Электроснабжение автомобильного завода

[pic]>1000А, следовательно ЕД=1,6 В/мм.

Тогда сопротивление дуги [pic]

Суммарное активное сопротивление будет равно:

[pic];

Полное сопротивление цепи КЗ: [pic]

Переодическая составляющая тока трёхфазного КЗ в точке К-5:

[pic];

[pic]; [pic]

Ударный ток в точке К-5 равен: [pic].

Результаты рассчётов токов КЗ сведены в таблицу 14

|Точка КЗ |IK-i(3), кА|IK-i(2), кА|Та, с |Куд. |Iуд К-i, |

| | | | | |кА[pic] |

|K-1 |8,91 |7,71 |0,05 |1,8 |22,68 |

|K-2 |9,91 |8,58 |0,12 |1,92 |26,9 |

|K-3 |9,15 |7,92 |0,12 |1,92 |24,77 |

|K-4 |8,55 |7,4 |0,12 |1,92 |23,21 |

|K-5 |9,85 |– |0,0039 |1,079 |15,03 |

8. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

8.1. Выбор аппаратов напряжением 11О кВ

Выберем выключатель 110 кВ.

Условия его выбора:

1. по номинальному напряжению;

2. по номинальному длительному току. Условия проверки выбранного

выключателя:

1. проверка на электродинамическую стойкость:

1.1. по предельному периодическому току;

1.2. по ударному току КЗ;

2. проверка на включающую способность:

2.1. по предельному периодическому току;

2.2. по ударному току КЗ;

3. проверка на отключающую способность:

3.1. номинальному периодическому току отключения;

3.2. номинальному апериодическому току отключения;

4. проверка на термическую стойкость.

Расчётные данные сети:

расчётный ток послеаварийного режима IР=78А был найден в пункте 5.3. по

формуле(5.3.1);

расчётное время:

?=tрз+tсв, (8.1.1)

где tрз — время срабатывания релейной защиты (обычно берётся

минимальное значение); вданном случае для первой ступени селективности

tp3=0,01, с;

tсв — собственное время отключения выключателя (в данный момент пока

неизвестно); действующее значение периодической составляющей начального

тока короткого замыкания 1по=8,91 кА было рассчитано в пункте 7.1.;

периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент расхождения

контактов выключателя Iп? вследствие неизменности во времени тока КЗ

принимается равной периодической составляющей начального тока З:

Iп?=Iп0=8,91 кА;

апериодическая составляющая полного тока КЗ в момент расхождения контактов

выключателя определяется по выражению:

iа?=[pic] (8.1.2)

и будет определено позже;

расчётное выражение для проверки выбранного выключателя по апериодической

составляющей полного тока КЗ:

[pic]

(8.1.3)

расчётный импульс квадратичного тока КЗ:

[pic] (8.1.4)

будет также определён позже.

Согласно условиям выбора из [8] выбираем выключатель ВМТ-110Б-

20/1000УХЛ1 со следующими каталожными данными: Uном=110 кВ; IHOM=1000

A; Iн откл= 20 кА; ?=25%; i пр скв= 52 кА; Iпр скв=20 кА; iн вкл= 52 кА;

Iн вкл=20 кА; IТ=20 кА; tT=3 с; tCB=0,05 с. Определим оставшиеся

характеристики сети: Расчётное время по формуле (8.1.1): ?=tp3 +

tCB=0,01+0,05=0,06 с;

Апериодическая составляющая полного тока КЗ в момент расхождения

контактов выключателя по формуле (8.1.2): iа?=[pic]

Расчётное выражение согласно формуле (8.1.3): [pic];

Расчётный импульс квадратичного тока КЗ по формуле (8.1.4): [pic]

Расчётные данные выбранного выключателя:

проверка выбранного выключателя по апериодической составляющей полного тока

КЗ: [pic] (8.1.5)

проверка по термической стойкости:

BK=IT2·tT (8.1.6)

Вк=202·3=1200 кА2·с.

Выбор и проверка выключателя представлены в таблице 15.

Выберем разъединитель 110 кВ.

Условия его выбора:

1. по номинальному напряжению;

2. по номинальному длительному току.

Условия проверки выбранного разъединителя:

1. проверка на электродинамическую стойкость;

2. проверка на термическую стойкость.

Для комплектной трансформаторной подстанции блочного типа КТПБ-110/6-

104 тип разъединителя согласно [8] — РНДЗ.2-110/1000 или РНДЗ-16-110/1000.

Согласно условиям выбора с учётом вышесказанного из [8] выбираем

разъединитель РНДЗ.2-110/1000 У1 со следующими каталожными данными:

ином=110 кВ; 1НОМ=1000 А; 1,1рскв= =80 кА; 1Т=31,5 кА; tT=4 с.

