Выбор настроек подстанции

 

Выключатели.

Переключатель выключателя предназначен для того, чтобы включить и выключить переключатель.

Привод представляет собой мощное устройство для работы вышеупомянутых операций. В некоторых переключателях, например, в воздушных переключателях привод приводится в контактную систему.

Основная часть привода - это механизм для соединения и разъединения.

Приводной механизм, подключенный к времени короткого замыкания, исключает динамическую мощность толкаемых контактов друг от друга.

Операция надстройки должна выполняться быстрее. Чем меньше время соединения, тем быстрее время автоматической перезагрузки.

В зависимости от источника питания для подключения и отключения используются следующие типы дисков: ручная, пружинная, нагрузка, электромагнитная, пневматическая.

Мы выбираем для подстанции 35 кВ напряжением 35/10кВ. Для стороны напряжения питания выбираем автоматический выключатель С-35М-630-10У1 типа ПЭМУ-500. Условия выбора указаны в таблице 5.1

 

Таблица 5.1.

Условия выбора автоматических выключателей и трансформаторов тока

Условие выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
С-35М-630-10У1 (35кВ)
Uорн ≤ Uном	Uорн=35 кВ	Uном=35 кВ
Iрұқ ≤ Iном	Iрұқ=138,79 А	Iном=630 А
IП.О ≤ Iн.сөн	Iп.о=4,74 кА	Iном=10 кА
ВВ/TEL -10-630-12,5/630 вакуумный выключатель(10кВ)
Uорн ≤ Uном	Uорн=10 кВ	Uном=10 кВ
Iрұқ ≤ Iном	Iрұқ=173,2 А	Iном=630 А
Iп.о ≤ Iн.сөн	Iп.о=2,16 кА	Iном=12,5 кА
ТФЗМ-35-150-5 трансформатор тока (35 кВ)
Uорн ≤ Uном	Uорн=35 кВ	Uном=35 кВ
Iмакс ≤ Iном	Iмах=146,21 А	Iном=150А
Iс-ы ≤ Iдин	Iс-ы=5,08 кА	Iдин= 52 кА
Вк ≤ I2терtтер	Вк=2,06 кА2∙с	I2терtтер= 1600 кА2∙с
ТЛМ10-У3 1500/5 трансформатор тока(10 кВ)
Uорн Uном	Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ
Iмах Iном	Iмах = 5 А	Iном = 1500А
Iс Iдин	Iс = 12,67кА	Iдин =100 кА
Вк I2терtтер	Вк= 12,54 кА2с	I2терtтер=2028 кА2с

 

Выбор трансформаторов напряженияТрансформаторы напряжения 35 кВ выбираются на следующих условиях:

U ≤ U_ном, U=35кВ, U_ном=35кВ

Номинальная грузоподъемность необходимых измерительных приборов и трансформаторов напряжения вторичного трансформатора приведена в таблице 8.6.

Напряжение 35 кВ: ЗНОМ-35-65 трансформатор напряжения - U_орн=35 кВ = U_жұм =35 кВ (таблица 8.7);

 

S_макс=91 В·А<S_ном = 1200 В∙А.

Таблица 5.2.Второстепенная нагрузка трансформатора напряжения 35 кВ

Устройство	тип	Мощность одной обмотки S, В∙А/саны	Соsφ	sinφ	Количество	Потребление мощности
P, Вт	Q, В·А
Активная	СШ-35кВ	И-674	3/2	0,67	0,89			83,5
Вольтметр	Э-335	2/1					-
Всего:		83,5

Счетчик реактивной мощности не установлен, так как его расчеты не выполняются. Тогда:

.

