается давление масла в баке, что может привести к взрыву, сопровождающемуся пожаром. Для предупреждения таких повреждений применяется газовая защита.

Согласно ПУЭ газовая защита устанавливается в обязательном порядке на трансформаторах мощностью 6,3 МВА и более, шунтирующих реакторах на напряжении 500кВ, трансформаторах мощностью 630 кВА, если они располагаются внутри помещений.

Газовая защита может использоваться для включения системы пожаротушения трансформатора.