Проектирование электрической части подстанций

Выбираем 

где = 1,2 – для Т_max = 6500 ч. по [3, табл. 4.5].

,

где - тепловой импульс, кА²·с;

= 1,2 с – время отключения  тока короткого замыкания согласно;

- функция,  значение которой  приведены в [2, табл. 3,14].

Выбранный кабель не проходит по термической стойкости.

Выбираем кабель с алюминиевыми жилами в бумажной изоляции сечением 150 мм².

Условие термической стойкости  q_выбр ≥ q_мин (150 < 124,9) – условие выполняется.

Кабель термически стоек и ограничения токов КЗ не требуется.

Выбранный реактор проверяем по условию потери напряжения реактора. Согласно стр. 197-198 [3]. Потери напряжения в реакторе при протекании тока и  заданном значении cosφ определяется из выражения:

.

 

 

6. ВЫБОР ГЛАВНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

 

На стороне ВН шесть линий (2 двухцепные и 2 отходящие) и 2 автотрансформатора, следовательно, всего 8 присоединений. Напряжение на ВН 500 кВ.

Главная схема электрических соединений подстанции выбирается с учетом схемы  развития электрический сетей энергосистемы или схемы электроснабжения района.

Основные требования к схемам электрических  соединений:

1. схема должна обеспечивать надежное питание присоединенных потребителей во всех режимах работы;
2. схема должна обеспечивать надежность транзита мощности через подстанцию;
3. схема должна быть по возможности простой, наглядной, экономичной и обеспечивать средствами автоматики восстановление питания потребителей в послеаварийном режиме без вмешательства персонала;
4. схема должна допускать поэтапное развитие без значительных работ по реконструкции и перерывов в питании потребителей;
5. число одновременно срабатывающих выключателей в пределах одного РУ должно быть не более двух при повреждении линии и не более четырех при повреждении трансформатора.

С учетом вышеперечисленных требований выбираем по табл. 4.6 [5] полуторную схему (шесть и более присоединений).

 

а)                                                                                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)   

     

 

Рис 4. Главная схема электрических соединений ОРУ ВН 500 кВ (а) и ОРУ СН 35 кВ (б).

 

7. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Выбор выключателей и  разъединителей производится по табл. 5.1, 5.2, 5.5 [2].

 

1. На стороне ВН:

 

Табл. 7.1 Выбор выключателей и разъединителей на стороне ВН

Расчетные данные	Каталожные данные
	ВВ-500Б -31,5/2000 У1	РНВ – 500/2000 Т1
Uуст = 500 кВ	Uном = 500кВ	Uном = 500 кВ
а) Iнорм = 123А б) Iраб.max = 246 А	Iном = 2000 А	Iном = 2000 А
По отключающей способности а) Iп0 = 3,42 кА б) =0,06 с,	а) Iоткл.ном = 31,5кА   б)	Не проверяется
По электродинамической стойкости а) б) Iп0 = 3,42 кА	а) iдин = 80 кА б) Iдин = 31,5 кА	а) iдин = 45 кА
По термической стойкости	кА2·с	кА2·с

 

2. На стороне СН:

Табл. 7.2 Выбор выключателей и разъединителей на стороне СН

 

Расчетные данные	Каталожные данные
	ВВУ-35-40	РДЗ-35-2000
Uуст = 35 кВ	Uном = 35 кВ	Uном = 35 кВ
а) Iнорм = 832 А б) Iраб.max = 1664 А	Iном = 2000 А	Iном = 2000 А
По отключающей способности  а) Iп0 = 10.572 кА б) кА	а) Iоткл.ном = 40 кА   б) кА	Не проверяется
По электродинамической стойкости а) кА	а) iдин = 100 кА	а) iдин = 80кА
По термической стойкости   кА2·с	кА2·с	кА2·с

 

 

На стороне НН

Табл. 7.3 Выбор выключателей на стороне НН

Расчетные данные	Каталожные данные
	ВВТП-10/1600
Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ
а) Iнорм = 776,25 А б) Iраб.max =1553 А	Iном = 1600 А
По отключающей способности а) Iп0 = 11,4 кА б)	а) Iоткл.ном = 20 кА   б)
По электродинамической стойкости                      а) iу = кА                     б) Iп0 = 11,4 кА	а) iдин = 52 кА б) Iдин = 20 кА
По термической стойкости

 

8. ВЫБОР РУ НН 10кВ

 

Так как на стороне  НН будет 4 секции, то ток секции при аварийном режиме:

           Выбираем шкафы серии К-37 [5].

