Реконструкция подстанция ТП 35/10 кВ

 

Вакуумные выключатели серии ВВ/TEL

Вакуумные выключатели ВВ/TEL предназначены для эксплуатации в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц номинальным напряжением до 10 кВ с изолированной и компенсированной нейтралью в нормальных и аварийных режимах.

Вакуумные выключатели ВВ/TEL применяются в ячейках КРУ внутренней и наружной установки, а также в камерах КСО, как при новом строительстве, так и при замене выключателей прежних лет выпуска.

Основные отличительные особенности вакуумных выключателей ВВ/TEL-10:

1. Высокий коммутационный и механический ресурс

Вакуумные выключатели ВВ/ТЕL-10-20/1000 общепромышленного исполнения рассчитаны на коммутационный ресурс - 50 000 циклов "ВО" при номинальном токе, механический ресурс привода при этом составляет 150 000 циклов "ВО", а выключатели для частых коммутаций, ориентированные на работу в электротермических установках выдерживают 150 000 циклов "ВО" при номинальном токе, при этом все выключатели имеют ресурс 100 циклов "ВО" или 150 операций отключения при номинальном токе отключения 20 кА. Такого числа циклов В-О не могут предложить даже зарубежные аналоги, стоимость на приобретение которых значительно превосходят стоимость выключателей ВВ/TEL.

2. Отсутствие необходимости  в проведении текущего, среднего и капитального ремонтов

Выключатель ВВ/TEL действительно не требует проведения планово-предупредительных ремонтов на протяжении всего срока эксплуатации благодаря высокой надежности конструкции, отсутствию изнашивающихся деталей и высокой стабильности заводских регулировок выключателя. Для поддержания высокой эксплуатационной готовности рекомендуются следующие операции по обслуживанию выключателя (согласно ИТЕА 674152.003 РЭ р.3):

• протирка изоляции сухим безворсовым материалом;
• проверка электрической прочности главных цепей выключателя промышленным напряжением 42 кВ (1 мин);
• замер переходного сопротивления главных цепей выключателя;
• проверка выключателя многократными опробываниями (не менее 5 включений - отключений).

 

.

 

Таблица 7.9.1 Основные технические параметры выключателя типа ВБЧЭ 10

Наименование параметра

Номинальное напряжение, кВ Номинальный ток, А Номинальный ток отключения, кА Предельный ток термической стойкости, кА Ток электродинамической стойкости, кА Время протекания тока термической стойкости, с Собственное время отключения, с не более Собственное время включения, с не более Коммутационная износостойкость, циклов ВО: -при номинальном токе  отключения -при номинальном токе 630 А, 1000 А 1600 А Механический ресурс, циклов ВО

10 630, 1000, 1600 20 20 51 3 0,03 0,2   50   50 000 40 000 50 000

 

а). По напряжению установки

U уст £ U ном  кВ

10 £ 10 кВ

б). По длительному току

Iмах £ Iном   А

258 < 400 А

в). По отключающей способности

Iп.о. £ Iном. отк  кА

0,5 < 10  кА

iyt £ ia ном=

*bн *Iном.отк.

t=1-номинальное время от начала к.з. до момента расхождения дугогасительных контактов.

 

bн- нормированное значение содержания апериодической составляющей в отключенном токе %

3 < 1,4*10*10 = 140 кА

3 < 140 кА

г). По включаемой способности

Iп.о. £ Iдин  кА

0,5 < 25  кА

 

д). По электродинамической стойкости

Iп.о. £ Iдин  кА

0,5 < 10  кА

е). На термическую стойкость выключатель проверяют по тепловому импульсу тока к.з.

Вк £ Iтер2*tтер  кА2*с

0,073 £ 102*4  кА2*с

0,073 £ 400  кА2*с

Принимаем выключатель BB/TEL.

7.11 Выбор трансформатора  тока в цепи 10 кВ

Принимаем трансформатор тока типа ТВК-10

а). По напряжению установки

Uуст £ Uном  кВ

10 = 10  кВ

 

б). По длительному току

Iмах £ Iном   А

258 < 300  А

в). По электродинамической стойкости

iy £ iдин  кА

3 < 175  кА

г). По термической стойкости

Вк £ Iтер2*tтер  кА2*с

0,073 £ 342*3 кА2*с

0,073 £ 3468 кА2*с

д). Проверяем на класс точности

Проверка состоит в том, что выбирается сечение соединительных проводов приборов с трансформаторами тока такими, чтобы суммарная нагрузка вторичной обмотки трансформатора не превышала допустимую нагрузку в выбранном классе точности:

Z2 £ Z2ном.,

где Z2 - вторичная нагрузка трансформатора;

 Z2ном- номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности

Перечень приборов, подключение к трансформаторам тока и нагрузки по фазам приведены в таблице 5.