Напряжение 10 кВ: трансформатор напряжения НОМ-10-66T3: U_уст = 10 кВ = U_раб = 10 кВ; S_мах = 249 В · A < S_ном = 640 В ∙ A (таблица 5.8). Таблица 5.3.Второстепенная нагрузка трансформатора напряжения 10 кВ

Устройство	Тип	Мощность одной обмотки, В∙А/саны	соsφ	sinφ	Количество	Общее потребление
P, Вт	Q, В·А
Активная	СШ-10кВ	И-674	3/2	0,67	0,74			161,2
Реактивная	И-673	3/2	0,67	0,74			69,5
Вольтметр	Э-335	2/1					-
Всего:		230,7

Выбор ограничителей перенапряженийНелинейный ограничитель перенапряжения превосходит защиту блокирующего устройства, а также удобство разгрузочных клапанов. В отличие от вентильных разрядников, ограничители перенапряжений будут иметь высокий уровень предельного напряжения.В нижней части (10) выбираем нелинейное ограничение перенапряжения типа ОПН-РС-УХЛ1.Его основные параметры заключаются в следующем:Номинальное напряжение, кВ - 10Максимальное напряжение, кВ - 12,7. Выбор разъединителейВо время ремонта между контактами отображаются расстояния между отсоединяющими устройствами и оборудованием для ремонта.Но для упрощения схемы электромонтажа мы можем выполнить следующие операции с разъединителем:- выключить и подключить нейтрали и заземляющие дуговые реакторы при отсутствии заземления на площадке;- выключить и подключить зарядный ток (кроме конденсаторной батареи) всех шин и всех блоков;- отключить и подключить ток нагрузки до 15 А с трехполюсным разъединителем, установленным снаружи с напряжением 10 кВ и ниже.

Нельзя включать и выключать зарядный ток в ВЛ и кабельной линии, также в силовых трансформаторах с незначительным магнитным током в разъединителях.

Разъединители выбираются следующим образом:- по напряжению установки- по току - по типу устрановки, структуре, электродинамической безопасности

I_с-ы< I_шек, _с; I_п.о < I_пр.с,

где I_ПРС - предельный ток (амплитуда и влияние) короткого замыкания;-по тепловой прочности:

В_к £ I_тер² · t_тер

где В_к - рассчитанный тепловой импульс; t_тер - продолжительность потока термического тока на сопротивление воздуха.Принимая во внимание вышеуказанные критерии, принимаем разъединитель типа РНДЗ-2-35 / 1000 на напряжение 35 кВ.Проверяем:

U_уст = 35 кВ = U_ном =35 кВ;

I_max= 291 А < I_ном = 1000 А;

i_с-ы = 5,08 кА < I _пр.с = 63 кА;

I_п.о= 1,99 кА < I_пр.с=25 кА;

В_к = 2,06 кА²·с < 25² ·2= 1250 кА²·с.

Мы принимаем заземленные разъединители РВЗ-10/400 УЗ на напряжение 10 кВ.Проверяем:

U_уст = 10 кВ = U_ном=10кВ;

i_с-ы= 12,67 кА < I_{пр. с} = 41 кА;

I_п.о=4,96 кА< I_{пр. с} = 16 кА;

В_к = 12,54 кА²∙с < 16² ·2= 512 кА²∙с.

Выбор изоляторов

Напряжение 35 кВ - ОНШ-35-10-УХЛ1; F_раз=10кН

 

U_орн=35 кВ = U_жұм =35 кВ;

F_pac = = = 2,23 Н F_p = 0,6· F_раз = 0,6 ·10000 = 6000 Н > 2,23 Н Выбираем предохранитель ПКТ 101-35-2-843:

U_уст=35 кВ = U_раб =35 кВ;

I_р=2∙ I_ном.тр=0,05<I_номбал = 2А;

Напряжение 10 кВ – ОНШ-10-5-1УХЛ1

 

U_уст=10 кВ = U_раб =10 кВ;