Расчётные данные выбранного разъединителя: термическая стойкость:

BK=IT2·tT=31,52·4=3969 кА2·с.

Выбор и проверка разъединителя представлены в таблице 15.

Таблица 15. Выбор аппаратов напряжением 110 кВ

|Условия выбора (проверки) |Данные сети|Выключатель|Разъединител|

| | | |ь |

|Uсети?Uном |110 |110 |110 |

|Iр?Iном |78 |1000 |1000 |

|Iпо?Iпр скв |8,91 |20кА |– |

|Iуд?iпр скв |22.68 |52 |– |

|Iп0?Iн.вкл |8,91 |52 |– |

|iуд?iн.вкл |22,68 |52 |80 |

|Iп??Iн.откл |8,91 |20 |– |

|[pic]?[pic] |16,34 |35,25 |– |

|Вк < IT2'·tT |8.73 кА2·с |1200 кА2·с |3969 кА2·с |

8.2. Выбор аппаратов напряжением 6 кВ

Выберем ячейки распределительного устройства 6 кВ.

Так как РУНН принято внутреннего исполнения, будем устанавливать

перспективные малогабаритные ячейки серии «К» с выкатными тележками.

Расчётный ток вторичной обмотки трансформаторов ППЭ:

[pic]

Выбираем малогабаритные ячейки серии К-104 с параметрами: UHOM=6 кВ,

Iном=1600 А, Iн.откл =31,5 кА, iпр.скв=81 кА; тип выключателя ВК-10.

Выберем вводные выключатели 6 кВ.

Расчётные данные сети:

расчетный ток послеаварийного режима 1Р= 1360,18 А;

расчётное время ?=tp3 + tCB=0,0 1+0,05=0,06 с;

действующее значение периодической составляющей начального тока КЗ

Iп0=9,91кА было рассчитано в пункте 7.2.;

периодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения

контактов выключателя Iп?=Iп0=9,91кА

апериодическая составляющая полного тока КЗ в момент расхождения контактов

выключателя: iа?=[pic]

расчётное выражение для проверки выбранного выключателя по апериодической

составляю-

щей полного тока КЗ: [pic]кА;

расчётный импульс квадратичного тока КЗ: [pic]

Выбираем выключатель ВК-10-1600-20У2 со следующими каталожными

данными: Uном=10кВ; Iном=1600А; Iн.откл=31,5кА;?=25%;

iпр.скв=80кА; Iпр.скв=31,5кА; iн.вкл=80кА; Iн.вкл=31,5кА; IТ=31,5кА;

tт=4с;tсв=0,05с.

Расчётные данные выбранного выключателя:

проверка выбранного выключателя по апериодической составляющей

полного тока КЗ:

[pic]кА;

проверка по термической стойкости: BK=IT2·tT=31,52·4=3969 кА2 ·с.

Выбор и проверка выключателя представлены в таблице 16.

Выберем выключатель на отходящей линии 6 кВ.

Расчётные данные сети:

расчетный ток послеаварийного режима: [pic][pic]

расчётное время ?=tрз+tсв= 0,3 1+0,05=0,36 с;

остальные величины имеют те же значения, что и для выключателя ввода.

Выбираем выключатель ВК-10-630-20У2 со следующими каталожными

данными: Uном=10 кВ; Iном =630 А; Iн.откл =20 кА; ?=20%; inp.скв=52 кА;

Iпр.скв=20 кА; iн вкл=52 кА; Iн вкл =20 кА; IТ=20 кА; tT=4 с; tCB=0,05 с.

Расчётные данные выбранного выключателя:

[pic]кА;

BK=IT2·tT=202·4=1600 кА2·с.

Выбор и проверка выключателя представлены в таблице 16.

Таблица 16. Выбор выключателей 6 кВ.

|Условия выбора |Данные |Выключател|Данные сети|Выключат|

|(проверки) |сети |ь ввода |для |ель |

| |для ввода | |отходящей |отходяще|

| | | |линии |й линии |

|Uсети?Uном |6кВ |10кВ |6кВ |10кВ |

|Iр?Iном |1360А |1600А |94,6А |630А |

|Iпо?Iпр скв |9,91кА |31,5кА |9,91кА |20кА |

|iуд?iпр скв |26,9кА |80кА |26,9кА |52кА |

|Iп0?Iн.вкл |9,91кА |31,5кА |9,91кА |20кА |

|Iуд?iн.вкл |26,9кА |80кА |26,9кА |52кА |

|Iп??Iн.откл |9,91кА |31,5кА |9,91кА |20кА |

|[pic]?[pic] |22,5кА |53,46кА |22,5кА |33,94кА |

|Вк < IT2'·tT |17,67кА2·с|3969 кА2·с|17,67 кА2·с|1600 |

| | | | |кА2·с |

Выберем трансформаторы тока. Условия их выбора:

1. по номинальному напряжению;

2. по номинальному длительному току. Условия проверки выбранных

трансформаторов:

1. проверка на электродинамическую стойкость (если требуется);

2. проверка на термическую стойкость;

3. проверка по нагрузке вторичных цепей.

