Электрическая часть районной подстанции

Условия проверки Расчётные данные Данные каталога С-35М-10У1 РДЗ-35 Напряжение установки 35 кВ 35 кВ 35 кВ Длительный ток 240 А 630 А 1000 А 240 А 630 А 1000 А Симметричный ток отключения 3,9 кА 10 кА – Ток отключения апериодической составляющей 0,99 кА 3,54 кА – Включающая способность 3,9 кА 10 кА – 9,64 кА 26 кА – Электродинамическая стойкость 3,9 кА 10 кА – 9,64 кА 26 кА 63 кА Термическая стойкость 3,19∙106 А2∙с 3∙108 А2∙с 2,5∙109 А2∙с
Для РУ 35 кВ выбираем масляные баковые выключатели С-35М-630-10У1 (привод ШПЭ-12 или ПП-67) и разъединители РДЗ-35-1000У1 с приводом ПР-У1 (или ПР-1У1, ПР-ХЛ1).
Таблица 13. Проверка выключателей КРУ для РУ 10 кВ.
Условия проверки Расчётные данные Данные каталога МГГ-10-45 Напряжение установки 10 кВ 10 кВ Длительный ток 1820 А 3200-5000 А 3640 А 3200-5000 А Симметричный ток отключения 4,54 кА 45 кА Ток отключения апериодической составляющей 0,156 кА – Включающая способность 4,54 кА 45 кА 11,24 кА 120 кА Электродинамическая стойкость 4,54 кА 45 кА 11,24 кА 120 кА Термическая стойкость 4,74∙107 А2∙с 8,1∙109 А2∙с
Для РУ на стороне 10 кВ выбираем маломасляные выключатели внутренней установки МГГ-10-4000-45У3 с приводом ПЭ-21 для ячеек КРУ.
Таблица 14. Проверка выключателей КРУ для РУ 10 кВ (на отходящие КЛ).
Условия проверки Расчётные данные Данные каталога ВММ-10-10 Напряжение установки 10 кВ 10 кВ Длительный ток 173 А 630 А 173 А 630 А Симметричный ток отключения 4,54 кА 20 кА Ток отключения апериодической составляющей 0,37 кА – Включающая способность 4,54 кА 20 кА 11,24 кА 52 кА Электродинамическая стойкость 4,54 кА 20 кА 11,24 кА 52 кА Термическая стойкость 4,65∙107 А2∙с 1,6∙109 А2∙с
Для РУ на стороне 10 кВ выбираем маломасляные выключатели внутренней установки ВПМ-10-20/630У3 с приводом ПЭ-11 (или ПП-67) для установки в ячейках КРУ.
Выбор токоведущих частей
Выбор жестких шин 10 кВ
По расчётному току продолжительного режима выбираем алюминиевые шины, данные представлены в табл. 15.
Условие по допустимому току выполняется.
Проверка шин на термическую стойкость
,
где – для алюминиевых шин.
Условие выполняется.
Проверка шин на механическую прочность
Для шин, расположенных по углам равнобедренного треугольника.
,
где – расстояние между изоляторами в фазе по [1]; – расстояние между фазами; – момент сопротивления в см3 при горизонтальном расположении шин.
Для алюминиевых шин марки АДО , значит условие выполняется.
Выбор опорных изоляторов РУ 10 кВ
Принимаем предварительно опорный изолятор И4-80 УХЛ3 (технические данные представлены в табл. 16.).
Сила, действующая на изолятор для шин прямоугольного сечения, расположенных по углам равнобедренного треугольника
,
где – поправочный коэффициент на высоту шины; – высота изолятора;
– допустимая нагрузка на головку изолятора; – разрушающая нагрузка на изгиб по [3].
Так как , то выбранный изолятор подходит.
Выбор гибких шин и проводов 35 кВ и более
По расчетным данным предыдущих пунктов (выбор выключателей РУ 35÷220 кВ), используя значения , определяем сечения шин с учётом параметров выключателей:
Таблица 15.
Гибкие/жесткие шины Провода Uном, кВ Imax, А Iдоп, А Sшины, мм2 h×b, мм Iдоп, А Марка dпр, мм 220 920 1025 480 60×8 945 АС 500/64 20,6 110 1840 1900 960 120×8 2×945 АС 500/64 20,6 35 1040 1115 600 60×10 1050 АС 600/72 33,2 10 3640 3650 3×1000 100×10 2×960+2×980 АС 500/64
А 500 20,6
29,1
Шины медные и алюминиевые в одну и две полосы, прямоугольного сечения, окрашенные. Проверка шин на термическое действие тока КЗ не производится, так как шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе. Проверка шин на схлестывание не производится, так как расчётные значения не превышают 20 кА.
Проверка шин для линии 220 кВ по условиям короны
Начальная критическая напряжённость
,
где – коэффициент учёта шероховатости поверхности провода;
– радиус провода в см. из табл. 15.
Напряжённость вокруг провода
,
где – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз в см;
– расстояние между соседними фазами в см.
По условию проверки :
.
Таким образом провод АС 500/64 по условиям короны проходит. Аналогично проверяются остальные провода и шины.
Выбранные провода и шины проходят по условиям коронирования [3].
Выбор изоляторов РУ 35 кВ и более
Основные данные проходных изоляторов для шин РУ 35, 110 и 220 кВ представлены в таблице:
Таблица 16. Изоляторы
Тип Uном, кВ Iном, А Fразр, Н Низ, мм И4-80 УХЛ3 10 – 4000 130 ИП-35/1600-750УХЛ1 35 1600 750 – ГМЛБ-90-110/2000У1 110 2000 – – ГМЛА-90-220/1000У1 220 1000 – –
Выбор измерительных трансформаторов для заданных цепей
Выбор трансформаторов тока
Перечень приборов для различных цепей подстанции
Сборные шины
Перечень приборов Тип приборов Нагрузка по фазам А В С Амперметр Э-335 0,5 Ваттметр Д-335 0,5 – 0,5 Счетчик активный И-674 2,5 – 2,5 Счетчик реактивный И-676 2,5 – 2,5 Итого: 5,5 0,5 5,5
Трансформатор тока ТЛШ10-У3, , , , , . Трансформатор проходит по напряжению, номинальному току, току электродинамической и термической стойкости.
Наиболее загружены фазы А и С. Общее сопротивление приборов:

