Принципиальная электрическая схема подстанции принята в соответствии
С СТО 56947007-210.240.30.010-2008 "Схемы принципиальные электрические
распределительных устройств подстанций 35-750 кВ. Типовые решения".
ОРУ-110 кВ подстанции выполнено по типовой схеме 110-5 АН: «Мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов».
1. Так как мостиковые схемы применяются на стороне ВН ПС 35, 110 и 220кВ при 4-х присоединениях (2ВЛ+2Т) и необходимости осуществления секционирования сети.
2. На напряжении 110 и 220 кВ мостиковые схемы применяются как с ремонтной перемычкой так и при соответствующем обосновании без ремонтной перемычки.
3. При необходимости секционирования сети на данной ПС в режиме ремонта выключателя предпочтительнее применять схему 5АН (мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов).
4. Схема 5АН применяется при необходимости частого отключения трансформаторов. Схемы 5Н, 5АН, могут быть применены при установке на первом этапе развития ПС одного трансформатора. Количество выключателей при этом определяется технической необходимостью.
5. В схемах 5Н, 6, 6Н дополнительные трансформаторы тока у силовых трансформаторов устанавливаются при соответствующем обосновании.
6. Необходимость установки ремонтной перемычки в схемах 5Н и 5АН определяется возможностью отключения одной из ВЛ в схеме 5Н (одного из Т в схеме 5АН) на время ремонта выключателя: если такое отключение ВЛ по условиям электроснабжения потребителя возможно – перемычка не устанавливается.
ЗРУ-10 выполнено по схеме 10-2 "Две, секционированные выключателями,
системы шин". Две секционированные выключателями системы шин применяется при двух трансформаторах с расщепленными обмотками или при сдвоенных реакторах, присоединенных каждый к двум секциям
Исходя из требований обеспечения надежности электроснабжения
потребителей на ПС 110/10 кВ Индустриальный парк «Шексна» принята установка двух масляных силовых двухобмоточных трансформаторов с расщепленной обмоткой напряжением 110/10 кВ мощностью 25 МВА.
5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫСОБСТВЕННЫХ НУЖД
Состав потребителей собственных нужд подстанции зависит от типа подстанции, мощности и типа трансформаторов, типа оборудования.
Мощность потребителей собственных нужд невелика, поэтому они присоединяются к сети 380/220 В, которая получает питание от понижающих трансформаторов 10/0,4 кВ, которые называются трансформаторами собственных нужд (ТСН).
Потребителями собственных нужд являются электродвигатели обдува трансформаторов, обогрев приводов выключателей, аппаратуры шкафов КРУМ, освещение подстанции и другие потребители.
Наиболее ответственными потребителями собственных нужд являются оперативные цепи, система связи и телемеханики, система охлаждения трансформаторов, аварийное освещение подстанции.
5.1 Определение расчетных нагрузок
Расчетная нагрузка принимается равной:
| (5.1) |
| (5.2) |
где 
- коэффициент одновременности.
tg φ – соответствует cos φ данной группы электроприемников.
Полная расчетная мощность:
| (5.3) |
Расчетный ток для группы электроприемников находится по формуле:
| (5.4) |
где 
номинальное напряжение сети, кВ.