Расчётные данные сети:

расчётный ток 1Р= 1360 А;

ударный ток КЗ iуд=26,9 кА;

расчётный импульс квадратичного тока КЗ Вк=17,67 кА2-с.

Согласно условиям выбора из [8] выбираем трансформаторы тока типа

ТПШЛ-10 со следующими каталожными данными: UHOM=10 кВ; IHOM=1500 A; Z2H=1,2

Ом; 1Т=35 кА; tT=3 с.

Расчётные данные выбранного трансформатора тока:

так как выбран шинный трансформатор тока, то проверка на

электродинамическую стойкость не требуется; проверка по термической

стойкости: BK=IT2·tT=352·3=3675 кА2·с.

[pic]

Рисунок 12. Схема соединения приборов

Трансформаторы тока (ТТ) включены в сеть по схеме неполной звезды на

разность токов двух фаз. Чтобы трансформатор тока не вышел за пределы

заданного класса точности, необходимо, чтобы мощность нагрузки вторичной

цепи не превышала номинальной: z2н.>z2 . Перечень приборов во вторичной

цепи ТТ приведён в таблице 17, схема их соединения — на рисунке 12.

Таблица 17. Приборы вторичной цепи ТТ

|Наименование |Количеств|Мощность фаз, ВА |

| |о | |

| | |А |В |С |

|Амперметр Э335 |1 |0,5 |— |— |

|Ваттметр ДЗ 35 |1 |0,5 |— |0,5 |

|Варметр Д335 |1 |0,5 |— |0,5. |

|Счётчик активной мощности |1 |2,5 |— |2,5 |

|СА4У-И672М | | | | |

|Счетчик реактивной мощности |2 |2,5 |— |2,5 |

|СР4У-И673М | | | | |

|Итого: |6 |9 |— |8,5 |

Наиболее нагруженной является фаза А. Общее проводов сопротивление

приборов:

[pic] (8.2.1)

где Sприб — мощность приборов, ВА;

I2ном — вторичный ток трансформатора тока, А.

[pic] Ом

Допустимое сопротивление:

rпров=z2н-rпиб -rконт=1,2-0,36-0,1=0,74Ом.

Минимальное сечение проводов: [pic]

р=О,0286 — удельное сопротивление проводов согласно [3], Ом/м;

lрасч=50 — расчётная длина проводов согласно [3], м.

[pic]мм2.

Принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами сечением 2,5 мм , тогда

[pic]Ом.

Полное расчётное сопротивление:

r2расч =rприб + rпров + rконт=0,36 + 0,57 + 0,1 = 1,03 ОМ.

Выбор и проверка ТТ представлены в таблице 18.

Таблица 18. Выбор трансформаторов тока

|Условие выбора (проверки) |Расчётные |Каталожные данные |

| |данные | |

|U сети — U ном |6кВ |10 кВ |

|Ip

Fрасч=1193,9 Н, то изоляторы проходят по допустимой нагрузке.

Выберем проходные изоляторы на ПГВ.

Проходные изоляторы выбираются по номинальному напряжению, номинальному

току и проверяются на механическую прочность.

Расчётный ток 1Р= 1360 А. был определён ранее в пункте 8.2.

Расчётное усилие на изгиб:

[pic] (8.2.11)

[pic]Н.

Из [8] выбираем проходные изоляторы, ИП-ДО/1600-1250УХЛ1 со следующими

каталожными данными: UHOM=10 кВ; Iном=1600 A; Fpaзp=1250 H.

Допустимая нагрузка: Fдоп=0,6·Fразр=0,6-1250=750 Н.

Так как Fдоп=750 Н > Fрасч=596,9 Н, то изоляторы проходят по допустимой

нагрузке.

Выберем выключатель нагрузки. Условия его выбора:

1. по номинальному напряжению;

2. по номинальному длительному току.

Условия проверки выбранного выключателя нагрузки:

1. проверка на отключающую способность;

2. проверка на электродинамическую стойкость:

2.1. по предельному периодическому току;

2.2. по ударному току КЗ;

3. проверка на термическую стойкость (если требуется).

