Выбор питающих напряжений
Выбирают экономически оптимальное число цеховых трансформаторов;
Компенсация реактивной мощности
Вариант
Выбор токоведущих частей и расчет токов короткого замыкания
Выбор и расчет аппаратов
В цепь линии присоединены амперметр и счетчик активной энергии (в одну фазу)
Молниезащита
Навигация
Выбор и расчет аппаратов
Электроснабжение машиностроительного предприятия. Реконструкция распредустройства
75099
знаков
15
таблиц
12
изображений
1.8. Выбор и расчет аппаратов
Основным заданием является реконструкция распределительного устройства. Ввиду отсутствия точных данных о помещении, в котором располагаются РУ, примем вариант замены камер КСО -272 на камеры КСО - 298.
Основные технические данные:
(Промышленный каталог 02.64.01 - 2001)
Камеры КСО-298 напряжением 6 и 10 кВ предназначены для распределительных устройств переменного трехфазного тока частотой 50 Гц систем с изолированной нейтралью или заземленной через дугогасительный реактор и изготовляются для нужд народного хозяйства и для поставки на экспорт и предназначены взамен камер серий КСО-272, КСО-285, КСО 2УМ3. Камеры имеют меньшие габариты, что позволяет их использовать для модернизации и расширения (увеличения количества фидеров) на уже существующих площадях РУ.
Таблица 4
| Признак классификации | Исполнение камер КСО |
| Вид камер КСО в зависимости от установленной в них аппаратуры | С высоковольтными выключателями и электромагнитным приводом: |
| Уровень изоляции по ГОСТ 1516.1–79 | С нормальной изоляцией |
| Система сборных шин | С одной системой сборных шин |
| Изоляция ошиновки | С неизолированными шинами |
| Исполнение линейных высоковольтных вводов | С кабельными вводами; |
| Род установки | Для внутренней установки в электропомещениях |
| Степень защиты по ГОСТ 14254–96 | IP20 для наружных оболочек фасада и боковых стенок; IP30 для боковых стенок крайних в ряду камер; IP00 для остальных частей камер |
| Условия обслуживания | Одностороннего обслуживания |
Таблица 5
| Основные технические параметры | Значение параметра |
| Номинальное напряжение (линейное), кВ | 6; 10 |
| Наибольшее рабочее напряжение, кВ | 7,2; 12 |
| Номинальный ток главных цепей камер КСО, А | 200; 400; 630 |
| Номинальный ток сборных шин, А | 630; 1000 |
| Номинальный ток шинных мостов, А | 630; 1000 |
| Номинальный ток отключения высоковольтного выключателя, кА | 20 |
| Номинальный ток плавкой вставки силового предохранителя, А | 2; 3; 5; 8; 10; 16; 20; 31,5 -160; |
| Номинальный ток электродинамической стойкости главных цепей камер КСО (амплитуда), кА | 51 |
| Ток термической стойкости (3 с), кА | 20 |
| Номинальное напряжение вспомогательных цепей, В: | |
| цепи защиты, управления и сигнализации постоянного | 220 |
| цепи трансформаторов напряжения | 100 |
| цепи освещения: | |
| внутри камеры КСО | 36 |
В таблицах 4 и 5 даны основные технические данные камер КСО-298.
Максимальные расчетные токи кабельных линий, идущих от РУ -6 кВ до подстанций не превышают значения 225 А. Минимальное значение тока составляет 203,5 А. В этом случае целесообразнее было бы установить выключатели нагрузки с предохранителями ПКТ на 400 А, однако максимальный ток плавкой ставки силового предохранителя в камерах КСО - 298 составляет только 160 А.
Следовательно, примем к рассмотрению вариант с вакуумными выключателями ВВ/TEL - 10 на 400 А.
В качестве измерительного трансформатора напряжения примем к рассмотрению вариант с установкой трансформатора 3ģ3НОЛ-6 (трансформатор напряжения однофазный с литой изоляцией).
В цепи трансформатора напряжения устанавливается ограничитель перенапряжения ОПН-КР/ТЕL-6 и предохранитель ПКН 001 -10 (изготовитель допускает установку предохранителя в цепь 6 кВ).
Выбор и проверка выключателей 6 кВ сведена в таблицу 6:
Таблица 6
| Параметры | Усл. обознач. | Ед. изм. | Условие выбора | Данные выключателя | Дополнительные сведения | |
| Расчетные | Каталог | |||||
| Выбор Номинальное напряжение, | Uн | кВ |
| 6 | 10 | Вводной Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
| Номинальный ток | Iн
| А |
| 560,8 215,5 222,9 203,5 | 630 400 400 400 | Вводной Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
| Проверка Ток отключения | Iн.откл | кА |
| 7,39 | 20 | Вводной Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
| Проверка Допустимый ударный ток К.З. | iном.дин | кА |
| 14,7 | 52 | Вводной Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
| Проверка Ток термической стойкости за время tном.т.с.3 с. | Iном.т.с. | кА |
| 3,207 | 20 | Вводной Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
| Номинальная мощность отключения | Sном.откл | кВА |
| 76,8 | 207,8 | Вводной Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
Выбор выключателей проведен для одной секции шин (с большими токами короткого замыкания), выбор для другой секции осуществляется аналогично.