Определим основные нагрузки потребителей собственных нужд и сведем их в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 – Расчет нагрузок СН
| Позиция | Наименование потребителя | n, шт | Sном, 
| Ки | cosφ |
| Шкаф обдува трансформатора | 4,4 | 0,8 | 0,8 | ||
| Питание РПН трансформатора | 0,4 | 0,8 | |||
| Телемеханика и связь 1 | 4,4 | 0,8 | |||
| Питание ОБР | 0,5 | 0,3 | 0,8 | ||
| Питание оперативных цепей БПНС | 1,3 | 0,8 | 0,95 | ||
| АУОТ | 21,25 | 0,8 | 0,8 | ||
| Выпрямительное устройство ВУ | 2,9 | 0,7 | 0,7 | ||
| Завод пружин и обогрев ЭВ -110 | 2,4 | 0,8 | |||
| Питание и обогрев приводов Р-110, обогрев шкафов на ОРУ-110, ШОР-110 | 4,21 | 0,11 | 0,95 | ||
| Блок питания устройств телемеханики 1 | 1,4 | 0,8 | |||
| Отопление и освещение ЗРУ-10 кВ ЩС | 0,5 | 0,8 | |||
| Аварийное освещение ЗРУ-10 кВ 1 | 0,2 | 0,95 | |||
| Наружное освещение | 1,5 | 0,5 | 0,95 | ||
| Отопление и освещение ОПУ | 2,21 | 0,7 | 0,95 | ||
| Питание ОПС | 0,03 | 0,9 | 0,9 | ||
| ИТОГО | 105,77 |
Выбор трансформаторов собственных нужд
Мощность трансформаторов определяется по выражению:
| (5.5) |
Применим трансформаторы типа ТСЗ – 100/10/0,4
где 
номинальная мощность трансформатора;
Таблица 5.2 
Параметры трансформатора ТСЗ - 100/10/0,4УЗ
| Тип трансформатора | Sном, кВА | ВН, кВ | НН, кВ | Pхх, кВт | Pк ,кВт | Uк,% |
| ТСЗ - 100/10/0,4УЗ | 0,4 | 0,4 | 1,97 | 4,5 |
Выбранный трансформатор имеет запас по мощности и, при необходимости, позволяет увеличить нагрузку.
5.2 Выбор панелей собственных нужд
Панели собственных нужд ПСН предназначены для ввода и распределения электроэнергии переменного тока от силового трансформатора собственных нужд мощностью до 1000 кВА на эл. станциях, подстанциях и энергообъектах напряжением 35-750 кВ. ПСН по виду конструкции представляют собой щиты панельного и шкафного исполнения, двухкаркасные, двухстороннего обслуживания с установкой на полу. На верхнем съемном каркасе расположены сборные шины щита ПСН и измерительные приборы устанавливаемые на дверцах.
В рабочей зоне нижнего каркаса размещены автоматические выключатели с органами управления, расположенными на дверях. Ряды зажимов, переходные шинки, элементы коммутации размещены со стороны монтажа. На дверях размещены также сигнальные лампы положений автоматических выключателей. Панели ПСН могут поставляться с автоматическими выключателями как отечественных, так и зарубежных фирм.
Выбираем для установки три панели ПСН 1101 на ток 630 А, обеспечивающие ввод и секционную связь 2 трансформаторов мощности до 250 кВт, и две панели ПСН 1112 на ток 200 А для отходящих линий
6 ВЫБОР ШИНОПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ
6.1 Выбор шинопроводов
Выбор сечения шин производится по нагреву(по допустимому току). При этом учитываются не только нормальные, но и послеаварийные режимы, а также режимы в период ремонтов и возможность неравномерного распределения токов между секциями шин.
Номинальные токи электроприемников представлены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 
Номинальные токи электроприемников
| Напряжение, кВ |  , А
|  , А
| |
| 276.37 | 386.93 | ||
| 1 сш | 412 43 | ||
| 2 сш | 415 44 | ||
| 3 сш | 417 45 | ||
| 4 сш | 412 44 | ||
| 0,4 | 428.4 |
На ПС 110/10 кВ применяем жесткие и гибкие шины. Выбор токопроводов осуществляется по:
1) нагреву расчетным током:
| (6.1) |
2) допустимому термическому действию тока КЗ:
| (6.2) |
3) динамическому действию тока КЗ
| (6.3) |
Условие проверки шинопровода по нагреву расчетным током:
| (6.4) |
где 
расчетный ток потребителя, для одиночного электроприемника
длительно допустимый ток, А;
– поправочный коэффициент, учитывающий отличие температуры в цехе от температуры, при которой задан 
, [2,стр.27]
– поправочный коэффициент, учитывающий снижение допустимой токовой нагрузки для проводов при их многослойной прокладке в коробах.
Основные параметры шин представлены в таблице 6.2.
