56
I
2
– вторичный номинальный ток ТОЛ, А;
2
7,5
0,3 .
5
приб
r Ом
Допустимое сопротивление проводов
2
,
пров ном конт приб
r Z r r
(2.31)
где
конт
r
– сопротивление контактов, равное 0,05 Ом:
0,4 0,05 0,3 0,05 .
пров
r Ом
Сечение соединительных проводов
пров
q
, мм
2
:
,
расч
пров
пров
l
q
r
(2.32)
где
= 0,018 – удельное сопротивление медного провода, (Оммм
2
)/м,
l
расч
–длина проводов, м;
2
0,018 6
2,16 .
0,05
q мм
По результатам расчетов, в качестве соединительного провода,
принимается провод КРВГ с медными жилами сечением 2,5 мм
2
.
Тогда сопротивление проводов
,
расч
пров
пров
l
r
q
(2.33)
0,018 6
0,0432
2,5
пров
r
.
Вторичная нагрузка трансформатора тока
Z
2
= r
пр
+ r
приб
+ r
к
, (2.34)
Z
2
= 0,0432 + 0,3 + 0,05 = 0,393.
Условие проверки по вторичной нагрузке:
Z
2
≤ Z
2,ном
, (2.35)
0,393 < 0,4.
Таким образом, условие проверки по вторичной нагрузке выполняется.
57
Проверка по электродинамической стойкости, кА:
i
уд
i
дин
; (2.36)
11,3 100.
Проверка по термической стойкости
;
2
тертерК
tIВ
(2.37)
2
4,4 35 3 3675.
Выбор всех остальных трансформаторов тока сведен в таблицу 2.6.
Таблица 2.6 – Выбор трансформаторов тока
Место
установки
U
уст
,
кВ
I
max
,А
Тип ТТ
U
ном
,
кВ
I
1
, А
Класс
точности
Линия 10 кВ
10
108
ТОЛ -10
10
200
0,5/10Р
Цепь ввода
трансформатор
а 10 кВ
10
1920
ТОЛ -10
10
2000
0,5/10Р/10Р
Цепь
секционного
выключателя
10 кВ
10
1370
ТОЛ -10
10
1600
0,5/10Р
Цепь ввода
трансформатор
а 110 кВ
110
176
ТФРГ-110
110
200
0,5/10Р/10Р
100
176
ТВТ-110
110
200
0,5/10Р
2.5.3 Выбор измерительных трансформаторов напряжения
Трансформаторы напряжения (далее ТН) выбираются:
по напряжению , U
уст
U
ном
;
по конструкции,
по схеме соединения обмоток;
58
по классу точности;
по вторичной нагрузке, S
2
S
ном
.
На шинах 10 кВ принимается к установке трансформатор напряжения
типа 3хЗНОЛ-10 с параметрами:
номинальное напряжение 10 кВ;
напряжение обмоток 10000/
3
, 100/
3
, 100/3 В;
номинальная мощность:
150 ВА (класс точности 0,5),
300 ВА (класс точности 1),
600 ВА (класс точности 3);
предельная мощность 1000 ВА.
Расчет вторичной нагрузки трансформатора напряжения приведён
в таблице 2.7.
Вторичная нагрузка ТН составляет S
2,Σ
, ВА:
S
2,Σ
=
22
QP
, (2.38)
S
2,Σ
=
22
7 59,9 60,3
ВА.
Мощность ТН в классе точности 0,5 составляет S
ном
=3150=450 ВА =>
S
2
< S
ном
следовательно ТН будет работать в выбранном классе точности.
Для соединения ТН с приборами применяется контрольный кабель
КРВГ с сечением проводов 2,5 мм
2
.
Выбор ТН на второй секции производится аналогично.
Таблица 2.7 – Расчет нагрузки ТН 10 кВ
Прибор
Тип
S одной
обмотки,
В∙А
Число
обмоток
cos
Число
приборов
Общая
потребляемая
мощность
Р,Вт
Q, вар
Вольтметр
Э-335
2
1
1
1
2
-
59
Ваттметр (ввод
трансформатора
110 кВ)
Д-335
1,5
2
1
1
3
-
Счетчик активной
и реактивной
энергии (ввод
трансформатора
10 кВ)
СЭТ-
4ТМ
7,5
2
0,067
1
0,5
7,5
Счетчик активной
и реактивной
энергии (линии
10 кВ)
СЭТ-
4ТМ
7,5
2
0,067
7
3,5
52,4
Итого
7
59,9
2.5.4 Выбор ограничителей перенапряжений
Для защиты оборудования от грозовых и коммутационных
перенапряжений применяются нелинейные ограничители перенапряжений
(ОПН). Для защиты электрооборудования ОРУ 110 кВ применяются ОПН-110
У1, нейтралей силовых трансформаторов – ОПНН-110, для защиты КРУН 10
кВ устанавливаются PL/TEL–10.
