3.2 Выбор оборудования

3.2.1 Выбор силовых трансформаторов

На подстанции НЗБ необходимо установить следующие силовые трансформаторы:

- два автотрансформатора типа АТДЦТН – 125000/220/110 вместо АТ-1,2 типа АТДЦТГ-125000/220/110;

- трансформатор типа ТДТН – 25000/110 вместо Т1 типа ТДТГ-20000/110;

- трансформатор типа ТДТН – 40000/110 вместо Т4 типа ТДТНГЭ-31500/110.

3.2.2 Выбор оборудования ору 220кВ

Выбор выключателей

В соответствии с ГОСТ 687-78 выбор выключателей осуществляется по следующим условиям:

- по номинальному напряжению

=220 кВ

- по длительному току

Для установки примем элегазовый выключатель типа ВГУ-220-50/3150 У2 [8] со следующими параметрами:

Номинальное напряжение U_нQ,кВ 220

Наибольшее рабочее напряжение U_{max ,}кВ 252

Номинальный ток I_нQ,А 3150

Номинальный ток отключения I_{но ,} кА 50

Наибольший пик предельного сквозного тока i_nc, кА 127

Действующее значение сквозного тока I_пс , кА 50

Наибольший пик номинального тока включения i_{нв ,} кА 127

Действующее значение номинального тока включения I_нв , кА 50

Ток термической стойкости I_mc , кА 50

Время термической стойкости t_{mc ,} с 2

Собственное время отключения t_св , с 0,028

Полное время отключения t_во, с 0,055

Проверка выключателя на отключающую способность. В качестве расчетного для этой проверки примем ток трехфазного КЗ. Для этого вида КЗ необходимо знать периодическую I_nτ∑ и апериодическую i_aτ∑ составляющие тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя τ :

τ=t_{рз min}+t_св=0,01+0,028=0,038 с.

Сравним эти токи (таблица 3.1) с соответствующими параметрами выключателя:

103,94 > 25,52 т.е. выполняется условие проверки по полному току КЗ.

Проверка выключателя на термическую стойкость. В качестве расчетного для этой проверки принимают трехфазное КЗ . Необходимо проверить выполнение условия В_кдоп>В_{к расч}. Допустимый тепловой импульс, определяемый по параметрам выключателя, В_{к доп} = = 5000 .

Тепловой импульс периодической составляющей тока КЗ

где - суммарные токи,

t_откл=t_{рз max}+t_ов=0,1+0,055=0,155с

t_{рз max} =0,1 с - время действия резервных релейных защит.

Тепловой импульс апериодической составляющей тока КЗ

где - эквивалентная апериодическая составляющая всех ветвей, питающих точку КЗ.

Учитывая, что В_{к расч} = В_кп + В_ка выполним проверку на термическую стойкость:

В_{к доп},=5000>В_{к расч}=28,43+5,67=34,1 , т.о. условие проверки на термическую стойкость выполнено.

Проверка выключателя на динамическую стойкость. Расчет производится при трехфазном КЗ.

i_nc=127 кА > i_у∑= =33,4 кА;

I_nc=50 кА > I_∑=13,543 кА;

т.е. условия проверки выполнены.

Проверка на включающую способность. В данном случае расчет производится по трехфазному КЗ.

I_нв=50 кА > =13,543кА

i_нв=127 кА > i_у∑=33,4 кА

Параметры выключателя и соответствующие расчетные величины сведены в таблицу 3.5.

Выбор разъединителей

Разъединители выбирают по номинальному току, номинальному напряжению, конструкции и по роду установки, а проверяют на динамическую и термическую стойкость в режиме КЗ. Так как разъединитель устанавливают в одной цепи с выключателем, то расчетные величины для него такие же, как и для выключателя.

Таблица 3.5 - Параметры выбора выключателей

Параметры выключателя	Соотношения	Расчетные величины для выбора выключателя
Uн=220 кВ	=	UнРУ=220 кВ
Iн=3150 А	>	Iраб.форс=440,9 А
Iно=50 кА	>	Inτ∑ =13,543 кА
	>
	>	Вк расч=34,1
Inc=50 кА	>
inc=127 кА	>
Iнв=50 кА	>
iнв=127 кА	>

Выбираем разъединитель наружной установки типа РДЗ-1-220/1000 УХЛ1. Его номинальные параметры, расчетные величины в его цепи и соотношения между ними приведем в таблице 3.6.

Соотношения табличных и расчетных параметров показывают, что выбранный разъединитель удовлетворяет всем условиям выбора и проверки в данной цепи.