Номинальная вторичная нагрузка

Сопротивление соединительных проводов

Сечение соединительных проводов
,
где – удельное сопротивление провода с алюминиевыми жилами; – расчётная длина.
Принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами 4 мм2 (по условиям прочности).
Отходящие линии
Перечень приборов Тип приборов Нагрузка по фазам А В С Амперметр Э-335 0,5 Счетчик активный И-674 2,5 – 2,5 Счетчик реактивный И-676 2,5 – 2,5 Итого: 5 0,5 5
Трансформатор тока ТЛМ10-У3, , , .
Выбор трансформаторов напряжения
РУ 10 кВ первая секция
Прибор Тип S одной обмотки, ВА Число обмоток Cosφ Sinφ Число приборов Общая потребляемая мощность Р, Вт Q, ВА Вольтметр (сборные шины) Э-335 2 1 1 0 1 2 – Ваттметр Ввод 10 кВ от тр-ра Д-335 1,5 2 1 0 1 3 – Счетчик активный И-674 3 Вт 2 0,38 0,925 1 6 14,5 Счетчик реактивный И-676 3 Вт 2 0,38 0,925 1 6 14,5 Счетчик активный Линии 10 кВ И-674 3 Вт 2 0,38 0,925 5 30 73 Счетчик реактивный И-676 3 Вт 2 0,38 0,925 4 24 58 Итого: 71 160
Так как применено комплектное РУ внутренней установки, выбираем трансформатор напряжения ЗНОЛ,09-10У2, , в классе точности 0,5.
Вторичная нагрузка трансформатора напряжения первой секции
.
Три трансформатора напряжения, соединённых в звезду, имеют мощность , что больше . Таким образом, трансформаторы будут работать в выбранном классе точности 0,5. Поскольку нагрузка по секциям распределена симметрично, то для второй секции также выбираем три трансформатора напряжения ЗНОЛ,09-10У2, , в классе точности 0,5.
Для соединения трансформаторов напряжения с приборами принимаем контрольный кабель АКРВГ с сечением жил 2,5 мм2 по условию механической прочности.
Выбор типа и конструкции распределительного устройства 110 кВ
Вопросы типа и конструкции РУ 110 кВ были рассмотрены ранее с нескольких пунктах. План – разрез ОРУ представлен на эскизе.


Литература
Методические указания для курсового проектирования по дисциплине «Электрооборудование электрических станций, сетей и систем». Созыкина И.А.– Екатеринбург, 2003.
Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций.– М.: Энергоатомиздат, 1987.
Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования.– М.: Энергоатомиздат, 1989.