4.9. Выбор изоляторов на подстанциях

Опорные изоляторы выбирают:

1. По напряжению, формула (4.1).

2. По допустимой нагрузке:

F_расч ≤ F_доп, (4.56)

где F_расч – сила, действующая на изолятор; F_доп – допустимая нагрузка на головку изолятора: F_доп = 0,6F_разр; F_разр – разрушающая нагрузка на изгиб.

Расчетная сила, Н, при горизонтальном или вертикальном расположении изоляторов всех фаз

, (4.57)

где k_h – поправочный коэффициент на высоту шины, если она расположена на ребро (рис. 4.8):

; , (4.58)

где Н_из – высота изолятора.

Проходные изоляторы выбирают:

1. По напряжению, формула (4.1).

2. По длительному току, формула (4.2).

3. По допустимой нагрузке, формула (4.56).

Расчетная сила, Н, для проходных изоляторов

. (4.59)

Пример 4.1. Для условий примера 3.1 (см. схему на рис. 3.5, а) выбрать высоковольтное оборудование на подстанциях 35/10 и 10/0,4 кВ. Результаты расчета токов КЗ приведены в табл. 3.5.

Решение. 1. Для выбора электрооборудования рассчитываем токи, А, нормального режима работы сети:

; ;

.

2. Выбор электрооборудования проводим в табличной форме.

В табл. 4.8 приведен выбор выключателей и разъединителей, устанавливаемых на высокой стороне подстанции 35/10 кВ.

В табл. 4.9 приведен выбор выключателей и разъединителей, устанавливаемых на низкой стороне подстанции 35/10 кВ.

В табл. 4.10 – выбор измерительных трансформаторов тока, устанавливаемых на стороне 10 кВ. Перечень приборов, потребляемая мощность и распределение вторичной нагрузки трансформатора тока, соответствующие рис. 4.1, приведены в табл. 4.11. Из табл. 4.11 видно, что наиболее загружены трансформаторы тока фаз А и С.

Таблица 4.8

Выбор выключателей и разъединителей на U = 35 кВ

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
		Выключатель ВБЭК-35	Разъединитель
1. Uуст ≤ Uном 2. Iраб. max ≤ Iном 3. Iпτ ≤ Iоткл.ном 4. I" ≤ Iпр.с 5. iу ≤ iпр.с 6. Вк	Uуст = 35 кВ Iраб. maxс = 1,4·165,1 = 231,14 А Iпτ = 3,98 кА I" = 3,98 кА iу = 6,96 кА Вк = 3,982(0,1+0,1) = 3,168 кА2·с	Uном = 35 кВ Iном = 630 А Iоткл.ном = 25 кА Iпр.с = 63 кА iпр.с =	Uном = 35 кВ Iном = − − iпр. с =

Таблица 4.9

Выбор выключателей и разъединителей на U = 10 кВ

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
		Выключатель	Разъединитель
1. Uуст ≤ Uном 2. Iраб. max ≤ Iном 3. Iпτ ≤ Iоткл. ном 4. I" ≤ Iпр. с 5. iу ≤ iпр. с 6. Вк	Uуст = 10 кВ Iраб. max = 1,4·115,6 = 161,84 А Iпτ = 5,01 кА I" = 5,01 кА iу = 12,71 кА Вк = 5,012(0,1+0,1) = 5,02 кА2·с	Uном = 10 кВ Iном = Iоткл. ном = Iпр. с = iпр. с =	Uном = 10 кВ Iном = − − iпр. с =

Таблица 4.10

Выбор трансформаторов тока

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные ТОЛ-10
1. Uуст ≤ Uном 2. Iраб. max ≤ Iном 3. Iдин 4. Вк =	Uуст = 10 кВ Iраб. max = 161,84 А I˝ = 5,01 кА Вк = 5,02 кА2·с	Uном = 10 кВ Iном =200 А Iдин =52 кА 17,52·1 = 306 кА2·с

Таблица 4.11

Вторичная нагрузка трансформаторов тока

Приборы	Тип	Нагрузка фазы, ВА
		А	В	С
Амперметр Ваттметр Счетчик активной энергии Счетчик реактивной энергии	Э351 Д365 И680 И673	0,5 0,5 2,5 2,5	0,5 − − −	0,5 0,5 2,5 2,5
Итого:		6,0	0,5	6,0

Общее сопротивление приборов, Ом:

.

Допустимое сопротивление проводов, Ом:

.

Для подстанции 35/10 кВ применяем контрольный кабель с алюминиевыми жилами, ориентировочная длина 50 м, трансформаторы соединены в полную звезду, поэтому l_расч = l, тогда сечение, мм²

.

Принимаем три контрольных кабеля АКРВГ с жилами сечения 6 мм². Фактическое сопротивление проводов, Ом:

.

Фактическая вторичная нагрузка трансформатора тока, Ом

.

В табл. 4.12 приведен выбор измерительных трансформаторов напряжения, устанавливаемых с низкой стороны трансформатора 35/10 кВ, а в табл. 4.13 – перечень приборов, подключенных к трансформатору напряжения, причем учтено, что счетчики установлены в двух отходящих линиях 10 кВ и на выходе трансформатора.

Таблица 4.12

Выбор измерительных трансформаторов напряжения

на стороне 10 кВ подстанции

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные НАМИ-10
1. Uуст ≤ Uном 2. S2 ≤ S2 ном	Uуст = 10 кВ ВА	Uном = 10 кВ S2 ном=120 ВА

В табл. 4.14 приведен выбор высоковольтного предохранителя, устанавливаемого на подстанции 10/0,4 кВ для защиты силового трансформатора. (Рекомендуемые ПУЭ значения номинальных токов плавких вставок для этих предохранителей в зависимости от мощности трансформатора 10/0,4 кВ приведены в табл. 4.3). Проверка плавкой вставки на селективность срабатывания с автоматами, установленными на стороне 0,4 кВ подстанции, осуществляется следующим образом.

Таблица 4.13

Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения

Прибор	Тип	Мощность одной обмотки, ВА	Число обмоток	сos φ	sin φ	Число приборов	Общая потребляемая мощность
							Р, Вт	Q, квар
Вольтметр	Э350	3	1	1	0	3	9	0
Счетчик активной энергии	И680	2,3	2	0,38	0,925	3	5,244	12,765
Счетчик реактивной энергии	И673	2,3	2	0,38	0,925	3	5,244	12,765
Ваттметр	Д365	1,5	2	1	0	1	3	−
Варметр	Д365	1,5	2	1	0	1	3	−
Итого:							25,49	25,53

Таблица 4.14

Выбор высоковольтного предохранителя

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные ПК-10/100
1. Uуст ≤ Uном 2. Iраб. max ≤ Iном 3. Iпτ ≤ Iоткл. ном	Uуст = 10 кВ Iраб. maxс = 1,4·57,8 = 80,92 А Iпτ = 4,15 кА	Uном = 10 кВ Iном = 100 А Iном. откл. кА

По рис. 4.2 определяется время плавления плавкой вставки при коротком замыкании на стороне 0,4 кВ (ток КЗ в точке К4 определен в примере 4.2). Для этого ток I_к.К4 приводим к напряжению 10 кВ, кА:

.

По току по ампер-секундной характеристике плавкого предохранителя на 100 А (рис. 4.2) определяем время плавления плавкой вставки t_в ≈ 14 с.

Сравниваем полученное время, с, с временем, вычисленным по формуле:

, условие выполняется 14 > 0,69.