2.5.5 Выбор источников оперативного тока на подстанции
Оперативный ток – это ток, при помощи которого производится
управление первичной коммутационной аппаратурой, а также питание цепей
релейной защиты и автоматики, сигнализации.
На подстанции применяется постоянный оперативный ток.
Применятся аккумуляторная батарея с подзарядным устройством типа
«Дубна» А412/32. Расчёт АУОТ сведен в таблицу 2.8.
Таблица 2.8 – Расчёт АУОТ
Наименование
Обозначение (расчетная
формула)
Числовое значение
1
2
3
ОРУ 110 кВ
ВГТ-110
60
Тип высоковольтного
выключателя
КРУ 10 кВ
ВВ-TEL-10
Номинальный ток
включения (А)
ОРУ 110 кВ
Iв1
35
КРУ 10 кВ
Iв2
0,5
Минимально допустимое напряжение на
приводах выключателей (В)
Uмин=Кс1*Uном;
Кс1=0,9
198
Максимально допустимое напряжение на
приводах (В)
Uмакс=Кс2*Uном;
Кс2=1,1
242
Минимально допустимое напряжение на
устройствах РЗА (В)
Uмин=Кс3*Uном;
Кс3=0,8
176
Ток нагрузки расчетный при постоянном
подзаряде (А)
Iпр=Кн*Iп;
Кн=1,25
3,18
Количество одновременно включаемых
выключателей (шт)
ОРУ 110 кВ
1
КРУ 10 кВ
1
Предварительный выбор АБ по условиям
10 часового разряда
I10>Iпр
Выбирается
А412/32
I10=3,2 А>3,18 А
Расчетное количество элементов при 1%
точности стабилизации подзарядного
агрегата
Nр= Uном
Uэ*N2
16,15
Принятое количество элементов (шт)
N
17
61
Продолжение таблицы 2.8
1
2
3
Напряжение на шинах АБ при принятом
количестве элементов (В)
U= Uэ*N2*N
231,5
Остаточный заряд при 1 часовом токе
разряде током Iпр (Ач)
Сост=С10-Iпр*1
28,82
Остаточное напряжение на шинах АБ при
1 часовом токе разряде Iпр (В)
По эпюре разрядных
характеристик Sonnenschein
226
Внутреннее сопротивление
аккумуляторной батареи (Ом)
r
ВН
0,015
Сопротивление от УБП до
аккумуляторной батареи (Ом)
R1; медь, S=25 м
2,
L=10 м
0,014
Сопротивление от УБП до шкафа крайней
ячеек КРУ (Ом)
R2; медь, S=2,5 м
2,
L=60 м
1,68
Сопротивление от УБП до соленоида
включения выключателей 110 кВ (Ом)
R4; медь, S=20 м
2,
L=30 м
0,105
Сопротивление катушек автоматических
выключателей (Ом)
R5
0,009
Суммарный толчковый ток при
включении выключателей (А)
I
1
∑= Iв1+ Iв2
35,5
Расход емкости при включении
выключателей при односекундном токе
разряда в момент включения (Ач)
С1= I
2
∑*1
60*60
0,023
Остаточной заряд емкости при
однократной операции включения
выключателей в конце одночасового
разряда
С1ост= Сост - С1
28,80
Падение напряжение на участке АБ –УБП
(В)
ΔU
1
= (r
ВН
+ R1+ R5)* I
2
∑
3,2
Падение напряжение на участке УБП –
КРУ, крайние шкафы РЗА (В)
ΔU
2
= R
2
*Iв
0,84
Падение напряжение на участке УБП –
КРУ, соленоиды включения 110 кВ (В)
ΔU
4
= R
4
* I
в1
3,8
Напряжение на элементах РЗА ОПУ в
конце одночасового разряда при
включении выключателей (В)
U1рза
223,66>176
Напряжение на соленоидах включения
110 кВ в конце одночасового разряда при
включении выключателей ОРУ (В)
Uсв
223,66>198
62
Аппараты управления оперативным током АУОТ-М«Дубна»
предназначены для:
• надежного питания электроприемников постоянного тока;
• питания цепей защиты, автоматики и телемеханики, аппаратуры
дистанционного управления, аварийной и предупредительной сигнализации;
• заряда и подзаряда обслуживаемых и необслуживаемых свинцово-
кислотных аккумуляторных батарей (АБ) различных типов и технологий
изготовления (далее АБ), подключаемых отдельно или в буферном режиме с
нагрузкой;
• включения привода высоковольтного выключателя.