Таблица 6.2 
Основные параметры шин
| Наименование параметра | Значение параметра для серии | |
| ТЭНЕ-10 | АС -120 | |
| Номинальное напряжение, кВ | ||
| Наибольшее рабочее напряжение (линейное), кВ | 10,5 | |
| Номинальный ток, кА | ||
| Ток электродинамической стойкости шин (ударное значение, менее 0,1 с) | ||
| Ток термической стойкости шин в течение 3 с, кА | 31,5 | |
| Уровень изоляции по ГОСТ 1516.3-96: | Нормальный | Повышенный |
Согласно ПУЭ потеря напряжения должна удовлетворять условию:
| (6.5) |
6.2 Выбор проводов для отходящих линий 10 кВ:
Условие проверки провода по нагреву расчетным током:
|
| (6.6) |
где расчетный ток потребителя, для одиночного электроприемника
длительно допустимый ток, А;
– поправочный коэффициент, учитывающий отличие температуры в цехе от температуры, при которой задан [2,стр.27]
– поправочный коэффициент, учитывающий снижение допустимой токовой нагрузки для проводов при их многослойной прокладке в коробах.
Принимаем к прокладке самонесущий изолированный провод СИП.
Параметры СИП-3 представлены в таблице 6.3.
Таблица 6.3 – Основные параметры СИП-3
| Номинальное сечение фазной токопроводящей жилы, мм2 | Допустимый ток нагрузки, А | Допустимый ток 1 с короткого замыкания, кА | Наибольшее рабочее напряжение |
| 16,5 |
Выбранные провода необходимо проверить на потери напряжения:
| (6.7) |
где 
, 
– активное и реактивное удельные сопротивления линии, мОм/м;
– длинна линии, км;
– угол сдвига между напряжением и током в линии.
Согласно ПУЭ потеря напряжения должна удовлетворять условию:
|
| (6.8) |
6.3 Выбор кабелей
Для выбора кабелей, прокладываемых в ЗРУ необходимо знать номинальные токи электроприемников, которые рассчитываются по формуле
Определяем расчетное сечение:
| (6.9) |
Выбираем стандартное сечение:
Для 0,4 кВ выбираем кабель марки ВВГЭнг LS 5/4:
«В» — ПВХ изоляция
«В» — ПВХ оболочка
«Г» — отсутствие защитного покрова («голый»)
«нг» — не поддерживающий горения
LS — Low Smoke – с пониженным дымо - и газовыделение.
Проверяем выбранные провода и кабели по нагреву расчетным током:
|
| (6.10) |
где расчетный ток потребителя, для одиночного электроприемника
длительно допустимый ток, А;
– поправочный коэффициент, учитывающий отличие температуры окружающей среды от температуры, при которой задан ; [2,стр.27]
– поправочный коэффициент, учитывающий снижение допустимой токовой нагрузки для проводов при их многослойной прокладке в коробах, [2,стр.27]
Выбранные провода необходимо проверить на потери напряжения:
|
| (6.11) |
где , – активное и реактивное удельные сопротивления линии, мОм/м;
– длинна линии, км;
– угол сдвига между напряжением и током в линии.
Согласно ПУЭ потеря напряжения должна удовлетворять условию:
|
| (6.12) |
7 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Расчет токов КЗ выполняется с целью проверки коммутационной аппаратуры на динамическую стойкость, чувствительность и селективность действия защит.
Исходная схема для расчета токов короткого замыкания представлена на рисунке 1.
Рисунок 7.1
Исходные данные для расчета:
Расчет выполним в именованных единицах.
Система С: источник бесконечной мощности
Трансформатор Т1: Sн.тр=25000 кВА; Uкз=10,5%; Pк=120,5 кВт;
Трансформатор ТСН:: Sн.тр=100 кВА; Uкз=4,5%; Pк=1,97 кВт
Линия W1:АС - 120; 
; 
; 
.
Линия W2: ТЭНЕ-10; 
; 
; 
.
Линия W3: ТЭНЕ-10; ; ; .
Линия W4: ТЭНЕ-10; ; ; .
Схемы замещения для прямой, нулевой и обратной последовательности представлены на рисунке 7.2.
Рисунок 7.2
Найдем параметры схемы замещения.