Технические данные:

Номинальное напряжение (линейное): 10 кВ

Номинальный ток шкафа:  630 А

Номинальный ток сборной  шины:  1600 А

 

Номинальный ток электродинамической  прочности стойкости главных цепей: 

52 кА

Номинальный ток термической  стойкости для промежутка времени 4 с.:  20 кА

Выключатель: ВМПЭ – 10

Привод  - встроенный электромагнитный

Трансформатор тока: ТЛМ – 10 – 2,

Трансформатор напряжения:  НТМИ

Размеры шкафа, мм:

- ширина: 900

- глубина: 1600

- высота: 2400

Масса шкафа, кг: 1400.

 

9. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

    Сторона НН

По табл. 5.9 [2] принимаем трансформатор типа ТШВ-15.

                       Табл. 9.1 Выбор трансформатора тока  на стороне НН

Расчетные данные	Каталожные данные
	ТШВ-15
Uуст =10 кВ	Uном =15 кВ
а) Iраб.max = 1553 А б) I2ном = 5 А	Iном = 6000 А I2ном = 5 А
По термической стойкости 191
По электродинамической стойкости а) iу = 31,53 кА	81
По вторичной нагрузке Ом

 

 

 

 

 

 

Вторичная нагрузка трансформатора тока

 

Табл. 9.2 Вторичная нагрузка трансформатора тока

Прибор	Тип	Нагрузка, ВА, фазы
		А	В	С
Ваттметр	Д – 335	0,5	-	0,5
Варметр	Д – 304	0,5	-	0,5
Счетчик активной энергии	САЗ – И670	2,5	-	2,5
Счетчик реактивной энергии	СР – И776	1,5	-	1,5
Амперметр	Э – 335	0,5	-	-
ИТОГО		5,5		5

Расчет ведем по наиболее загруженной  фазе.

.

Сопротивление приборов определяется по выражению:

Ом.

Сопротивление контактов r_к = 0,1 Ом при общем числе приборов более трех.

Сопротивление соединительных проводов:

.

Сечение соединительных проводов

мм²;

ρ = 0,0283Ом мм²/м – удельное сопротивление материала проводника (алюминия),

м – расчетная длина соединительных проводов при включении трансформаторов тока и приборов в неполную звезду.

м – длина соединительных проводов от трансформатора тока до приборов (в  один конец), стр. 375 [3].

По условию прочности принимаем контрольный кабель АКРГВ с сечением жил 4 мм². 

Ом

Ом

 

Сторона СН

 

 По табл. 5.9 [2] принимаем трансформатор типа ТФЗМ-35А..

 

                    Табл. 9.3 Выбор трансформатора тока на стороне СН

Расчетные данные	Каталожные данные
	ТФЗМ-35А
Uуст =35 кВ	Uном =35 кВ
а) Iраб.max =536 А	Iном = 600 А
По термической стойкости	кА2·с
По электродинамической стойкости а) кА	а) iдин = 126 кА

 

Сторона ВН

По табл. 5.9 [2] принимаем трансформатор типа ТФЗМ 500 - У1 .

 

      Табл. 9.4 Выбор трансформатора тока на стороне ВН

Расчетные данные	Каталожные данные
	ТФЗМ 500-У1
Uуст =500 кВ	Uном =500 кВ
а) Iраб.max = 253 А	Iном = 500 А
По термической стойкости	кА2·с
По электродинамической стойкости а) кА	а) iдин = 90 кА

 

 

10. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

 

Сторона НН

По табл. 5.13 [2] принимаем однофазные трансформаторы напряжения НТМИ-10-66 в классе точности 0,5

 

Табл. 10.1 Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Прибор		Тип	S одной обмотки ВА	Число обмоток	cosφ	sinφ	Число приборов	Общая потребляемая мощность
								P, Вт	Q, ВА
Вольтметр (сборные шины)		Э-335	2	1	1	0	1	2	-
Ваттметр Варметр Счетчик активной энергии Счетчик реактивной энергии	Ввод 10 кВ транс форматора	Д-335 Д-304  И-674 И-673	1,5 1,5 3 Вт   3 Вт	2 2 2   2	1 0 0,38   0,38	0 1 0,925   0,925	1 1 1   1	3 0 6   6	- 0,5 14,5   14,5
Счетчик активной энергии Счетчик реактивной энергии	Линии 10 кВ	И-674   И-673	3 Вт   3 Вт	2   2	0,38   0,38	0,925   0,925	10   10	60   60	145   145
ИТОГО								137	319,5