F_pac = = = 13,88 Н F_p = 0,6· F_раз = 0,6 ·5000 = 3000 Н > 13,88 Н Выбор разделителей и коротких замыкателейКороткий замыкатель - специальное коммутационное устройство, которое вызывает искусственное короткое замыкание в электрической цепи.Короткие замыкатели используются для обеспечения защиты выключателя поврежденного трансформатора от релейной защиты после искусственного короткого замыкания подстанции.Разъединитель не отличается от штепсельной вилки, но для его снятия используются пружинные пружины. Вручную добавляет разъединитель. Разъединители могут быть односторонними или двухсторонними. Недостатком таких структур является очень длительное время выключения (0,4-0,5 с).Выбираем разделители по следующим критериям:- по напряжению на блоке устройства: U_уст£U_ном;- по току I_доп £ I_ном, I_max£ I_ном- по структуре, типу установки;- Динамическая динамическая плотность: I_с-ы£I_пр.с; I_п.о£I_пр.с;где I_пр.с - максимальный ток короткого замыкания;- по тепловой прочности

В_к£ I_тер² · t_тер

где В_к – вычисляемый тепловой импульс;В этих условиях также выбираются замыкатели на короткое замыкание, одним из которых является то, что они не проверяются на ток нагрузки. Выбираем между короткое замыкание КЗ-35 УХЛ1 (электрический привод - ПРК-1У1):Проверяем:

U_уст=35 кВ=U_ном=35 кВ;

I_с-ы= 5,64 кА < I_ПР.С = 51 кА;

I_П.0 = 2,21 кА < I _ПР.С⁼ 20 кА;

В_к= 2,54 кА²·с < 20² ∙2 = 800 кА²·с. Выбор шин напряжения 10 кВВыбор осуществляется по допустимому току шины: 50 x 5 мм² алюминиевая шина - I_доп = 665/670 A [7].

 

I_мах=S_{нагр.мах}/( ∙U_ном.вн);

I_max=513 А

 

минимальное поперечное сечение термической стойкости:

 

q_min= / 91= 1,43 мм² < q_рұқ=50 х 5 мм²;

При проверки термической стойкоости проводников условие υ_к.расч ≤ υ_к.доп должно выполняться [1, 3].

Допустимая температура для алюминиевых шин – 200 ^оC. Температура короткого замыкания шины составляет + 35 ^оС.

Находим на кривых температуры короткого замыкания тока проводника[3, 4, 5] следующее:

 

А _υк=А _υр+(I_∞/F)²∙t_пр,

 

где I_∞ - ток с трехфазным замыканием, A;

F- площадь проводника, мм²;

t_пр - время трехфазного короткого замыкания, ч;

А _υр - длина кривой по оси абсцисс.

Из этого следует: А _υк=300+(11231/960)² ∙0,25=327 Рассчитаем расчетную кривую, которая составляет 67 ^оC.То есть шины соответствуют условиям термостойкости.Определим силу f, которая влияет на шины [3, 4]: f = = = 1,4 Н где случай представляет собой трехфазный килограмм. ударный ток, кАа - расстояние между фазами, 100 см;l - длина интервала, 50 см.Момент натяжения шины: где h - толщина шины 5 см;b - толщина одной полосы, 0,5 см

σ_расч=f·L/10∙W=1,4·50²/10∙2,1=167 Н,бұл < σ_доп=650 Н.

 

Каталоги и расчеты приведены в таблице 5.9. Таблица 5.9. Выбор шин 10 кВ

Шина 10кВ 50 х 5
Условие	Расчетные данные	Каталожные данные
Uуст ≤ Uном	Uуст=10кВ	Uном=10кВ
σрасч≤ σдоп	σрасч=167 Н	σдоп=650 Н
Imax ≤ Iдоп	Imax =520 А	Iдоп=670 А
υк.расч ≤ υк.доп	υк.расч=67 оС	υк.доп=200 оС

Схема питания основной подстанцииОсновное распределение подстанций зависит от типа потребителей на подстанции, мощности трансформаторов, типов электроустановок. Индивидуальные потребители нуждаются в напряжении 380/220 В. Такие потребители питаются от силовых трансформаторов.Мощность силовых трансформаторов выбирается исходя из их собственной нагрузки с учетом коэффициента нагрузки и коэффициента однородности.В основной распределительной подстанции используется переменный ток, поэтому трансформаторы ТН-1 и ТСН-2 подключены к входам основных трансформаторов Т-1, Т-2. Это позволит контролировать переключение 10-35 кВ на 10-35 кВ при полной потере напряжения в шинах. 5.1 Основная подстанция распределения нагрузки

Необходимые силовые трансформаторы выбираются в следующих условиях [3]: S_т>S_расч.

