Приплотинна ГЕС потужністю 2х27 МВт на річці "Т"

Струмоведучі частини (шини, кабелі) і всі види апаратів (вимикачі, разъдинители, запобіжники, вимірювальні трансформатори й т.п.) повинні вибиратися відповідно до обчислених максимальних розрахункових величин (струмами, напругами, потужностями відключення) для нормального режиму й короткого замикання. Для їхнього вибору проводиться порівняння зазначених розрахункових величин з допускають значениями, що, для ТВЧ і високовольтних апаратів. Складається таблиця порівняння указаных розрахункових і припустимих величин. При цьому для забезпечення надійної роботи розрахункові величини повинні бути менше припустимих.

Вибір ТВЧ й апаратів проводиться по тривалих режимах роботи.

Тривалий режим роботи електротехнічного пристрою має місце, коли система або електроустановка перебуває в одному з наступних режимів: нормальному, ремонтному й послеаварийном. [13]

Нормальний режим - це такий режим роботи електротехнічного пристрою, при якому значення його параметрів не виходять за межі, припустимі при заданих умовах експлуатації. [13]

У нормальному режимі функціонують всі елементи електроустановки, без змушених відключень і перевантажень. Струм навантаження в цьому режимі може мінятися залежно від графіка навантажень. Для вибору апаратів і ТВЧ варто приймати найбільший струм нормального режиму I_норм

Ремонтный режим - це режим планових, профілактичних і капітальних ремонтів. У ремонтному режимі частина елементів електроустановки відключена, тому на елементи, що залишилися в роботі, лягати підвищене навантаження. При виборі апаратів і ТВЧ необхідно враховувати це підвищення навантаження до I_{рем макс} [13]

Послеаварийный режим - це режим, у якому частина елементів електроустановки вийшла з ладу або виведена в ремонт внаслідок аварійного (позапланового) відключення. При цьому режимі можливе перевантаження елементів, що залишилися в роботі, електроустановки струмом I_{п. ав. макс} [13].

Из двох останніх режимів вибирають найбільш важкий, коли в розглянутому елементі електроустановки проходить найбільший струм I_макс.

У такий спосіб розрахунковими струмами тривалого режиму є:

I_{норм -} найбільший струм нормального режиму; I_макс - найбільший струм ремонтного або послеаварийного режиму.

Обрані ТВЧ й апарати перевіряють за умовами к. з. [11]. По режиму к.з. повинні перевіряться всі установки вище 1кв.:

а) електричні апарати, токопроводы, кабелі й інші провідники, а також опорні й несучі конструкції для них;

б) повітряні ЛЕП при ударному струмі к.з.50 ка й більше для попередження схлестывания проводів при динамічній дії струмів к.з.

Проведення ВЛЕП, обладнаних пристроями швидкодіючого АПВ, варто перевіряти на термічну стійкість.

Стійкими при струмах к.з. є ті апарати й провідники, які при розрахункових умовах витримують впливу цих струмів не піддаючись електричним, механічним й іншим руйнуванням або деформаціям, що перешкоджають їх подальшої нормальної експлуатації.

По режиму к.з. при напрузі вище 1 кв не перевіряються:

а) апарати й провідники захищені плавкими запобіжниками із вставками на номінальний струм до 60А, - по електродинамічній стійкості.

б) апарати й провідники захищені запобіжниками незалежно від їхнього номінального струму й типу, - по термічній стійкості.

Ланцюг уважається захищеної плавким запобіжником, якщо його здатність, що відключає, обрана відповідно до вимог ПУЕ й він здатний відключити найменший можливий аварійний струм у даному ланцюзі.

в) трансформатори струму в ланцюгах до 20 кв, що харчує трансформатори або реактированные лінії, у випадках коли вибір трансформаторів струму за умовами к.з. вимагає такого завищення коефіцієнтів трансформації, при якому може бути забезпечений необхідні клас точності приєднаних вимірювальних приладів;

г) апарати й шини ланцюгів трансформаторів напруги при розташуванні їх в окремій камері або за додатковим резистором, убудованим у запобіжник або встановленим окремо.

Вибір високовольтних апаратів.