Согласно [2] по режиму КЗ при напряжении выше 1000 В не проверяются:

1. аппараты и проводники, защищённые плавкими предохранителями с

вставками на номинальный ток до 60 А — по электродинамической стойкости;

2. аппараты и проводники, защищённые плавкими предохранителями независимо

от их номинального тока и типа, — по термической стойкости.

Проверку на включающую способность делать нет необходимости, так как

имеется последовательно включенный предохранитель.

Расчётные данные сети:

Расчётный ток послеаварийного режима IР= 94,6 А был определён ранее при

выборе выключателя на отходящей линии;

Действующее значение периодической составляющей начального тока КЗ 1по=9,91

кА было рассчитано ранее в пункте 7.2.;

Для КТП-400 тип коммутационного аппарата на стороне 6(10) кВ согласно

[8] — выключатель нагрузки типа ВН-11.

Согласно условиям выбора с учётом вышесказанного из [8] выбираем

выключатель нагрузки ВВЭ-10-20-630-УЗ со следующими параметрами:

Uном=10кВ; Iном=630 А; Iн,откл =20 кА, inр.скв =52кА; Iпр.скв=20кА;

IТ=20кА; tT=3с. 1п0=9,91 кА < I пр.скв=20 кА;

iyд=26,6 кА < iпр скв =52 кА;

Iр =94,6А 2, что удовлетворяет условиям.

Определим чувствительность защиты при КЗ в защищаемой зоне, когда имеется

торможение. Вторичный ток, подводимый к рабочей обмотке реле:

[pic]

(10,2,8)

[pic]

Вторичный ток, подводимый к тормозной обмотке:

[pic]

Рабочая МДС реле:

[pic]

(10.2.9)

Fраб=70.5·7=493.5А. Тормозная МДС рле:

FТОР=IТОР·WТОР,

(10.2.10)

FТОР=2,1·7=14,7 A.

По характеристике срабатывания реле, приведённой в [10], графически

определяем рабочую МДС срабатывания реле: Fc.p=100 A. Тогда коэффициент

чувствительности:

[pic]

(10.2.11)

[pic]>1,5;что удовлетворяет условиям.

10. 3. Защита от токов внешних многофазных КЗ

Защита предназначена для отключения внешних многофазных КЗ при отказе

защиты или выключателя смежного повреждённого элемента, а также для

выполнения функций ближнего резервирования по отношению к основным защитам

трансформатора (дифференциальной и газовой). В качестве защиты

трансформатора от токов внешних КЗ используются: 1 токовые защиты шин

секций распределительных устройств низшего и среднего напряже-

ний, подключенных к соответствующим выводам трансформатора;

2. максимальная токовая защита с пуском напряжения, устанавливаемая на

стороне высшего напряжения защищаемого трансформатора.

Защита, установленная на стороне ВН, выполняется на двухобмоточных

трансформаторах с двумя, а на трёхобмоточных с тремя реле тока. Реле

присоединяются ко вторичным обмоткам ТТ, соединённым, как правило, в

треугольник.

Непосредственное включение реле защиты от токов внешних КЗ в токовые

цепи дифференциальной защиты не допускается.

Расчёт МТЗ.

Ток срабатывания защиты МТЗ-1 на стороне НН.

[pic] (10.3.1)

где Ко =1,2—коэффициент отстройки реле;

Кв=0,85—коэффициент возврата реле РТ-40;

Ксз=2,3—коэффициент самозапуска секции шин потерявшей питание;

[pic]

Ток срабатывания защиты МТЗ-2 на стороне ВН:

[pic] (10.3.2)

[pic]

Ток срабатывания реле на стороне ВН:

[pic] (10.3.4)

[pic]

Коэффициент чувствительности МТЗ-2

[pic] (10.3.5)

[pic]

Ток срабатывания реле МТЗ на стороне НН:

[pic] (10.3.6)

[pic]

Коэффициент чувствительности защиты в основной зоне:

[pic]

(10.3.7)

[pic]

Условие чувствительности выполняется.

Коэффициент чувствительности защиты в резервной зоне:

[pic],

[pic]

чувствительности защиты в резервной зоне обепечивается.

10.4. Защита от токов внешних замыканий на землю на стороне ВН

Защита предусматривается для трансформаторов с глухим заземлением

нейтрали обмотки высшего напряжения при наличии присоединений синхронных

электродвигателей в целях резервирования отключения замыканий на землю на

шинах питающей подстанции и для ускорения отключения однофазного КЗ в

питающей линии выключателями низшего напряжения трансформатора. Реле

максимального тока защиты подключается к трансформатору тока, встроенному в

нулевой вывод обмотки ВН трансформатора.

10.5. Защита от токов перегрузки

Согласно [3] на трансформаторах 400 кВА и более, подверженных

перегрузкам, предусматривается максимальная токовая защита от токов

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5