Таблица  5  Вторичная нагрузка трансформаторов тока.

Приборы	тип	А	В	С
Амперметр	Э 351	0,5	0,5	0,5
Счётчик активной энергии	И680	2,5	---	2,5
Счётчик реактивной энергии	И673	2,5	---	2,5
Ваттметр	Д365	0,5	---	0,5
Итого		6	0,5	6

 

 

Так как к трансформатору тока подключаются приборы денежного расчёта (счётчики) он должен работать в классе точности 0,5. Для выбранных  трансформаторов тока допустимая нагрузка в классе точности 0,5 составляет 10ВА  [2], что соответствует

Rдоп = Sдоп / Iном2 2 = 10/52 = 0,4 Ом

Определим сопротивление подключенных к трансформатору тока приборов:

Rприб=

Sприб /Iном2 2 = 6/52 = 0,24 Ом

Сопротивление контактов принимаем при числе приборов три и более

Zк = 0,1 Ом,

Тогда определим допустимое сопротивление проводов:

Rпров доп = R2ном-Rприб-Rк= 0,4-0,24-0,1 =0,06 Ом.

Для подстанции 35/10 кВ применяем контрольный кабель с аллюминиемыми жилами, ориентировочная длина 25 м, трансформаторы соединены в полную звезду, поэтому lрасч=l, тогда сечение

Fпров = (r*lрасч )/ Rпров доп )

Fпров = 0,0283 (25/0,06) = 11,79 мм 2;

Принимаем три контрольных кабеля АКРВГ с жилами сечения 4мм2.

Фактическое сопротивление проводов получим

Rпров фак.= (r*lрасч )/ F)

Rпров фак.= (0,0283*25 )/ 4х3)=0,06 Ом

Фактическая вторичная нагрузка трансформатора тока

R2ф= Rприб+ Rпров+ Rк=0,24+0,06+0,1 =0,4 Ом.

 

7.12 Выбор трансформатора  напряжения на шинах 10 кВ

Принимаем трансформатор напряжения типа НТМИ-10 и проверяем

его по напряжению установки

U уст £ Uном  кВ

10 = 10  кВ

 

 

 

7.13 Выбор ограничителя перенапряжений 10 кВ

Рисунок 7.13 ОПН-КР/TEL 10/11,5 УХЛ

Ограничитель выбираем по напряжению установки

U уст £ Uном  кВ

10 = 10  кВ

 

 

8. МОНТАЖ  ВАКУУМНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

 

Выключатели в стационарном исполнении предназначены для замены маломасляных выключателей типа ВМПЭ-10, ВМГ-133 в любых типах распределительных устройств

Выключатели в виде выкатного элемента устанавливаются в КРУ типа К-104, К-59, КМ-1Ф. По своим присоединительным размерам и схемам управления взаимозаменяемы с выключателями ВК-10, ВКЭ-10.

 

Рисунок 8.1 – Стационарное исполнение ВБЧЭ 10

 

 

 

 

 

Рисунок 8.2 – Габаритно-установочные размеры

 

Монтаж высоковольтных выключателей.

Вакуумные выключатели обычно поставляются собранными на раме и отрегулированными. Поэтому их монтаж не отнимает много времени и состоит в закреплении рамы на основании, ревизии цилиндров, соединении с приводом и регулировки.

Вакуумные выключатели, расположенные в камерах КСО или шкафах КРУ, регулируют и ревизуют, как правило, на заводе, поэтому на месте монтажа только контролируют их совместную работу с приводом. При монтаже и регулировке предохранители в цепях управления выключателем должны быть сняты.