Роз'єднувач

Це контактний комутаційний апарат, призначений для відключення й включення електричного ланцюга без струму або з незначним струмом, що для забезпечення безпеки має між контактами у відключеному положенні ізоляційний проміжок.

При ремонтних роботах роз'єднувачем створюється видимий розрив між частинами оставшимся під напругою й апаратами виведені в ремонт.

Роз'єднувачі по числу полюсів можуть бути одне й триполюсними, по роду установки - для внутрішніх і зовнішніх установок, по конструкції - що рубає, поворотного, що котиться, пантографічного й підвісного типу. По способі установки розрізняють роз'єднувачі з вертикальним і горизонтальним розташуванням ножів.

Вибір роз'єднувачів:

По напрузі установки

U_н U_уст

По струму

I_норм I_ном, I_норм I_макс

По конструкції й роду установки.

По електродинамічній стійкості

i_пр.с i_у; I_п0 I_пр.с

де i_пр.с, I_пр.с - граничний наскрізний струм (амплітуда й діюче значення);

По термічній стійкості

В_к ·t_тер

де В_к - тепловий імпульс, кА²·с

В_к = ·t_пр (1.6.1)

t_пр - наведений час відключення к. з.

t_пр = t_р.з. +t_с.в, (1.6.2)

Цей час визначається за часом дії основних релейних захистів і за повним часом відключення вимикачів.

Приймаємо t_р.з = 0,1

t_с.в - час спрацьовування вимикачів по каталозі

- граничний струм термічної стійкості;

t_тер - тривалість протікання граничного струму термічної стійкості.

Перевірка й вибір роз'єднувачів наведені в підсумковій таблиці даного розділу.

Вимикачі високої напруги

Вимикач - комутаційний апарат, призначений для включення й відключення струму.

Вимикач є основним апаратом в електричних установках, він служить для включення й відключення в ланцюзі в будь-яких режимах: тривале навантаження, перевантаження, к.з. холостий хід, несинхронна робота. Найбільш важкою й відповідальною операцією є відключення струму к.з. і включення на існуюче к.з.

До вимикачів високої напруги висувають наступні вимоги:

Надійне відключення будь-яких струмів (від десятків амперів до номінального струму відключення);

Швидкість дії, тобто найменший час відключення;

Придатність для швидкодіючого АПВ, тоесть швидке включення вимикача відразу після відключення;

Можливість пофазного (пополюсного) керування вимикачів 110 кв і вище;

Легкість ревізії й огляду контактів;

Взрыво - і пожаробезопасность;

Зручність транспортування й експлуатації.

У дипломному проекті до установки приймаються элегазовые вимикачі.

Достоїнства элегазовых вимикачів:

Взрыво - і пожаробезопасность, швидкість дії, висока здатність, що відключає, мале зношування дугогасительных контактів, можливість створення серій з уніфікованими вузлами, придатність для зовнішньої й внутрішньої установки.

Недоліки элегазовых вимикачів:

Необхідність спеціальних пристроїв для наповнення, перекачування й очищення элегаза, відносно висока вартість.

Вибір вимикачів:

По напрузі установки U_н U_уст

По тривалому струмі I_норм I_ном, I_норм I_макс

По здатності, що відключає

У першу чергу виробляється перевірка на симетричний струм відключення за умовою:

I_п I_отк._ном

Потім перевіряється можливість відключення аперіодичної складової струму к.з

i_аф i_ан = ,

де i_{ан -} номінальне припуска значение, що, аперіодичної складової у відключає токе, що, для часу ;

нормований зміст аперіодичної складової у відключає токе, що, %

i_аф - аперіодична складова струму к. з. у момент розбіжності контактів ;

- найменший час від початку к. з. до моменту розбіжності дугогасительных контактов

= t_{з. мін.}+ t_с.в = 0,01+0,035 = 0,045з

t_{з. мін} = 0,01 з - мінімальний час дії релейного захисту;

t_{с.в -} власний час відключення вимикача. Якщо умова I_п I_отк._ном

i_аф i_ан, те допускається перевірку за здатністю, що відключає, робити по повному струмі к.з.:

( I_п + i_аф) I_{отк.ном} (1 + )

По здатності, що включає, перевірка виробляється за умовою iвкл iу; _Iп0 Iвкл, где i_{у -} ударний струм к. з. у ланцюзі вимикача;

I_п0 - початкове значення періодичної складової струму к. з. у ланцюзі вимикача;

I_вкл - номінальний струм включення (діюче значення періодичної складової);

i_вкл - найбільший пік струму включення;

На електродинамічну стійкість вимикачі перевіряються по граничних наскрізних струмах к.з.