Выбор трансформаторов тока

Выбор измерительных трансформаторов тока (ТА) проводят по следующим условиям:

- напряжению электроустановки U_ном U_с.ном;

- току I_ном I_{норм.расч}; К_пI_ном I_ужт;

- конструкции и классу точности;

Таблица 3.6 - Параметры выбора разъединителей

Параметры разъединителя	Соотношения	Расчетные величины для выбора разъединителя
Uн=220 кВ	=	UнРУ=220 кВ
Iн=1000 А	>	Iраб.форс=440,9 А
inc=100 кА	>
Вдоп=	>	Вк расч=34,1

- электродинамической стойкости

- термической стойкости

- вторичной нагрузке

На стороне 220 кВ примем к установке трансформатор тока (ТА) типа ТФЗМ 220Б-III с первичным номинальным током I_н1=600 А, вторичным номинальным током I_н2= 5 А, с классом точности вторичных обмоток 0,5, с номинальной вторичной нагрузкой в классе 0,5 z_2н = 1,2 Ом.

Номинальные параметры трансформатора тока, расчетные величины в его цепи и соотношения между ними сведем в таблицу 3.7.

Таблица 3.7 – Параметры выбора трансформатора тока

Параметры ТТ	Соотношения	Расчетные величины для выбора ТТ
Uн=220 кВ	=	UнРУ=220 кВ
Iн=600 А	>	Iраб.форс=440,9 А
z2н = 1,2 Ом	>	z2 расч=0,51 Ом
iдин=50 кА	>
Вдоп=	>	Вк расч=34,1

Таким образом, выбранный трансформатор удовлетворяет условиям

выбора и проверки в данной цепи.

Рассмотрим подробнее выбор трансформатора по классу точности: z_2н z_2расч. Выполнение этого условия сводится к выбору сечения контрольного кабеля, соединяющего трансформатор с подключенными к нему приборами.

Таблица 3.8- Потребляемая мощность приборов

Прибор	Тип прибора	Потребляемая мощность токоизмерительными приборами, В·А, в фазах
		А	В	С
Ваттметр показывающий Варметр показывающий Амперметр показывающий	Д335 Д335 Э350	0,5 0,5 0,5	- - 0,5	0,5 0,5 0,5
Итого:		1,5	0,5	1,5

Из таблицы 3.8 видно, что наиболее загружены трансформаторы тока фаз А и С.Общее сопротивление приборов равно

где - нагрузка от измерительных приборов на ТА, В·А; - номинальный вторичной обмотки ТА, равный 5А.

Номинальное сопротивление вторичной цепи трансформатора класса точности 0,2 составляет 1,2 Ом. Сопротивление контактов принимаем равным 0,1 Ом, тогда сопротивление соединительного кабеля составит

.

Принимая длину кабеля с алюминиевыми жилами определяем его расчетное сечение.

По найденному расчетному сечению выбираем кабель марки АКВРГ сечение 4,0 мм² [1].

Определим вторичное расчетное сопротивление

+ + = 0,06 + 0,35 + 0,1 = 0,51 Ом,

где

Из сравнения видно, что условие проверки по классу точности выполняется.

Выбор трансформаторов напряжения .

Трансформатор напряжения выбирают :

- по напряжению Uн > Uн уст

- по конструкции и схеме соединения обмоток .

Проверку работы ТV в классе точности производят по его суммарной нагрузке , которая определяется подключаемыми приборами .

Определяем набор приборов для каждой группы присоединений по [ 2, с.362-368, табл.4.11] . Подсчёт мощности производим отдельно по активной и реактивной составляющей . При этом учтём , что cosφ обмоток приборов , кроме счётчиков равен единице . У счетчиков активной и реактивной энергии cosφ=0,38 ,а sinφ=0,925 ( таблица 3.9) .

Вторичная нагрузка:

Выбранный трансформатор НКФ-220 - 58У1 имеет номинальную мощность в классе точности 0,5, необходимую для присоединения счётчиков , 400 В·А. Трансформатор будет работать в выбранном классе точности .

Таблица 3.9 - Потребляемая мощность приборов

Приборы	Тип	Потребляемая мощность одной катушки В*А	Число катушек	cosφ	sinφ	Число Приборов	Общая потребляемая мощность
							Р, Вт	Q, В·А
Ваттметр Варметр Счётчик активной энергии Амперметр Счётчик реактивной энергии Частотомер	Д-335 Д-335 И-680 Э-350 САУ-4676 Э-372	1,5 1,5 2,0Вт 1,5 3 3	2 2 2 1 2 1	1 1 1 1 0,38 1	0 0 0 0 0,925 0	2 1 1 1 1 1	6,0 3,0 4,0 1,5 6,0 3,0	- - 9,7 - 14,6 -
Итого							23,5	24,3