 

S_расч = К_с · = 54,21 кВ · А

 

Прежде всего, это определяет нагрузку необходимых трансформаторов. Нагрузка состоит из охлаждения силовых трансформаторов, электропривода выключателей, нагревателей коротких замыканий, внутренних распределительных устройств, распределительных шкафов, открытого и закрытого распределительного оборудования, освещения передней комнаты и панели управления. Вычисляем расчет и значения помещаем в таблицу 5.10.Предохранители, выбранные по умолчанию, проверяются предельным током:

I _п.о ³I_сөн, А,

 

ПКТ 101-10-2-31,543 Выбор предохранителя:

U_уст=10 кВ = U_раб =10 кВ;

I_доп=2∙ I_ном.тр=3,5<I_номбал = 8А;

I_п,о = 2,16 кА < I_н.сөн= 31,5 кА.

Выбор низкого напряжения 10 кВ Выбираем РК серии ТЕL (распределительный комплект) напряжением до 10 кВ.РК серии TEL - предназначен для приема и распределения трехфазной сети переменного тока мощностью 50 кВ и 60 Гц с напряжением 10 кВ в нейтральных изолированных или заземленных сетях.TEL /РК состоит из отдельных компактных шкафов. Каждая из них имеет от двух до четырех соединительных шин. Основным коммутационным устройством является вакуумный выключатель BB / TEL.Отличительные особенности серии TEL:размеры и вес шкафов;- высококачественная подготовка и простота установки;- высокая надежность;- безопасность и простота эксплуатации;- Он не требует ремонта в течение 25 лет.TEL / PK предназначен для использования в здании, где:- на высоте 1000 м над уровнем моря;- не превышает максимальную рабочую температуру (окружающее) значение температуры окружающего воздуха;- низкое рабочее значение температуры окружающего воздуха - не ниже. Таблица 5.6.Технические характеристики ячеек TEL / РК

Параметры	Значение
Номинальное напряжение, кВ
Максимальное напряжение, кВ
Номинальный ток шины, А
Номинальный ток главных цепей, А	400,630
Ток теплового сопротивления, с: для главной цепи заземляющие цепи
Номинальное напряжение дополнительных цепей переменного тока, В:
Возможные дополнительные потери напряжения	-15%;+10%