Выбор секционного и подстанционного выключателя проведем отдельно.
Секционный выключатель должен обеспечить коммутацию в условиях аварии, когда отключен один из вводов. Поэтому выбор в общем случае должен осуществляться по току наиболее загруженной секции. В нашем случае это не принципиально, так как нагрузка распределена равномерно. Приведем итоговые таблицы распределения нагрузок.
Таблица 7
| 1 секция КТП №1 | 2 секция КТП №1 |
| 1 корпус | 2 корпус (без учета шлифовального участка и столовой АБК) |
| 3 корпус | |
| Вспомогательные: склад ГСМ, вентиляция, станочное отделение | |
| 2 корпус (шлифовальный участок, столовая) | |
| Суммарная нагрузка: P = 958,77 кВт; Q = 345,32 кВАр | Суммарная нагрузка: P = 1055,94кВт; Q = 375,72кВАр |
Таблица 8
| 1 секция КТП №2 | 2 секция КТП №2 |
| 6 корпус+Сторонние | 76% мощности 5 корпуса |
| 24 % мощности 5 корпуса | |
| Суммарная нагрузка: P = 1112 кВт; Q = 194,35 кВАр | Суммарная нагрузка: P = 1117 кВт; Q = 92,52 кВАр |
Таблица 9
| 1 секция КТП №3 | 2 секция КТП №3 |
| Вспомогательные: компрессорная, гараж. | Вспомогательные: КНС, очистные |
| 4 корпус | |
| Суммарная нагрузка: P = 942,45 кВт; Q = 353,12 кВАр | Суммарная нагрузка: P = 902,2 кВт; Q = 460,1 кВАр |
Таблица 10
| Общая нагрузка РУ -6кВ 1 секции | Общая нагрузка РУ -6кВ 2 секции |
| Суммарная нагрузка (без потерь): P = 3013,02 кВт; Q = 892,9 кВАр | Суммарная нагрузка (без потерь): P = 3075,34 кВт; Q = 928,64 кВАр |
| S = 3142,538 кВА | S = 3212,494 кВА |
Необходимо различать два режима: нормальный и аварийный. При выборе аппаратов необходимо за расчетный режим работы сети принимать наиболее тяжелый. В нашем случае самым тяжелым режимом будет режим, при котором будет отключен один из вводов, а также выйдут из строя ( в результате аварии или ремонта) трансформаторы на комплектных трансформаторных подстанциях, то есть в работе будут принимать участие не 6 трансформаторов, а только 3.
Таким образом, секционный выключатель должен быть проверен на коммутацию полной расчетной мощности предприятия. При определении суммарной нагрузки необходимо учитывать потери, возрастающие в аварийном режиме пропорционально квадрату коэффициента загрузки трансформатора при работе одного трансформатора. Как уже отмечалось выше, на КТП установлены масляные трансформаторы. Такой выбор обусловлен прежде всего соображениями экономии (так как в камерах КСО установлены вакуумные выключатели, то при установке сухих трансформаторов пришлось бы рассматривать варианты защиты от перенапряжений, возникающих в процессе коммутации, при установке масляных трансформаторов такой защиты не требуется).
Суммарная нагрузка на одной из секции шин с учетом потерь в трансформаторах, работающих в аварийном режиме, составит:
P = 5566 кВт, Q = 4557 кВАр.
Сравнивая это значение со значением нагрузки, полученным выше (при расчете компенсирующих устройств P =5549 кВт и Q = 4462 кВАр), получим практически одинаковые результаты. Следовательно, потери в 6 трансформаторах, нормально работающих, и потери в 3 трансформаторах, работающих в режиме аварийной перегрузки, практически равны.
С учетом компенсации расчетная мощность S = 5874 кВА.
Следовательно, расчетный ток: 
Выбираем выключатель ВВ/TEL на 630 А (ближайшее большее значение тока).
Проверка выключателя осуществляется аналогично проверке других выключателей в соответствии с таблицей 6.
В задании на проектирование не указан тип выключателя на подстанции. Примем к рассмотрению вариант, при котором в ЗРУ подстанции установлены камеры КМ -1Ф с выключателями ВКЭ-М-10.
Расчетный ток кабельного ввода был найден ранее и составил 560,8 А.