Изделие имеет два ввода питания переменного тока с
АВР. Преобразовательная часть включает в себя два
взаиморезервируемых преобразовательных блока. Каждый из которых
состоит из входного трехфазного выпрямителя, сглаживающего фильтра,
инвертора, высокочастотного трансформатора, выходного выпрямителя и LC-
фильтра. Оба блока находятся под синхронным управлением единой системы,
которая в зависимости от заданных пользователем режимов либо включает в
работу один из блоков, либо обеспечивает их совместное включение на общий
выход.
Переключение на режим с большим приоритетом и автоматический
выбор осуществляется при одновременной работе блоков
преобразовательного типа. Приоритет:
- преобразовательные блоки берут питание от основной питающей
сети;
- преобразовательные блоки берут питание от резервной питающей
сети;
На режим с наибольшим приоритетом идет автоматический выбор и
переключение при запрете одновременной работы преобразовательных
63
блоков. Это зависит от наличия напряжений резервной и основной питающих
сетей, и исправности преобразовательных блоков. Приоритет:
- основной блок берет питание от основной питающий сети;
- резервный преобразовательный блок берет питание от основной
питающей сети.
Постоянное напряжение для питания инвертора подается с выхода
неуправляемого трехфазного выпрямителя, в который поступает напряжение
питающей сети через блок АВР. Первичной обмоткой трансформатора и
является нагрузка инвертора. Напряжение с вторичной обмотки выпрямляется
диодами выходного ВЧ-выпрямителя и через выходной LC-фильтр поступает
на выход устройства.
Общая система управления, построенная на
высокопроизводительном микроконтроллере, обеспечивает контроль,
правление и различные защиты, как самого агрегата, так и буферно
подключенной АБ. Для контроля и мониторинга параметров АБ АУОТ-
М«Дубна» комплектуется датчиком тока, устанавливаемом в цепи АБ, а также
датчиком температуры АБ – для обеспечения термокомпенсации напряжения
подзаряда. Помимо технологических функций система
управления обеспечивает интерфейсные функции для встраивания агрегата в
системы АСУ ТП. Человеко-машинный интерфейс организован на базе
графического дисплея с пленочной клавиатурой.
64
Рисунок 2.3 – АУОТ Дубна
2.5.6 Выбор предохранителей
Выбор предохранителей производится:
по напряжению , U
уст
U
ном
;
по конструкции;
по току плавкой вставки.
Предохранители, выбранные по нормальному режиму, проверяются по
предельно отключаемому току: I
П0
I
отк
.
65
Для защиты трансформатора собственных нужд устанавливаются
предохранители типа ПКТ-101-16-10-31,5 У1.
U
уст
=10 кВ = U
ном
=10 кВ,
I
max
=
160
3 10
= 9,2 А I
ном
= 16 А,
I
П0
= 10,2 кА
I
отк
= 31,5 кА.
Для защиты трансформаторов напряжения устанавливается
предохранитель ПКН-001-10 У1.
2.6 Выбор шин и проводников
Выбор шин и ошиновки, согласно ПУЭ, производится по нагреву
(допустимому току). Условие проверки
max доп
II
, (2.39)
При этом учитываются не только нормальные, но и послеаварийные
режимы.
2.6.1 Выбор шин 110 кВ
В ОРУ 110 кВ применяются жёсткие шины трубчатого сечения
диаметром 45/60 мм. Материал шин – алюминий, длительно допустимый ток
1040 А.
Проверка на термическую стойкость не требуется, так как I
П0
< 20 кА,
и шины выполнены на открытом воздухе.
Под воздействием электродинамических сил находится динамическая
колебательная система, которую составляю жесткие шины, укрепленные на
изоляторах.