Проектирование электрической части подстанций

 

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения (на одну секцию, всего их 8):

 ВА.

3 трансформатора НТМИ-10-66, соединенные в звезду имеют мощность ,3*120=360 ВА ,что больше S₂.

Для соединения трансформаторов напряжения с приборами принимаем контрольный  кабель марки АКРВГ с сечением жил 4 мм² по условию механической прочности.

 

Сторона СН   -  марка ЗНОЛ-35.

Сторона ВН   -  марка НКФ-500-78.

 

 

 

11. ВЫБОР СБОРНЫХ ШИН, ТОКОПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ

 

В цепи силового трансформатора со стороны  500 кВ

 

Токоведущие части выполняем гибкими проводами. Сечение выбираем по экономической плотности тока j_эк = 1,0 А/мм² , табл. 4.5 [3].

мм²;

По табл. П.3.3 [3] принимаем 1 провод в фазе АС-600/72, I_доп = 1050 А, наружный диаметр провода 33,2 мм. Расстояние между фазами D = 700 см.

Проверка шин на схлестывание не производится, т.к.

 

Проверяем провод по допустимому току:

, следовательно, провод проходит по допустимому току.

Гибкие провода, расположенные  на открытом воздухе, на термическую стойкость не проверяют, так как считается, что имеется достаточный теплоотвод.

Проверка по условиям коронирования:

кВ/см.

m – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (m = 0,82).

Напряженность вокруг провода (по формуле 4.33 [3]):

кВ/см,

где D_ср = 1,26 · D = 1,26 · 700– среднегеометрическое расстояние между проводами фаз,

n – число проводов в фазе, - радиус провода, - коэффициент, учитывающий число проводов в фазе, по табл. 4.6[3], - эквивалентный радиус провода расщепленных проводов по табл. 4.6[3].

Условие невозникновения короны:

1,07 · Е ≤ 0,9 · Е_0.

 В данном случае условие выполняется: 1,07 · 21,67= 23,2 < 0,9 · 30,6 = 27,54 кВ/см.  

В цепи силового трансформатора со стороны 10 кВ

В качестве токоведущих частей используем жесткие шины.

I_норм = 776 А; I_max = 1553 А.

По табл. п.3.4 [3] принимаем шины алюминиевые  прямоугольного сечения в одну полосу.

Размеры шины 80×8 мм. Сечение одной полосы 640 мм².

 Проверяем шины по допустимому  току:

I_max = 1630< I_доп = 1690 А.

Проверка на термическую стойкость:

- таким образом, условие термической  прочности выполняется, 

                      где - тепловой импульс, кА²·с;

                     = 4 с – время отключения тока короткого замыкания;

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

Проверка на электродинамическую прочность:

)  На механическую прочность

Определяем пролет при условии, что частота собственных колебаний будет больше 200Гц.

Если шины расположены на ребро, а полосы в пакете жестко связаны между собой, то по табл.4.1.

Тогда,

Если шины на изоляторах расположены плашмя, то по табл.4.1.

Тогда,

 

Принимаем расположение пакета шин плашмя, т.к. этот вариант позволяет увеличить длину пролета до 1,5 м, т.е. дает значительную экономию изоляторов; пролет 1,5м; расстояние между фазами а = 0,8м.

Определяем расстояние между прокладками:

 

Масса полосы на 1м для алюминия и длине 100см:

Принимаем меньшее значение , тогда число прокладок в пролете . Принимаем n = 4.

 

При двух прокладках в пролете расчетный пролет

Сила взаимодействия между полосами

 

 

 

Напряжение  в материале полос

Напряжение в материале шин  от взаимодействия фаз:

что меньше .

            Таким образом, шины механически прочны.

 

Выбор кабелей

      Проверяем  кабели  по следующим условиям:

   1) Номинальное напряжение

   

1. Конструкции

Выбираем алюминиевый кабель с  жилами из поливинилхлоридной изоляции.

   3) Экономической плотности  тока

- экономическая плотность тока

А

Выбираем сечение кабеля:

5)  На термическую стойкость

                  ,

                      где - тепловой импульс, кА²·с;

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

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

                Условие термической стойкости – условие  выполняется.

 

 

Выбор кабелей был осуществлен  ранее. Для всех линий принят кабель марки АВВГ 3×185.