Полная безопасность TEL / РК обеспечивается простотой и удобством переключения, а также системой оперативного блокирования.Структурированные решения, обеспечивающие безопасную работу:- использование изолированных композитных шин;- использование металлических плотин между частями шкафа и отдельными кабельными соединениями;- использование предохранительных клапанов в качестве аварийных клапанов в нерабочем районе, когда дуга участков высокого напряжения и кабеля сформирована на электрической дуге;- Наличие ячеек для тестирования фаз напряжения и кабеля на фасадах шкафа.Простота и удобство переключения выполняются следующим образом:- оригинальная конструкция вакуумных выключателей и разъединителей;- возможность визуального контроля положения контактных контактов;- наличие пневматики, которая отражает расположение основных контактов выключателей и разъединителей.Глубина кабельного канала определяется знаком кабеля и секцией, но должна быть не менее 1200 мм. 6 Релевая защита и автоматизация трансформаторов В процессе использования систем электропитания их отдельные компоненты повреждены. Наиболее опасным и частым видом повреждения является короткое замыкание коротких замыканий между отдельными фазами электрических установок и однофазными замыканиями на землю. В электрических машинах и трансформаторах есть также закрытие пакетов, включая короткое замыкание и интерфазу. Из-за короткого замыкания нормальная работа системы электропитания будет нарушена, что приведет к слишком большому ущербу для производства.Когда блок питания включен, элементы системы электропитания подвергаются воздействию термического и динамического воздействия. Настройте набор автоматических устройств, называемых релейной защитой, чтобы минимизировать и предотвратить эти эффекты.Основными требованиями к релейной защите являются:- надежное отключение всех видов повреждений;- чувствительность защиты;- демонтаж поврежденных воздушных судов;- способность влияния;- Сигнальные сигналы.Релейная защита силовых трансформаторов защищает от следующих видов повреждений и сбоев:- многофазные короткое замыкание в обмотках и включениях, подключенных непосредственно к нейтральному заземлению;- обмотки;токи в пакетах, генерируемых во время загрузки;- Снижение уровня масла. Дифференциальная защитаЭтот тип защиты выполняется на реле РНТ-565 и защищает трансформатор от однофазного короткого замыкания. Для всех рычагов дифференциальной защиты (с номинальной мощностью обмотки трансформатора) определяются номинал первого и второго порядка номинального тока.Рассчитаем дифференциальную защиту тока трансформатора TMН-7500/35 - 35/10, установленного на главной подстанции торможения. Таблица 6.1.Характеристики паспорта трансформатора:

Тип	Uном кВ	Потери, кВт	iх,%	uк,%
ВН	НН	Рх	Ркт
ТМ - 7500/35			5,7	33,5		7,5

Мы описываем первичные номинальные токи на стороне силового трансформатора:Потери трансформатора на подстанции:

I_раб1 = = = 104 А

I_раб2 = = = 365,4 А

 

Коэффициенты трансформатора тока:

k_тр1 = = = 36 А

k_тр1 = = = 126,5 А

 

Принимаем стандартные значения коэффициентов преобразования:

k_т=200/5=40;

k_т=600/5=120;

k_т=1500/5=300;

 

Определяем вторичные токи дифференциальной защиты:

i_2.1 = = = 4,5 А

i_2.2 = = = 5,27 А

 

Определяем дефектные токи внешних коротких замыканий.В общем случае несбалансированный ток имеет следующую формулу:

I_{нбал.тр} = I_нбал'+ I_нбал'',

 

где I_нбал - ток небаланса, вызванный ошибкой трансформатора тока,I_нбал'' - неуправляемый ток, вызванный регулированием трансформаторов напряжения под нагрузкой.Определим оптимальный ток:в нижней части трансформатора:

I_нбал3=(ɛ+Δu) · I_к3⁽³⁾ = 0,1 · 2760 = 276 А

где ɛ - коэффициент, учитывающий погрешность 10% трансформатора тока;I_к3 (3) - ток короткого замыкания в нижней части трансформатора.

I_{нбал3мах}=276 А

 

Определим время начала защиты:1. С учетом состояния скачка магнитного удара:

I_ік=К_н · I₁=1,3*104=135 А

где K_н = 1,3-1,4 - коэффициент надежности;I₁ - ток в верхней части трансформатора.2. По условию максимального тока разряда:

I_ік=К_н · I_{нбал3мах}=1,3*276=360,1 А

В качестве расчетного значения начального тока защиты получаем наибольшее из этих двух значений:

I_ік= 360,1 А

Определяем ток запуска реле:

I_ік= *k_cx= * = 15,59 А

где k_т, k_сх - для вершины.Изучаем чувствительность защиты:

К_н= ≥ 2

I_рмин = = = 57,2 А

К_н = 57,2/15,59 = 2,9˃2 где I_рмин - вычисленный минимальный ток при двухфазном коротком замыкании в реле дифференциальной защиты;I3 - минимальное значение тока ТТ в точках K2 и K3.

