Расчёт внутренних сетей и выбор аппаратуры управления

3.5 Расчёт внутренних сетей и выбор аппаратуры управления

При выборе проводок необходимо руководствоваться следующими положениями. Внутренние проводки должны соответствовать условиям окружающей среды, архитектурным особенностям помещения. При выборе проводок необходимо учитывать защищенность людей от поражения электрическим током, пожаро- и взрывобезопасность, надежность, удобство эксплуатации и обслуживания.

Площадь сечения проводников выбирается по длительно допустимому току (по нагреву) для силовых сетей и по допустимой потере напряжения для осветительных сетей.

Для защиты КТП от аварий при различных режимах работы для КТП тупикового типа принимаем: со стороны низшего напряжения полупроводниковую защиту от КЗ ЗТИ – 0,4; со стороны высокого напряжения вентильный разрядник, предохранители, разъединитель, установленный на концевой опоре 10кВ и имеющий заземляющие ножи; а также защитное заземление для КТП.

На трансформаторных подстанциях мощностью до 250 кВА включительно, как правило, устанавливают автоматы серии А3700 или АЕ-2000. Данные об автоматах, устанавливаемых на 3 отходящих линиях 0,38 кВ, приведены в таблице 3.5.

Таблица 4.1 – Характеристики автоматических выключателей, устанавливаемых на отходящих линиях 0,38 кВ подстанции

Для проверки чувствительности и предельной отключающей способности выбранных выключателей рассчитаем токи короткого замыкания в линиях по расчетной схеме на рис. 3.2.

Рисунок 3.2 - Расчетная схема сети 0,38 кВ ПС

Принимаем в качестве шины шинопровод ШРА73–400 с Lш=1,2 м. Параметры проводов линий ПС:

А-70: r0 = 0,42 Ом/км; х0 = 0,283 Ом/км.

Параметры трансформатора ТМ-160-10/0,4 кВ:

Активные сопротивления току трехфазного (1) и однофазного КЗ:

RТ1 = 0,045 Ом; RТ0 = 0,486 Ом.

Индуктивное сопротивление току прямой последовательности

ХТ1==0,11Ом.

Индуктивное сопротивление току нулевой последовательности

ХТ0 = 7 ХТ1 = 0,77 Ом.

Схема замещения сети 0,38 кВ представлена на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Схема замещения сети 0,38 кВ

Сопротивления прямой последовательности фазы шинопровода в сумме с активным сопротивлением болтовых соединений шинопровода с проводами линий электропередачи:

Rш1=0,15∙1,2=0,18+2∙0,006=0,192 мОм;

Хш1=0,17∙1,2=0,2 мОм.

Сопротивления нулевой последовательности фазы шинопровода

Rш0=Rш1+3∙RN=0,192+3∙0,12=0,552 мОм;

Хш0=7,5∙Хш1=7,5∙0,2=1,5 мОм.

Активное и реактивное сопротивления прямой последовательности участка 0 – 1 длиной L01 = 0,06 км:

R011=R01∙L01= 0,42∙0,06 = 0,025 Ом;

Х011=Х01∙ L01= 0,283∙0,06 = 0,017 Ом,

участка 1 – 2 длиной L12 = 0,24 км ВЛ1:

R121=R01∙L12= 0,42∙0,24 = 0,1 Ом;

Х121=Х01∙L12= 0,283∙0,24 = 0,068 Ом.

Активное и реактивное сопротивления прямой последовательности участка 0 – 3 длиной L03 = 0,18 км воздушной линии ВЛ2:

R041=R02∙L03 = 0,42∙0,18 = 0,076 Ом;

Х041=Х02∙L03= 0,283∙0,18 = 0,05 Ом,

участка 3 – 4 длиной L34 = 0,24 км ВЛ2:

R341=R02∙L34 = 0,42∙0,24 = 0,1 Ом;

Х341 =Х02∙ L34= 0,283∙0,24 = 0,068 Ом.