I_п0 I_дин, i_дин i_у

де I_дин - діюче значення періодичного складового граничного наскрізного струму к. з.,

i_дин - найбільший пік (струм електродинамічної стійкості) по довіднику;

На термічну стійкість вимикач перевіряється по тепловому імпульсі струму к.з:

;

де - тепловий імпульс струму к. з. з розрахунку;

- струм термічної стійкості по довіднику;

- тривалість протікання струму термічної стійкості по довіднику, с.

Вимірювальні трансформатори.

Трансформатори струму.

Вони призначені для зменшення первинного струму до значень, найбільш зручних для вимірювальних приладів і реле, а також для відділень ланцюгів виміру й захистів від первинних ланцюгів високої напруги.

Вибір трансформатора струму виробляється:

1. По напрузі установки

U_н U_уст;

2. По струму

I_норм I_1ном, I_1ном I_макс

Номінальний струм повинен бути якнайближче до робочого струму установки, тому що навантаження первинної обмотки приводить до збільшення погрішностей;

3. По конструкції й класу точності;

4. По електродинамічній стійкості:

, i_дин i_у

де i_у - ударний струм к. з. з розрахунку;

- кратність електродинамічної стійкості по довіднику;

i_дин - струм електродинамічної стійкості;

I_1ном - номінальний первинний струм трансформатора струму;

Електродинамічна стійкість шинних трансформаторів струму визначається стійкістю самих шин РУ, внаслідок цього такі трансформатори по цій умові не перевіряються;

По термічній стійкості

; ;

де - тепловий імпульс із розрахунку; К_т - кратність термічної стійкості по довіднику; - струм термічної стійкості;

По вторинному навантаженню

Z₂ Z_2ном,

де Z₂ - вторинне навантаження трансформатора струму;

Z_2ном - номінальне припустиме навантаження трансформатора струму в обраному класі точності.

Трансформатор напруги

Він призначений для зниження високої напруги до стандартного значення 100 або 100/ У и для відділення ланцюгів виміру й релейного захисту від первинних ланцюгів високої напруги.

Вибір:

По напрузі установки

U_н U_уст;

По конструкції й схемі з'єднання обмоток;

По класі точності;

По вторинному навантаженню

,

де - номінальна потужність в обраному класі точності, при цьому варто мати через, що для однофазних трансформаторів, з'єднаних у зірку, варто взяти сумарну потужність всіх трьох фаз, а для з'єднаних за схемою відкритого трикутника - подвоєну потужність одного трансформатора;

- навантаження всіх вимірювальних приладів і реле, приєднаних до трансформатора напруги, ВА.

Тому що інформація про состав вимірювальних приладів не представлена, вибір трансформаторів напруги проводиться тільки по трьох перших умовах.

Таблиця 7.1 Вибір високовольтних апаратів

Розрахункові дані для вибору високовольтних апаратур:

1. = А

А

= А

А

2. I_{п г}= 0,56 =0,6 кА; I_{п з} = I_п0з = 12,19 кА (10 кв)

0,56 - коефіцієнт по кривих (13)

I_{п г}= 0,62 =0,6 кА; I_{п з} = I_п0з = 23,905 кА (110 кв)

0,62 - коефіцієнт по кривих (13)

Для перевірки вибираємо найбільше значення.