 

9 РАСЧЁТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

 

Распределительные сети 6-220 кВ промышленных предприятий обычно имеют простую конфигурацию и выполняются, как правило, радиальными или магистральными. Силовые трансформаторы подстанций на стороне низшего напряжения обычно работают раздельно. По этому промышленные электросети и электроустановки для своей защиты от повреждений и анормальных режимов в большинстве случаев не требуют сложных устройств релейной защиты. Вместе с тем особенности технологических процессов и связанные с ними условия работы и электрические режимы электроприёмников и распределительных сетей могут предъявлять повышенные требования к быстродействию, чувствительности и селективности устройств релейной защиты, к их взаимодействию с сетевой автоматикой: автоматическим включением резервного питания (АВР), автоматическим повторным включением (АПВ), автоматической частотной разгрузкой (АЧР).

Исходными данными определено произвести расчёт релейной защиты трансформаторов.

Согласно [3] для трансформаторов, устанавливаемых в сетях напряжением 6 кВ и выше, должны предусматриваться устройства релейной защиты от многофазных коротких замыканий в обмотках и на выводах, однофазных коротких замыканий в обмотке и на выводах, присоединённых к сети с глухозаземлённой нейтралью, витковых замыканий в обмотках, токов в обмотках при внешних КЗ и перегрузках, понижений уровня масла в маслонаполненных трансформаторах и в маслонаполненных вводах трансформаторов.

 

9.1   Защита от повреждений внутри кожуха и от понижений уровня масла

Тип защиты — газовая, реагирующая на образование газов, сопровождающих повреждение внутри кожуха трансформатора, в отсеке переключателя отпаек устройства регулирования коэффициента трансформации (в отсеке РПН), а также действующая при чрезмерном понижении уровня масла. В качестве реле защиты в основном используются газовые реле. При наличии двух контактов газового реле защита действует в зависимости от интенсивности газообразования на сигнал или на отключение.

Типовыми схемами защиты предусматривается в соответствии с требованиями ПУЭ возможность перевода действия отключающего контакта газового реле (кроме реле отсека РПН) на сигнал и выполнения раздельной сигнализации от сигнального и отключающего контактов реле. Газовое реле отсека РПН должно действовать только на отключение.

При выполнении газовой защиты с действием на отключение принимаются меры для обеспечения надёжного отключения выключателей трансформатора при кратковременном замыкании соответствующего контакта газового реле.

Газовая защита установлена на трансформаторах ГПП и на внутрицеховых трансформаторах мощностью 630 кВА и более. Применяем реле типа РГУЗ-66.

Защита от повреждений внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделением газа, может быть выполнена и с помощью реле давления, а защита от понижения уровня масла — реле уровня в расширителе трансформатора.

 

9.2 Защита от повреждений на выводах и от внутренних повреждений трансформатора

 

Для этой цели будем использовать продольную дифференциальную токовую защиту, действующую без выдержки времени на отключение повреждённого трансформатора от неповреждённой части электрической системы с помощью выключателя. Данная защита осуществляется с применением реле тока, обладающих улучшенной отстройкой от бросков намагничивающего тока, переходных и установившихся токов небаланса. Согласно рекомендациям [3] будем использовать реле с торможением типа ДЗТ-11. Рассматриваемая защита с реле ДЗТ-11 выполняется так, чтобы при внутренних повреждениях трансформатора торможение было минимальным или совсем отсутствовало. Поэтому тормозная обмотка реле обычно подключается к трансформаторам тока, установленным на стороне низшего напряжения трансформатора.

Произведём расчёт продольной дифференциальной токовой защиты трансформаторов ПГВ, выполненной с реле типа ДЗТ-11.

Для этого сначала определим первичные токи для всех сторон защищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности:

                       (9.2.1)

где      Shom — номинальная мощность защищаемого трансформатора, кВА;

uhom.cp — номинальное напряжение соответствующей стороны, кВ.                    Ток для высшей стороны напряжения:

для низшей стороны напряжения:

Применяем трансформаторы тока с nтвн=50/5 и nтнн=1000/5. Схемы соединения трансформаторов тока следующие: на высшей стороне Δ, на низшей стороне — Y.

 Определим соответствующие  вторичные токи в плечах защиты:

 

                                                                     (9.2.2)

где      Ксх — коэффициент схемы включения реле защиты, который согласно [3] для ВН равен , для НН - 1 .

Тогда с использованием выражения (9.2.2):

Выберем сторону, к трансформаторам тока которой целесообразно присоединить тормозную обмотку реле. В соответствии с [9] на трансформаторах с расщеплённой обмоткой тормозная обмотка включается на сумму токов трансформаторов тока, установленных в цепи каждой из расщеплённой обмоток.