Определение параметров подстанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

подстанция замыкание токоведущий изолятор

В настоящее время электрическая энергия является наиболее широко используемой формой энергии. Это обусловлено относительной легкостью ее получения, преобразования, передачи на большое расстояние и распределения между приемниками. Передача электроэнергии от электростанции к потребителям - одна из важнейших задач энергетики.

В условиях формирования рыночных отношений в России обострились вопросы потребления больших энергетических мощностей. Большое потребление электроэнергии обязывает вводить в эксплуатацию более мощные генерирующие источники, вести строительство новых линий электропередач большей пропускной способности. Главной задачей при передаче электроэнергии на большие расстояние является уменьшение потерь энергии. Однако потери неизбежны, так как провода обладают омическим сопротивлением и ток, проходя по проводам линии, нагревает их. Чтобы передача электрической энергии была экономически выгодной, необходимо потери на нагревание проводов сделать возможно малыми. Это достигается тем, что передача электроэнергии на большие расстояния ведется высоким напряжением. Дело в том, что при повышении напряжения ту же самую энергию можно передавать при меньшей силе тока, это ведет за собой уменьшение нагревания проводов, а следовательно, и уменьшение потерь энергии. На практике при передаче энергии пользуются напряжением 110, 220, 380, 500, 750 и 1150 кВ. Чем длиннее линия электропередачи, тем более высокое напряжение используется в ней.

Однако генераторы переменного тока на электростанциях дают низкое напряжение, и перестройка генераторов на более высокие напряжения затруднительна - в этих случаях потребовалось бы особо высокое качество изоляции всех частей генератора, находящихся под током.

Итак, передача электроэнергии по линиям электропередач должна осуществляется на повышенном напряжении, но генерация электроэнергии из-за сложности изоляции электрических машин осуществляется на среднем напряжении, а потребление электроэнергии также осуществляется на низком, либо среднем напряжении. Таким образом, необходимо осуществить промежуточную трансформацию - преобразование одного класса напряжения в другой. Такие вопросы решает силовой трансформатор или автотрансформатор, устанавливаемый в промежуточных узлах. Промежуточным узлом между генерирующими источниками электроэнергии и потребителями, а также между крупными энергетическими системами является электрическая подстанция.

Электрическая подстанция представляет собой большую электрическую схему соединения различных электрических аппаратов: трансформаторов, коммутационных аппаратов, компенсирующих устройств (для выравнивания уровня напряжения и повышения пропускной способности линий электропередач), измерительной аппаратуры, средств автоматики и релейной защиты и многое другое. Подстанция включает в себя распределительные устройства, которые в свою очередь подразделяются на открытые и закрытые.

Расположение электрических подстанций определяется её назначением и характером нагрузок. Трансформаторные подстанции со вторичным напряжением 6, 10, 35 и 110 кВ размещают, как правило, в центре территории, на которой находятся потребители электроэнергии, что сокращает потери электроэнергии при её передаче и расход материалов при устройстве электросетей.

Таким образом, огромную роль в системах электроснабжения играют электрические подстанции - электроустановки, предназначенные для преобразования и передачи электрической энергии на большие расстояния с наименьшими потерями.

1. Расчет мощности подстанции

1.1 Определение максимальной активной мощности для каждого потребителя, который будет питаться от проектируемой подстанции

Формула определения максимальной активной мощности потребителя:

, где

- установленная мощность потребителя, кВт;

- коэффициент спроса, учитывающий режим работы потребителя, загрузку и КПД оборудования, одновременности его включения.

1.2 Определение максимальной реактивной мощность для каждого потребителя

Формула определения максимальной реактивной мощности:

, где

 - тангенс угла ц, определяется по заданному cosц.

1.3 Составление таблицы мощностей, потребляемых потребителями за каждый час

Для составления таблицы использую типовые графики нагрузок потребителей.