Базовые условия:
UБ1=115 кВ;
UБ2=10,5 кВ
Расчет для точки К1:
Сопротивление системы:
| (7.1) |
Сопротивление линии W1:
| (7.2) |
Сопротивления трансформатора Т1:
| (7.3) |
| (7.4) |
Сопротивления линий W2:
| (7.5) |
Сопротивления линий W3:
| (7.6) |
Сопротивления линий W4:
| (7.7) |
Сопротивления трансформатора ТСН:
| (7.8) |
Сопротивления нагрузки:
| (7.9) |
Определяем ЭДС:
Преобразуем схему замещения:
X1= Xс  +Xw1+XВН
| X1= 0,062 +0,0093+6,35=6,42
|
| X2=XТР НН+Xw3+ Xн2 | X2=0,735+0,0023+ 22,05=22,785 |
| X3=XТР НН+Xw2 | X3=0,735+0,0023=0,737 |
| X4= Xw4+ XТСН+ Xн1 | X4=0,1806+0,05+264,6=264,8 |
Ударный ток определяется по выражению:
| (7.10) |
где 
– ударный коэффициент.
| (7.11) |
Расчет двухфазного тока:
Таблица 7.1 
Расчетные значения тока
| Сторона |  кА
|  кА
|  кА
|
| 7,79 | |||
| 10,1 | 8,74 | 25,85 | |
| 0,4 | 12,3 | 10,65 | 31,5 |
8 ВЫБОР КОММУТАЦИОННОЙ И ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ
8.1 Расчет токов нормальных режимов
Токи нормальных режимов рассчитываются исходя из нормальной схемы соединений электрооборудования подстанции.
Рабочий ток с учетом транзитной мощности на стороне ВН равен
| (8.1) |
| (8.2) | |
| (8.3) |
| (8.4) |
Таблица 8.1 Расчетные значения рабочих токов
| Напряжение, кВ |  , А
|  , А
| |
| 276.37 | 386.93 | ||
| 1 сш | |||
| 2 сш | |||
| 3 сш | |||
| 4 сш | |||
| 0,4 | 428.4 |
8.2 Выбор выключателей и разъединителей
Выключатели выбираются по номинальному значению тока и напряжения, роду установки и условиям работы, конструктивному исполнению и отключающим способностям.
Выбор выключателей производится:
1) по номинальному напряжению:
| (8.5) |
где 
– номинальное напряжение выключателя, (кВ);
–номинальное напряжение сети, (кВ).
2) по длительному току:
| (8.6) |
где 
– номинальный ток выключателя, (А);
– максимальный рабочий ток, (А).
3) по симметричному току отключения:
| (8.7) |
 действующее значение периодической составляющей тока кз к моменту расхождения контактов (А)
– номинальный ток выключателя, (А).
| |
4) по номинальному значению апериодической составляющей:
| (8.8) |
апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов
5) по включающей способности:
| (8.9) |
где 
ударный ток КЗ, (А);
наибольший пик тока включения, (А);
начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя, (А);
номинальный ток включения, (А).
1) Проверка на электродинамическую стойкость по сквозным токам КЗ:
| (8.10) |
где 
наибольший пиковый ток(ток электродинамической стойкости) (А);
действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока (А);
2) Проверка на термическую стойкость производиться по тепловому импульсу
| (8.11) |
Выбор выключателей и разъединителей на стороне ВН приведен в таблице 8.1.
Таблица 8.2 Параметры оборудования, установленного на стороне 110 кВ
| Условия выбора | Расчетные данные | Тип оборудования | ||
| Выключатели | Разъединители | |||
| ВГП-110II-2500 | РГНП.1б-К-110/1000 | РГНП.2-К-110/1000 | ||
| Uсети  110 кВ
| Uном 110 кВ
| Uном 110 кВ
| Uном 110 кВ
|
| Iраб.мах 386,93 А
| Iном 2500 А
| Iном 1000 А
| Iном  000 А
|
|  9 кА
|  кА
| — | — |
|  10,4 кА
|  65 кА
| — | — |
|  23 кА
|  102 кА
| 80 кА
| 80 кА
|
|  кА  с
|  
| 
|
|
Выбор выключателей и разъединителей установленных на стороне НН приведен в таблице 8.3.