Для нулевой последовательности без учета нулевого провода:

участок 0 – 1 ВЛ1:

R010 = 0,84∙0,06 = 0,5 Ом;

Х010 = 0,6∙0,06 = 0,036 Ом,

участок 1 – 2 ВЛ1:

R120 = 0,84∙0,24 = 0,201 Ом;

Х120 = 0,6∙0,24 = 0,144 Ом,

участок 0 – 3 ВЛ2:

R030 = 0,84∙0,18 = 0,151 Ом;

Х030 = 0,6∙0,18 = 0,108 Ом,

участок 3 – 4 ВЛ2:

R340 = 0,84∙0,24 = 0,201 Ом;

Х340 = 0,6∙0,24 = 0,144 Ом.

Находим сопротивления прямой последовательности до точки 0

R0∑1 = RТ1 + Rш1 = 45 + 0,192 = 45,192 мОм;

Х0∑1 = ХТ1 + Хш1 = 110 + 0,2 = 110,2 мОм.

Определяем ток трехфазного КЗ в точке «0»

 = 1,943 кА.

Определяем токи трехфазного КЗ:

в точке «1»

 = 1,593 кА,

в точке «3»

 = 1,152 кА.

Сравниваем полученные значения токов КЗ с данными таблицы 4.1, видим, что все выбранные автоматические выключатели удовлетворяют условию предельной отключающей способности:

Линия 1 IМАКС = 1,6 кА < IМАКС.Q1 = 20 кА.

Линия 2 IМАКС = 1,15 кА < IМАКС.Q2 = 25 кА.

Автоматические выключатели проверяются также по условиям:

- номинальное напряжение автомата Uа.н. ≥ Uc, соблюдается всюду;

- номинальный ток теплового расцепителя IT.P.H ≥ KH·Iрасч, где Кн = 1,1…1,3 -коэффициент надежности защиты.

Условие по номинальному току теплового расцепителя соблюдается:

для Q1 155,8×1,2 = 187 А < 200 А;

для Q2 185,4×1,2 = 223 А < 250 А.

- селективности за счет мгновенной токовой отсечки электромагнитного расцепителя. Для обеспечения селективности ток срабатывания [2] IC.O = 1,25·Iрасч ≤ IЭ.P.у

должен быть меньше тока уставки электромагнитного расцепителя.

Токи срабатывания отсечек в линиях:

Iсо1 = 1,25∙155,8 = 195 А < Iэ.р.у1 = 1000 А;

Iсо2 = 1,25∙185,4 = 232 А < Iэ.р.у2 = 800 А.

- коэффициент чувствительности отсечки:

Кч = Iк(2)/IЭ.P.у ≥ 1,1

За трансформатором 160 кВА имеем токи двухфазного КЗ:

в линии 1  = 1,384 кА;

в линии 2 = 0,995 кА.

Коэффициенты чувствительности отсечек:

в линии 1Кчо1 = 1384/1000 = 1,38 > 1,1;

в линии 2Кчо4 = 995/800 = 1,24 > 1,1.

- коэффициент чувствительности теплового расцепителя:

,

где - ток дугового однофазного КЗ в наиболее удаленной точке линии, определяемый по формуле [7]:

I(1)К = Кс1∙I(1)Км,

где

I(1)Км = UHС /(Ö3× Z(1)å)

ток металлического однофазного КЗ;

Кс1 – коэффициент, зависящий от величины полного суммарного сопротивления цепи однофазного КЗ:

Z(1)å = .

Полные сопротивления однофазного КЗ до точек и коэффициенты:

«2»: Z(1)2∑ =  = 368 мОм,

Кс12 = 0,95;

«4»: Z(1)4∑ =  = 464 мОм,

Кс15 = 0,96.

Токи однофазного КЗ в точках сети и коэффициенты чувствительности защит автоматическими выключателями:

I(1)К2 = 0,95∙400/(1,73∙368) = 0,6 кА;

кч2 = 0,6/0,2 = 3 ≥ 3;

I(1)К4 = 0,96∙400/(1,73∙464) = 0, 8 кА;

кч5 = 0,8/0,2 = 4 > 3;

Таким образом, чувствительность защит принятыми автоматическими выключателями обеспечивается.