При расчетах использую формулу определения мощности, потребляемой потребителями, за каждый час суточного графика:

, где

- мощность в процентах, взятая из типового графика для каждого часа.

Таблица 1 Мощность, потребляемая потребителями за каждый час

Часы	P1	P2	P3	P4	P5	?Pмакс.расч
1	950,4	1230	870	58,8	93	3202,2
2	950,4	1014,75	740	28,8	57	2790,95
3	950,4	922,5	1000	28,8	30	2931,7
4	950,4	1107	870	28,8	60	3016,2
5	950,4	984	370	28,8	60	2393,2
6	950,4	1076,25	370	28,8	72	2497,45
7	950,4	953,25	860	48	111	2922,65
8	1188	1168,5	370	64,8	162	2953,3
9	712,8	1998,75	240	64,8	234	3250,35
10	950,4	2152,5	370	54	192	3718,9
11	950,4	3075	370	54	156	4605,4
12	950,4	1845	240	42	249	3326,4
13	950,4	1998,75	240	42	192	3423,15
14	712,8	2306,25	370	42	300	3731,05
15	950,4	2152,5	240	54	192	3588,9
16	1188	1168,5	240	72	168	2836,5
17	950,4	2306,25	240	112,8	207	3816,45
18	950,4	2675,25	370	120	240	4355,65
19	950,4	2244,75	240	120	192	3747,15
20	950,4	1168,5	240	120	291	2769,9
21	950,4	1968	240	120	168	3446,4
22	950,4	2060,25	370	112,8	207	3700,45
23	950,4	2244,75	370	96	129	3790,15
24	950,4	1906,5	740	60	96	3752,9

?P_{макс.расч} = 4605,4 кВт - суммарная максимальная расчетная мощность.

1.4 Определение коэффициента разновременности максимумов нагрузок проектируемой подстанции

Формула определения коэффициента разновременности максимумов нагрузок:

1.5 Определение максимальной полной мощности всех потребителей с учетом потерь в сетях и понижающих трансформаторах потребителей

Формула определения максимальной полной мощности всех потребителей:

, где

- постоянные потери, принимаемые 1…2%

- переменные потери, принимаемы 5…8%

1.6 Определение максимальной полной мощности на шинах вторичного напряжения подстанции с учетом мощности трансформатора собственных нужд

Формула определения максимальной полной мощности на шинах вторичного напряжения:

, где

- мощность трансформатора собственных нужд, кВА.

1.7 Определение номинальной мощности трансформаторов. Выбор трансформаторов

Формула определения номинальной мощности трансформатора:

, где

1,4 - коэффициент допустимой перегрузки;

n - количество устанавливаемых трансформаторов.

Выбираю трансформатор ТМН-4000/110 (трехфазный двухобмоточный трансформатор, с масляным охлаждением, с регулированием напряжения под нагрузкой, номинальной мощностью 4000 кВА и с первичным напряжением 110 кВ).

1.8 Определение мощности транзитной подстанции с учетом мощности транзита электроэнергии через подстанцию

Формула определения мощности транзитной подстанции:

, где

- суммарная мощность подстанций, питающихся транзитом через РУ проектируемой. Считаем, что от проектируемой транзитной подстанции питается тупиковая подстанция, на которой установлены трансформаторы ТМН-4000/110;

- число трансформаторов;

- коэффициент разновременности максимумов, принимаемый 0,6…0,8.

2. Расчет максимальных рабочих токов трансформаторной подстанции

- Вводы подстанции

- Сборные шины РУ-110 кВ и перемычки проходных подстанций

- Первичные обмотки понижающих трансформаторов

- Вторичные обмотки понижающих трансформаторов

- Сборные шины РУ-10 кВ

- Первичная обмотка ТСН

- Линии потребителей

В формулах используются следующие обозначения:

- максимальная полная мощность трансформаторной подстанции, кВА;

- номинальная мощность трансформатора, кВА;

- максимальная активная мощность потребителя, кВт;

- номинальное напряжение, кВ;

, - номинальные первичные и вторичные напряжения трансформатора, кВ;

- коэффициент перспективы развития подстанций и потребителей, равный 1,3;

- коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов, равный 1,5;

- коэффициент распределения нагрузки на шинах РУ, равный 0,5…0,7;

- коэффициент мощности потребителя.