I_іқ = К_н* I₁ = 1,5*104 = 156 А

Определяем ток запуска реле:

I_ік= *k_cx= * = 2,85 А

Определяем числа обмотки:

W_р = = = 35 обмоток

Округлим результирующее число до ближайшего большего, т. е. W = 35.Определяем количество упаковочного валка:

W_тен.1 = * W_жум = *35 = 28 орам

W_тен.1 = 28 орам

Мы определяем количество упаковочных тормозов:

W_теж.1 = = = 11,7 орам

W_теж.1 = 12 орам

вычисляем токи защиты:

I ^'_іқ = К_сен* I_ббал2 = 1,3*276 = 352,8 А

 

сравниваю ток с величиной тока запуска:

360,1 А ˃ 352,8 А

I_іқ ˃ I ^'_іқ

 

Поэтому мы поставили реле со стороны 10 кВ. Максимальная защита по току (MPD)Он используется для защиты коротких замыканий от внешних коротких замыканий и является дополнительным резервом для дифференциальной защиты.Максимальная защита тока выполняется на двухфазном реле RT-40. Защита судов с остановкой 9.3 Максимальная защита по току (MPW)Он используется для защиты коротких замыканий от внешних коротких замыканий и является дополнительным резервом для дифференциальной защиты.Максимальная защита тока выполняется на двухфазном реле RT-40. Защита выполняется в двух наборах сетевых элементов.Газовая защитаЭнергия нашей страны растет высокими темпами. Как маркер технического прогресса, он находится на переднем крае будущего. Многие электростанции и подстанции, питаемые линиями электропередач, разрабатывают и параллельно выполняют свои энергетические системы; В ближайшем будущем изолированные энергосистемы страны не будут работатьСледует избегать или отключать или отменять разную релейную защиту трансформаторов и автотрансформаторов во время нормальной работы.Согласно применяемым правилам, мощность намотки 35 кВ, 4000 кВА и выше, оснащена газовыми трансформаторами. Если малые силовые трансформаторы расположены внутри полки, они также могут быть оснащены защитой от газа. Если силовые трансформаторы 1000-4000 кВА не имеют быстрой защиты (дифференциал, контактор или максимальная защита от тока в течение 1 ч), тогда будет обеспечена защита газа.Масляная система трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов аналогична, и электрические потоки быстро включаются. Итак, давайте посмотрим на устройство масляных трансформаторов ниже. 7 Защитное устройство с нейтральными изолированными линиями с однофазным заземлением 6-10 кВ. Это защитное устройство предназначено для быстрого запуска и селективности в короткозамкнутых нейтральных изолированных линиях для однофазных заземлений.Для защиты однофазных замыканий на землю в настоящий момент он включает в себя: защитный фильтр, оснащенный преобразователем тока с нулевой секвенцией, трансформатором напряжения, реле и двухмоторным мостом. Основным недостатком этого защитного устройства является его низкая селективность из-за переходных барьеров для однофазного короткого замыкания. Основным преимуществом защитного устройства, обеспечиваемого конкретным вопросом, является предотвращение вышеупомянутых дефектов.Основные элементы защитного устройства:- источник питания; A;- Трансформатор TN1 с нулевой последовательностью;- дополнительный трансформатор тока Т2 в нулевой последовательности;- Соединительные конденсаторы по фазе C;- Подходящие элементы для E1 и ES2;- тиристорный опто-VU1-VU2;- Резисторы R1-R4;- логические элементы I-N E1-E5;Транзистор VT;- Оптодетектор VU3;- переключатель нагрузки QF. Рисунок 7.1 Схема выключения Принцип работы защитного устройства:В момент короткого замыкания через трансформатор тока находится ток перегрузки по току, и именно на этот раз большой сигнал посылается на управляющий электрод тиристорного оптоана. Логически логические элементы будут выпущены в течение определенного времени. На выходе второго логического элемента будет большое напряжение. Под воздействием транзистора откроются транзистор и оптотеатр, а электромагнит разделителя нагрузки и зона с коротким замыканием отключена.