 

 

12. ВЫБОР ИСТОЧНИКА ОПЕРАТИВНОГО ТОКА,

СХЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ

 

Согласно стр. 475 [3] на всех подстанциях 330-750 кВ, на подстанциях 110-220 кВ с числом масляных выключателей три и более и на подстанции 35-220 кВ с воздушными выключателями применяется выпрямленный оперативный ток, который позволяет применить более надежные схемы и аппаратуру постоянного тока и приводы с более простой кинематикой.

Для получения выпрямленного напряжения (тока) применяют:

1. Силовые выпрямители для питания электромагнитов выключения приводов выключателей.
2. Зарядные устройства, запасенная энергия которых служит для питания различных аппаратов даже при исчезновении напряжения на объекте.
3. Блоки питания, включаемые на трансформаторы тока, напряжения и для питания вторичных цепей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.13.1 Схема питания выпрямленным оперативным током

 

На рисунке показана схема питания выпрямленным оперативным током шин управления и сигнализации. Если выпрямленный ток необходим для управления электромагнитными приводами, то применяется схема, аналогичная схеме на рис.13.1, но вместо блоков питания устанавливаются силовые выпрямители (полупроводниковые выпрямители), соединенные по трехфазной мостовой схеме.

   

 

 

Рис. 13.2 Схема управления  и сигнализации выключателя с ключом ПМОВФ

 

На рисунке 13.2 представлена общая схема управления  и сигнализация выключателя с ключом ПМОВФ (переключатель с самовозвратом рукоятки из оперативных положений «включить» и «отключить» в фиксированное нейтральное положение).

Исполнительными элементами схемы  являются электромагниты включения  YAC и отключения YAT. Электромагнит YAC должен развивать большое усилие, так как кроме перемещения контактной системы выключателя, с его помощью необходимо взвести отключающие пружины. Поэтому такие электромагниты потребляют большой ток и их питание осуществляется от источника питания через специальные шинки питания привода ШП. Контакты ключа управления не рассчитаны на включение и отключение цепи YAC. Эту операцию выполняет своими контактами промежуточный контактор КМ, обмотка которого питается от шинок управлений через замыкающиеся контакты при подачи команды на выключение. Электромагнит отключения YAT предназначен для освобождения защелки привода, после чего выключатель отключается под действием отключающих пружин. Электромагнит YAT питается от шинок управления непосредственно через контакты ключа при реле управления.

В данной схеме управления выполнена  блокировка от многократных включений на существующие КЗ (блокировка от «прыгания»). В данной схеме KBS – сигнальное промежуточное реле, которое имеет две обмотки – последовательную KBS1 в цепи YAT и параллельную KBS2.

Предусматриваются следующие виды сигнализации:

1. Положение коммутационных аппаратов – служит для информации оперативного персонала о состоянии схемы электрических соединений в нормальных и аварийных условиях и может осуществляться различными способами. В данной схеме применена схема световой сигнализации положения для выключателей. Сигнальные лампы – красная – «включено», зеленая – «отключено» устанавливаются в пульте дистанционного управления. В отключенном положении замкнуты вспомогательные контакты SQT; во включенном положении замкнуты – SQC, которые имеют связь с приводом и переключаются в конечных положениях выключателя.
2. Сигнализация аварийного отключения выключателя – применяется для извещения персонала об отключении выключателя релейной защитой и выполняется сочетанием светового и звукового сигналов. Индивидуальная аварийная сигнализация построена на применении принципа несоответствия положения ключа управления (после фиксации) положению выключателя.
3. Предупреждающая сигнализация – извещает   персонал о ненормальном режиме работы контролируемых объектов и частей электроустановки или о ненормальном состоянии вторичных цепей защиты и автоматики.

  

          

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Васильев А.А. Электрическая часть станций и подстанций. – М.: Энергоатомиздат, 1990– 575 с.
2. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций.–М.: Энергоатомиздат, 1986. – 640 с.
3. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1990. – 304 с.
4. Электрическая часть электростанций. Рабочая программа дисциплины и методические указания по курсовому проекту для студентов специальности  100400 «Электроснабжения» Института дистанционного образования.- Томск: изд.ТПУ, 2002.- 25 с
5. Справочник по проектированию электроэнергетических систем/В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др.; Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро.– 3-е изд., перераб. и доп. – М.:Энергоатомиздат, 1985.– 352 с
6. Электротехнический справочник. Том 3. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии. Под обшей редакцией Орлова И.Н. – М.: Энергоатомиздат,1988.-880с.