3. Расчет токов короткого замыкания

Для расчета токов короткого замыкания использую метод относительных единиц. Расчет произвожу в соответствии с расчетной схемой на рисунке 1. При расчете токов короткого замыкания в относительных единицах выражают сопротивления элементов цепи короткого замыкания. Для расчета относительных сопротивлений цепи использую следующие формулы:

- Двухобмоточные трансформаторы:

- Линии электропередачи:

- Система:

В данных формулах используются следующие обозначения:

- напряжение короткого замыкания трансформатора в процентах;

- базисная мощность, равная 100 МВА;

- номинальная мощность трансформатора, МВА;

- относительное сопротивление воздушной линии напряжением 110 кВ;

- длина ЛЭП, км;

- среднее напряжение, кВ (превышает номинальное напряжение линий и приемников на 5%);

- мощность короткого замыкания, МВА.

Рисунок 1 Расчетная схема

3.1 Составление схемы замещения №1

Рисунок 2 Схема замещения №1

Определяю сопротивления цепи в относительных единицах в соответствии с рисунком 2.



3.2 Составление схемы замещения №2

Рисунок 3 Схема замещения №2

Определяю сопротивления цепи в относительных единицах в соответствии с рисунком 3.

(в соответствии с рисунком 2)

3.3 Составление схемы замещения №3

Рисунок 4 Схема замещения №3

Определяю сопротивления цепи в относительных единицах в соответствии с рисунком 4.

3.4 Составление схемы замещения №4

Рисунок 5 Схема замещения №4

Определяю сопротивления цепи в относительных единицах в соответствии с рисунком 5.

(в соответствии с рисунком 4)

3.5 Составление схемы замещения №5

Рисунок 6 Схема замещения №5

Определяю сопротивления цепи в относительных единицах в соответствии с рисунком 6.

Определяю относительное базисное сопротивление до точки K₁:

Определяю относительное базисное сопротивление до точки K₂:

3.6 Расчет токов и мощностей короткого замыкания для точки K₁

- Среднее напряжение:

- Базисный ток:

- Действующее значение тока короткого замыкания:

- Ударный ток короткого замыкания:

- Действующее значение ударного тока короткого замыкания:

- Определяем мощность трехфазного короткого замыкания:

3.7 Расчет токов и мощностей короткого замыкания для точки K₂

- Среднее напряжение:

- Базисный ток:

- Действующее значение тока короткого замыкания:

- Ударный ток короткого замыкания:

- Действующее значение ударного тока короткого замыкания:

- Определяем мощность трехфазного короткого замыкания:

4. Определение тепловых импульсов для характерных точек подстанции

Рисунок 7 Характерные точки подстанции

Тепловые импульсы для характерных точек подстанции определяем по формуле:

, где

- действующее значение тока короткого замыкания, кА;

- время отключения выключателя, с;

- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, .

5. Выбор токоведущих частей

К токоведущим частям подстанций относятся сборные шины распределительных устройств, присоединения к ним, ошиновка, соединяющая электрические аппараты друг с другом согласно однолинейной схемы, а также вводы и питающие линии.

Сборные шины распределительных устройств и присоединения к ним напряжением 27,5 кВ и выше выполняются сталеалюминиевыми многопроволочными проводами. В закрытых распределительных устройствах напряжением до 10 кВ включительно ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами прямоугольного сечения.

Выбор шин распределительных устройств осуществляется по максимальным рабочим токам, при которых температура нагрева токоведущих частей не превышала бы 70^оС. Для этого должно выполняться условие:

, где

- длительно допустимый ток нагрузки токоведущей части, А;

- максимальный рабочий ток выбираемого проводника, А.