По расчетному току выбираем выключатель ВКЭ-М-10-31,5/630. Номинальный ток выключателя 630 А.
Осуществим проверку выключателя:
По току отключения: на шинах подстанции Iк.з = 8,5 кА. Номинальный ток отключения 31,5 кА. (8,5 кА < 30 кА).
Проверка на электродинамическую стойкость:
Ток электродинамической стойкости выключателя 80 кА.
Расчетный ударный ток К.З.:
, где ударный коэффициент принят 1,94 (по таблице 2.45 стр.127 (8)).
23,32 кА < 80 кА.
Проверка тока термической стойкости 
Для выключателя ток термической стойкости для промежутка времени 3 с составляет 31,5 кА.
Приведенное время К.З. 
(собственное время выключателя составляет 0,05с). Апериодическую составляющую не учитываем, так как действительное время К.З больше 1 с. Приведенное время приравниваем к действительному, так как считаем энергосистему удаленной, мощность которой равна бесконечности. Итак, 31,5 кА > 5,487 кА.
Номинальная мощность отключения выключателя составляет:
Sном.откл ³ Sрасч.откл.
Итак, выбранные выключатели удовлетворяет всем условиям проверки.
Разъединители не проверяются по условию отключения токов К.З. и отключаемой расчетной мощности К.З. В остальном выбор и проверка разъединителей не отличается от выбора и проверки выключателей высокого напряжения.
Выбор и проверка разъединителей представлены в таблице 11.
Таблица 11
| Параметры | Усл. обознач. | Ед. изм. | Условие выбора | Данные выключателя | Дополнительные сведения | |
| Расчетные | Каталог | |||||
| Выбор Номинальное напряжение, | Uн | кВ |
| 6 | 10 | Вводные Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
| Номинальный ток | Iн
| А |
| 560,8 215,5 222,9 203,5 | 630 400 400 400 | Вводные Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
| Проверка Допустимый ударный ток К.З. | iном.дин | кА |
| 14,7 | 50 40 40 40 | Вводной Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
| Проверка Ток термической стойкости за время tном.т.с.4 с. | Iном.т.с. | кА |
| 2,79 | 20 16 16 16 | Вводной Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
Выбираем разъединители РВЗ-10/400 и РВЗ-10/630 (на 400 А и 630 А).
Выбор разъединителей проведен для одной секции шин, выбор для другой секции аналогичен.
Выбор и проверка трансформаторов тока и трансформаторов напряжения
Принимаем предварительно к установке в камерах КСО -298 трансформаторов тока
ТПОЛ10-0,5/10Р-600/5 и ТПОЛ10-0,5/10Р-400/5.
Выбор и проверку сведем в таблицу:
| Параметры | Усл. обознач. | Ед. изм. | Условие выбора | Данные выключателя | Дополнительные сведения | |
| Расчетные | Каталог | |||||
| Выбор Номинальное напряжение, | Uн | кВ |
| 6 | 10 | Вводные и секц. Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
| Номинальный ток | Iн
| А |
| 560,8 215,5 222,9 203,5 | 600 400 400 400 | Вводные и секц. Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
| Проверка кратности электродин. Стойкости ударн. тока К.З. | - | - |
| 17,3 26 26 26 | 81 114 114 114 | Вводной и секц. Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
| Проверка Кратность термической стойкости за время tном.т.с.3 с. | - | - |
| 5,3 8 8 8 | 32 32 32 32 | Вводной и секц. Отх. к КТП №1 Отх. к КТП №2 Отх. к КТП №3 |
Определим кратность допустимого тока электродинамической стойкости:
;
По справочным данным кдин = 114 (при первичном токе 400 А) и кдин = 81 ( номинальный первичный ток 600 А) : 
Основной проверяемой величиной является вторичная нагрузка, условие проверки: S2ном ³ S2p .
Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому Z2 = r2 .
Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов.
Примем длину проводников в пределах РУ - 6 кВ l = 6 м.
Трансформаторы тока соединены в неполную звезду, поэтому расчетная длина будет равна 10,4 м.
Примем к установке следующие приборы:
1. Амперметр Э351 , класс точности 1,5 потребляемая мощность 0,5 ВА.
2. Вольтметр Э351, класс точности 1,5, потребляемая мощность 3 ВА.
3. Счетчик СЭТ3а-01П26(Г), класс точности 0,5, потребляемая мощность катушки тока 0,05 ВА, напряжения - 10 ВА.
Определим сопротивление приборов:
1. В цепь отходящей линии включен амперметр:
;
Допустимое сопротивление проводов:
Ом
Сечение проводников составит:
мм 2.
Принимаем кабель АКВБбШв с жилами 4 мм 2.
0 комментариев