і_а = I_п0з = 12, 19 = 7,43 кА (10 кв)

і_а = = 24,873 = 26,07 кА (110 кв)

4. I_п +і_а = 12,19 + 7,43 = 24,67 кА (10 кв)

I_п +і_а = 23,905 + 26,07 = 59,88 кА (110 кв)

5. I_по² (t_отк.+ t_р.з) =12, 19² (0,1 + 0,32) = 19,61 кА²з (10 кв)

I_по² (t_отк.+ t_р.з) = 24,873² (0,1 + 0,65) = 102,08 кА²з (110 кв)

= 25² = 2500 кА²з (10 кв)

= 50² = 7500 кА²з (110 кв)

Для роз'єднувачів:

² (t_отк.+ t_р.з) = 21,16² = 59,66 кА²з (10 кв)

² (t_отк.+ t_р.з) = 24,873² = 102,08 кА²з (110 кв)

= 31,5² = 3969 кА²з (10 кв)

= 31,5² = 3969 кА²з (110 кв)

Для трансформаторів струму:

= 40² = 4800 кА²з (10 кв)

= 18,9² = 1071,63 кА²з (110 кв)

Індуктивний опір струмових ланцюгів не велико, тому z₂=r₂;

r₂ = r_пр + r_приб + r_к,

де r_приб - сумарний опір послідовно включених обмоток приладів; (13)

Вторинне навантаження складається з:

Амперметр Э-335 (на фазі А - 0,5 ВА), Ваттметр Р - 335 (на фазах А и С - 0,5 ВА), Лічильник САЗ - 681 (на фазах А и С - 2,5 ВА)

Разом на фазі А навантаження найбільша

R_приб = = 3,5/52=0,14 Ом

r₂ = r_2н - r_приб - r_к = 1,2 - 0,14 - 0,05 = 1,01 Ом

r_к - опір контактів при 3х приладах.

Для 110 кв

r₂ = 4 - 0,14 - 0,05 = 3,81 Ом

Вибір струмоведучих частин.

Ми проводимо вибір кабельної лінії з'єднуючий генератор з підвищувальним трансформатором, а також відпайку від цієї лінії до трансформатора власних потреб. Останнім часом широке поширення одержали кабелі марки XLPE зі зшитого полиэтилена [10]

Ізоляція зі зшитого полиэтилена XLPE (вулканізований полиэтилен) являє собою однорідну діелектричну масу полиэтилена з додатковими поперечними зв'язками між молекулами по вуглецевих ланцюжках, що утвориться в результаті технологічного процесу, називаного вулканізацією або зшивкою.

Він широко застосовується в енергетику як ізоляція силових кабелів. Більше висока температурна стабільність матеріалу ізоляції - із практично немінливими діелектричними параметрами - означає більше високі струмові навантаження, як робітники так й у режимі к.з.

Крім того додатковими перевагами є:

Низьке значення тангенса кута діелектричних втрат

tg =4;

Діелектрична проникність =2,4 і внаслідок цього мала величина ємності;

Легкість і зручність при монтажі;

Простий монтаж арматур;

Малий радіус вигину й питома вага;

Відсутність у необхідності подальшого обслуговування.

Вибір кабелів напругою вище 1 кв. По напрузі установки

U_н U_уст;

По конструкції.

По економічній щільності струму дані кабелі не вибираються (11), як збірні шини електроустановок й ошиновка в межах ВРП й ЗРП всіх напруг;

По нагріванню довгостроково припустимим струмом.

I_макс I_доп,

де I_доп - довгостроково припустимий струм з урахуванням виправлення на число поруч покладених у землі кабелів К₁ і на температуру навколишнього середовища К₂.

I_доп = К₁ К₂ I_{дл.доп.ном}

Кабелі прокладені на повітрі

ДО₂ = 1,13

Обрані кабелі перевіряють на термічну стійкість

Визначаємо мінімальний перетин по термічній стійкості:

S_min = / З

З = 98 А*с/мм²

(для кабелів з мідними жилами й поліетиленовою ізоляцією [13]);

Вибір кабелів відображений у таблиці 6.2

Таблиця 7.2

I_макс = 1932 А (з попередніх розрахунків);

Кабелі прокладені в повітрі тому ДО₁ не враховуємо.

I_дл.доп = = = 2016 А

де К₂ = 1 поправочний коефіцієнт на температуру навколишнього середовища;

- довгостроково припустимий струм по каталозі для даного виду кабелю; А

q_min = / З = ; мм²<q

З = 98 (для кабелів з мідними жилами й поліетиленовою ізоляцією на напругу 10 кв) [13]

- час спрацьовування релейних захистів, з;

- час відключення вимикача, з;

q_min = мм²;

Вибираємо кабель XLPE - 10 кв 2Х (1Х500) мм²

8. Економічна частина

8.1 Загальні положення