Гибкие токоведущие части должны быть проверены на термическую стойкость и по условиям отсутствия коронирования (для напряжений 35 кВ и выше). Шины распределительных устройств до 10 кВ включительно проверяются на термическую и электродинамическую стойкость. Проверка шин на термическую стойкость заключается в определении минимально необходимого сечения токоведущей части на расчетном участке цепи по режиму короткого замыкания при нагревании его до максимально допустимой температуры. Для этого должно выполняться условие:

, где

- сечение токоведущей части, мм²;

- минимально допустимое сечение токоведущей части по режиму короткого замыкания, мм².

Проверка токоведущих частей на отсутствие коронирования производится по условию:

, где

- максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля, при которой возникает коронный разряд, кВ/см;

- напряженность электрического поля около поверхности провода, кВ/см.

Проверка на электродинамическую стойкость жестких шин, крепящихся на опорных изоляторах, производится сравнением механического напряжения в шине у_расч, вызванного ударным током короткого замыкания, с допустимым механическим напряжением для выбранного материала шины у_доп, то есть должно выполняться условие: .

5.1 Выбор сборных шин для РУ-110 кВ

В качестве сборных шин РУ-110 кВ выбираю гибкие сталеалюминиевые многопроволочные провода марки АС-70.

Проверка шин по максимальному рабочему току:

(условие соблюдается)

Проверка шин на термическую стойкость:

- коэффициент, учитывающий соотношение максимально допустимой температуры токоведущей части и температуры при нормальном режиме работы.

(условие соблюдается)

Проверка шин на отсутствие коронирования:

, где

- коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода, принимаемый для многопроволочных проводов равным 0,82;

- радиус провода, см.

, где

- линейное напряжение, кВ;

- радиус провода, см;

- среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.

- расстояние между соседними фазами сборных шин и ошиновок при горизонтальном расположении проводов фаз, см. Для 110 кВ .

(условие соблюдается)

5.2 Выбор сборных шин для РУ-10 кВ

В качестве сборных шин РУ-10 кВ выбираю жесткие алюминиевые шины прямоугольного сечения марки А 30х4. Шины располагаю плашмя.

Проверка шин по максимальному рабочему току:

при расположении шин плашмя табличное значение допустимого тока необходимо уменьшить на 5% (для шин с шириной полос до 60 мм).

(условие соблюдается)

Проверка шин на термическую стойкость:

(условие соблюдается)

Проверка на электродинамическую стойкость:

Усилие, действующее на шину на длине пролета:

, где

- ударный ток короткого замыкания, кА;

- расстояние между соседними изоляторами одной фазы, м;

- расстояние между осями шин соседних фаз, м.

Момент сопротивления шин при расположении плашмя:

, где

- широкая сторона шины, мм;

- узкая сторона шины (ребро), мм.

Изгибающий момент:

Расчетное напряжение в металле шин:

(условие соблюдается)

6. Выбор изоляторов

6.1 Выбор изоляторов для РУ-110 кВ

подстанция замыкание токоведущий изолятор

Шины РУ-110 кВ являются гибкими и для их крепления и изоляции служат гирлянды подвесных изоляторов. Количество изоляторов в гирлянде зависит от типа выбранного изолятора, рабочего напряжения и условий работы. При напряжении установки 110 кВ использую гирлянду из 9 изоляторов типа ПС-70. Подвесные изоляторы на термическую и электродинамическую стойкость по режиму короткого замыкания и по разрушающей нагрузки не проверяются.

6.2 Выбор изоляторов для РУ-10 кВ

Опорные изоляторы служат для крепления и изоляции жестких шин распределительных устройств. Они выбираются по следующим условиям с учетом их конструкции и места установки:

, где

- номинальное напряжение изолятора, кВ;

- рабочее напряжение распределительного устройства, кВ.