Таблица 8.3 
Параметры оборудования, установленного на стороне 10 кВ
| Условия выбора | Расчетные данные | Тип оборудования | ||
| Выключатели | ||||
| ВВ/TEL-10/2000 | ВВ/TEL-10/1600 | ВВ/TEL-10/1000 | ||
|
| Uсети 10 кВ
| Uном =10 кВ | Uном =10 кВ | Uном =10 кВ |
|
| Iраб.мах 585 А
| Iном =2000 А | Iном =1600 А | Iном =1000 А |
|
| 10,1 кА
| Iоткл =31,5 кА | Iоткл =31,5 кА | Iоткл =20 кА |
|
|  кА
|  31,5 кА
| 31,5 кА
| 20 кА
|
|
| 25,85 кА
| 80 кА
| 80 кА
| 51 кА
|
|
| кА с
| 
|
| 
|
Оборудование устанавливается в шкафы расположенные в ЗРУ.
8.3 Выбор предохранителей
1) по номинальному напряжению:
|
| (8.12) |
где – номинальное напряжение предохранителя, (кВ);
номинальное напряжение сети, (кВ).
2) по длительному току
|
| (8.13) |
где – номинальный ток предохранителя, (А);
– максимальный рабочий ток, (А).
3) по симметричному току отключения:
| (8.14) |
действующее значение периодической составляющей тока кз (А)
– предельный ток выключателя, (А).
4) по конструкции и току установки
Выбор предохранителей установленных на подстанции приведен в таблице
Таблица 8.4 Параметры установленного оборудования на стороне НН
| Условия выбора | Расчетные данные | Тип оборудования |
| Предохранитель | ||
| ПКТ-104/10 У1 | ||
|
| Uсети 10 кВ
| Uном =10 кВ |
|
| Iраб.мах 585 А
| Iном =200 А |
|  11,08 кА
| Iоткл =12,5 кА |
8.4 Выбор трансформатора тока
Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.
Условия выбора трансформатора тока.
1. По напряжению установки:
| (8.15) |
2. По току:
| (8.16) |
3. По электродинамической стойкости
|
| (8.17) |
4. Термической стойкости
|
| (8.18) |
где 
тепловой импульс по расчету (
);
время термической стойкости 
.
Таблица 8.5 Параметры трансформаторов тока на стороне 110 кВ
| Условия выбора | Расчетные данные | Тип оборудования | |
| Трансформатор тока | |||
| ТГФМ-110 | ТВТ-110 | ||
|
| Uсети =110 кВ | Uном =110 кВ | Uном =110 кВ |
|
| Iраб.мах =387 А | Iном =1000 А | Iном =600 А |
|  23 А
|  =100 кА
| =100 кА
|
|
| 
| 
|
|
Таблица 8.6 Параметры трансформаторов тока на стороне 10 кВ
| Условия выбора | Расчетные данные | Тип оборудования | |
| Трансформатор тока | |||
| ТОЛ-10 | ТЗЛМ-1-2 | ||
|
| Uсети =10 кВ | Uном =10 кВ | Uном =10 кВ |
|
| Iраб.мах =585 А | Iном =1000 А | Iном =1000 А |
|
| 25,85 кА
|  102 кА
| 102 кА
|
|
| 
| 
|
|
8.5 Выбор трансформаторов напряжения
Условия выбора трансформатора напряжения.
1. По напряжению установки 
2. По конструкции и схеме соединения обмоток;
3. По классу точности;
4 По мощности вторичных обмоток.
Таблица 8.7 Параметры трансформаторов напряжения
| Тип ТН | Uном, кВ | Схема соединения обмоток |  , кВА
|  , кВА
|  , кВА
|  , кВА
|
| НАМИТ-110 | Ун/ Ун/Ун/П-0-0 | |||||
| НАМИ-10 | Ун/ Ун /П-0 | 
|
8.6 Выбор ограничителей перенапряжения
Таблица 8.8 Параметры ограничителей перенапряжения
| Тип ОПН |  , кВ
|  , кВ
| Напряжение при импульсном токе 1,2/2,5 мс с амплитудой 400 А, кВ | Напряжение при импульсном токе 8/20 мкс с амплитудой 5000 А, кВ |
| ОПНп-110 | ||||
| ОПНп-10 |
8.7 Выбор приборов АСКиУЭ.
Таблица 8.9 
Параметры прибора учета электроэнергии
Тип прибор
Поиск по сайту©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование. Дата создания страницы: 2016-08-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных |
Поиск по сайту: Читайте также: Деталирование сборочного чертежа Когда производственнику особенно важно наличие гибких производственных мощностей? Собственные движения и пространственные скорости звезд |