, где

- сила, действующая на изолятор при коротком замыкании, H;

- разрушающая нагрузка на изгиб изолятора, H.

В качестве опорных выбираю изоляторы типа ОФ-10-375.

Сила, действующая на изолятор при коротком замыкании:

, где

- ударный ток короткого замыкания, кА;

- расстояние между соседними изоляторами одной фазы, м;

- расстояние между осями шин соседних фаз, м.

(условие соблюдается)

(условие соблюдается)

Проходные изоляторы применятся на подстанциях для соединения частей электроустановки, находящихся внутри и снаружи ячеек, для соединения наружных и внутренних частей электрических аппаратов, частей электроустановки, расположенных на открытом и закрытом распределительном устройствах.

В зависимости от конструкции и места установки проходные изоляторы выбираются по следующим условиям:

- по номинальному напряжению ;

- номинальному току ;

- по допустимой нагрузке .

В качестве проходных выбираю изоляторы марок ПНМ-10/400-750 (наружной установки) и ИП-10/630-750-УХЛТ2 (внутренней установки).

Сила, действующая на проходные изоляторы:



(условие соблюдается)

(условие соблюдается)

(условие соблюдается для изоляторов ПНМ-10/400-750)

(условие соблюдается для изоляторов ИП-10/630-750-УХЛТ2)

7. Выбор высоковольтных выключателей

В одном распределительном устройстве рекомендуется устанавливать однотипные выключатели, что значительно облегчает их эксплуатацию, текущий и капитальный ремонты. Выбор высоковольтных выключателей производится по конструктивному выполнению и месту установки, по номинальным напряжению и току согласно условиям

;

.

Выбранный выключатель проверяется по току короткого замыкания на динамическую стойкость:

- по предельному периодическому току короткого замыкания

, где

- эффективное значение периодической составляющей предельного сквозного тока короткого замыкания по каталогу, кА;

- действующее значение тока короткого замыкания, кА.

- по ударному току короткого замыкания

, где

- амплитудное значение предельного сквозного тока короткого замыкания по каталогу, кА;

- ударный ток короткого замыкания, кА.

, где

- предельный ток термической стойкости по каталогу, кА;

- время протекания тока термической стойкости по каталогу, с;

- тепловой импульс тока короткого замыкания, .

Выбранный выключатель также проверяется по отключающей способности:

, где

- номинальный ток отключения выключателя по каталогу, кА;

- действующее значение тока короткого замыкания, кА.

Для РУ-110 кВ выбираю элегазовые выключатели типа ЯЭ-110Л-23У4, а для РУ-10 кВ выбираю вакуумные выключатели типа ВВТЭ-10-10/630У2.

Выбор и проверка высоковольтных выключателей сведены в таблицу 2.

Таблица 2. Выбор и проверка высоковольтных выключателей подстанции

Место установки	Тип выключателя	Соотношение каталожных и расчетных данных
		, кВ	, А	, кА	, кА	, кА	, кА2.с
СМВ-110	ЯЭ-110Л- 23У4
Первичная обмотка трансформатора	ЯЭ-110Л- 23У4
Вторичная обмотка трансформатора	ВВТЭ-10-10/630У2
СМВ-10	ВВТЭ-10-10/630У2
Потребители	ВВТЭ-10-10/630У2
ТСН	ВВТЭ-10-10/630У2

8. Выбор разъединителей

В одном распределительном устройстве рекомендуется устанавливать однотипные разъединители, что значительно облегчает их эксплуатацию, текущий и капитальный ремонты. Выбор разъединителей производится по конструктивному выполнению, количеству заземляющих ножей и месту установки, по номинальному напряжению и току согласно условиям

;

.

Выбранный разъединитель проверяют на динамическую стойкость по ударному току короткого замыкания

, где

- амплитудное значение предельного сквозного тока короткого замыкания по каталогу, кА;

- ударный ток короткого замыкания, кА.

Выбранный разъединитель также проверяют на термическую стойкость

, где

- предельный ток термической стойкости по каталогу, кА;

- время протекания тока термической стойкости по каталогу, с;

- тепловой импульс тока короткого замыкания, .

Выбор и проверка разъединителей сведены в таблицу 3.

Таблица 3. Выбор и проверка разъединителей

Место установки	Тип разъединителя	Соотношение каталожных и расчетных данных
		, кВ	, А	, кА	,
Ремонтная перемычка	РДЗ-1-110/630
Вводы подстанции	РДЗ-2-110/630
СМВ-110	РДЗ-1-110/630
Первичная обмотка трансформатора	РДЗ-1-110/630
Вторичная обмотка трансформатора	РВЗ-10/400-II
СМВ-10	РВЗ-10/400-II
Потребители	РВЗ-10/400-II РВЗ-10/400-III
ТСН	РВЗ-10/400-II

Примечание:

на вводах подстанции устанавливаю разъединители типа РДЗ-2-110/630, которые имеют два заземляющих ножа и моторный привод, то есть управление ими осуществляется дистанционно. Трансформаторы напряжения к шинам 110 кВ подключаю через разъединители типа РДЗ-2-110/630, а к шинам 10 кВ - через разъединители типа РВЗ-10/400-III.

9. Выбор трансформаторов напряжения

При выборе трансформаторов напряжения необходимо помнить, что их конструкция и схема соединения обмоток должны соответствовать назначению трансформаторов, которые могут быть однофазными и трехфазными. Однофазные применяются при любых напряжениях, трехфазные - при напряжениях 6 (10) кВ. Так как на подстанциях имеется необходимость обеспечения контроля изоляции электроустановки распределительного устройства, то необходимо применять трехобмоточные трансформаторы напряжения. Их третья обмотка соединена по схеме «разомкнутый треугольник», к которой подключается реле контроля изоляции.

Выбирают трансформатор напряжения по величине рабочего напряжения распределительного устройства согласно условию

, где

- номинальное первичное напряжение трансформатора, кВ;

- рабочее напряжение распределительного устройства, к шинам которого подключается трансформатор, кВ.

Выбранный трансформатор напряжения также проверяют на соответствие классу точности согласно условию

, где

- номинальная мощность вторичной обмотки трансформатора в классе точности 0,5, ВА;

- мощность, потребляемая измерительными приборами и реле, подключенными к трансформатору, ВА.

Если выбранный трансформатор напряжения является однофазным, то

,

где - номинальная мощность вторичной обмотки трансформатора. Если же трансформатор напряжения является трехфазным, то для него должно выполняться условие .

Для выбора трансформатора напряжения использую принципиальную расчетную схему, представленную на рисунке 8.

Рисунок 8 Расчетная схема для проверки трансформатора напряжения

9.1 Выбор трансформаторов напряжения для РУ-110 кВ

Для расчета мощности приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, использую данные таблицы 4.

Активную и реактивную мощности приборов определяю по формулам:

; , где

- полная мощность прибора, ВА.

Мощность, которую потребляют измерительные приборы и реле, подключенные к трансформатору напряжения, определяю по формуле:



Таблица 4 Данные измерительных приборов и реле

Наименование	Число катушек напряжения, шт.	Число приборов, шт.	Мощность, потребляемая одной катушкой, ВА	cosц	sinц	Суммарная потребляемая мощность
						?Pприб, Вт	?Qприб, вар
Вольтметр	1	2	2	1	0	4	0
Счетчик активной энергии	2	2	4	0,38	0,93	6,08	14,88
Счетчик реактивной энергии	3	2	4	0,38	0,93	9,12	22,32
Реле напряжения	1	2	1	1	0	2	0
Реле направления мощности	1	2	35	1	0	70	0
Итого	91,2	37,2

Для РУ-110 кВ выбираю однофазный трансформатор напряжения типа НКФ-110-58.

(условие соблюдается)

Так как выбранный трансформатор напряжения является однофазным, то

(условие соблюдается)

9.2 Выбор трансформаторов напряжения для РУ-10 кВ

Для расчета мощности приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, использую данные таблицы 5.

Активную и реактивную мощности приборов определяю по формулам:

; , где

- полная мощность прибора, ВА.

Мощность, которую потребляют измерительные приборы и реле, подключенные к трансформатору напряжения, определяю по формуле:

Таблица 5 Данные измерительных приборов и реле

Наименование	Число катушек напряжения, шт.	Число приборов, шт.	Мощность, потребляемая одной катушкой, ВА	cosц	sinц	Суммарная потребляемая мощность
						?Pприб, Вт	?Qприб, вар
Вольтметр	1	2	2	1	0	4	0
Счетчик активной энергии	2	6	4	0,38	0,93	18,24	44,64
Счетчик реактивной энергии	3	6	4	0,38	0,93	27,36	66,96
Реле напряжения	1	3	1	1	0	3	0
Итого	52,6	111,6

Для РУ-10 кВ выбираю трехфазный трансформатор напряжения НАМИ-10.



(условие соблюдается)

Так как выбранный трансформатор напряжения является трехфазным, то

(условие соблюдается)

10. Выбор трансформаторов тока

Измерительные трансформаторы тока предназначены для подключения измерительных приборов (амперметров), токовых цепей счетчиков активной и реактивной энергии и устройств релейной защиты. Трансформаторы тока выбираются по месту установки (наружная или внутренняя), конструкции (опорные, проходные, встроенные), назначению (для питания измерительных приборов или реле защит), номинальному напряжению и току первичной цепи согласно условиям

;

, где

- максимальный рабочий ток присоединения электроустановки, на котором устанавливается трансформатор тока, А;

- номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора тока, кв;

- номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока, А;

- рабочее напряжение присоединения, к которому подключается трансформатор тока, кВ.

Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как нагрузка первичной обмотки трансформатора приводит к увеличению погрешности.

Выбранные трансформаторы тока проверяют по току короткого замыкания на динамическую и термическую стойкость:

;

, где

 и - коэффициенты динамической и термической стойкости по каталогу;

- ударный ток короткого замыкания в месте установки трансформаторы тока, кА;

- тепловой импульс тока короткого замыкания в месте установки трансформаторы тока, ;

- время термической стойкости по каталогу, с;

- предельный ток термической стойкости по каталогу, кА;

- номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока, А.

Для РУ-110 кВ выбираю трансформатор тока типа ТФЗМ-110А, а для

РУ-10 кВ - трансформаторы тока типа ТПЛ-10 и ТПЛ-10К.

Выбор и проверка трансформаторов тока сведены в таблицу 6.

Таблица 6 Выбор и проверка трансформаторов тока

Место установки	Тип трансформатора тока	Соотношение каталожных и расчетных данных
		, кВ	, А		, кА
Ремонтная перемычка	ТФЗМ-110А
СМВ-110	ТФЗМ-110А
Первичная обмотка трансформатора	ТФЗМ-110А
Вторичная обмотка трансформатора	ТПЛ-10
СМВ-10	ТПЛ-10
ТСН	ТПЛ-10К
Потребители	1	ТПЛ-10
	2	ТПЛ-10
	3	ТПЛ-10
	4	ТПЛ-10К
	5	ТПЛ-10К

11. Выбор защит

11.1 Общие сведения

Релейную защиту присоединений трансформаторных подстанций выполняю по схемам, предусматривающих применение постоянного оперативного тока. Для защит использую вторичные косвенного действия реле тока РТ-40, реле напряжения РН-50, реле мощности РБМ-170 или РБМ-270, дифференциальные реле РНТ-565 и ДЗТ-11, реле защиты от однофазных замыканий ЗЗП-1.

11.2 Защита вводов подстанции

Для защиты от многофазных коротких замыканий применяю трехфазную трех- и двухступенчатую дистанционную защиту с блокировкой от качаний, дополненной токовой отсечкой. Эти защиты устанавливают в рабочей перемычке и на первичной стороне главного понижающего трансформатора.

11.3 Защита понижающих трансформаторов

Для защиты трансформаторов от коротких замыканий в обмотках и на его выводах использую трехфазную дифференциальную защиту без выдержки времени с двумя реле. Трансформатор также оборудую двухступенчатой газовой защитой и защитой от застревания механизма регулирования напряжения под нагрузкой в промежуточном положении. Для резервирования дифференциальной и газовой защит, а также для защиты трансформатора от внешних коротких замыканий применяю максимальную токовую защиту. Для контроля температуры верхних слоев масла использую термическую защиту в виде термосигнализаторов. Защиту от перегрузок выполняю на токовом реле, которое устанавливают на одной из фаз со стороны обмотки высшего напряжения.

11.4 Защита вводов РУ-10 кВ

На вводах РУ-10 кВ устанавливаю максимальную токовую защиту с выдержкой времени. Защита выполняется в двухфазном двухрелейном исполнении с пуском по напряжению.

11.5 Защита сборных шин 10 кВ

Для защиты от многофазных коротких замыканий на секционном выключателе применяю токовую отсечку с выдержкой времени.

11.6 Защита линий нетяговых потребителей

Для защиты от многофазных коротких замыканий всей линии от шин подстанции до шин подстанции потребителя применяю максимальная токовая защита с независимой выдержкой времени. Также для защиты от многофазных коротких замыканий применяю токовую отсечку, которая должна защищать не менее 15% длины линии, так как эта защита имеет «мертвую зону». Для защиты от однофазных замыканий на землю при двух и более линиях, отходящих от подстанций, применяю направленную защиту нулевой последовательности.

11.7 Защита ТСН

Токовая отсечка без выдержки времени является основной защитой от коротких замыканий в обмотках трансформатора и на его выводах. Максимальная токовая защита с выдержкой времени действует при коротких замыканиях на шинах собственных нужд и трансформаторе. Защиту от перегрузки, выполняемую в однофазном однорелейном исполнении с выдержкой времени с действием на сигнал, устанавливаю на вторичной стороне трансформатора.

11.8 Защита от перенапряжений

Здания и РУ подстанций защищаются от прямых ударов молнии и от волн перенапряжений, набегающих с линии, а также от коммутационных перенапряжений. Для защиты оборудования подстанции от прямых ударов молнии применяю молниеотводы, два из которых устанавливаю на вводы подстанции, еще два будут отдельностоящими. Для защиты от волн перенапряжений, набегающих по воздушным линиям, также применяю тросовые молниеотводы. Тросовые молниеотводы выполняются в виде стальных проводов, подвешенных над ЛЭП. Для защиты изоляции оборудования от коммутационных и индуктированных грозовых перенапряжений применяю ограничителями перенапряжений: ОПН-110 - для защиты изоляции оборудования РУ-110 кВ; ОПН-50 - для защиты нейтрали трансформатора; ОПН-10 - для защиты изоляции оборудования РУ-10 кВ.

Список используемой литературы

1. - Почаевец В.С. Электрические подстанции: Учеб. для техникумов и колледжей ж.-д трансп. - М.: Желдориздат, 2001. - 512 с.

2. - Е.Б. Петров Методическое пособие по дипломному и курсовому проектированию. М.: «Маршрут», 2004.

3. - Гринберг-Басин М.М. Тяговые подстанции: Пособие по дипломному проектированию; Учебное пособие для техникумов ж.-д трансп. - М.: Транспорт, 1986. - 168 с.

4. - Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Учеб. пособие для электроэнергетических специальностей вузов/ Крючков И.П., Кувшинский Н.Н., Неклепаев Б.Н.; Под ред. Б.Н. Неклепаева - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1978. - 456 с., ил.

Размещено на Allbest.ru