13 Выбор оборудования для подключения линии 10 кВ к подстанции рэс и аппаратуры трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ.

Разъединители предназначены для создания видимого разрыва в высоковольтных сетях при выводе электрооборудования в ремонт.

Разъединители включают и выключают без нагрузки (предварительно цепь должна быть отключена выключателями).

Таблица 13.1 расчетные данные и каталожные данные выключателей и разъединителей

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные выключателя ВМПП-10-630	Каталожные данные разъединителя РОН-10К/500У2
Uуст<Uном	10 кВ	10 кВ	10 кВ
Iраб. max≤Iном.	1,4∙141,31= 197,834 А	630А	500 А
Iк.з.<Iоткл.ном.	1421,082А	20 кА	-
Iк.з.<Iпр.с.	1421,082А	20 кА	180
Iу <Iпр.с.	Iу= IK1=2009,714 А	52 кА	180 кА
Вк< I2t*tt	1,4212∙(0,1+0,1)=0,363кА2с	202∙4=160 кА2 ∙с	72∙10=490 кА2 ∙с

Выбор измерительных трансформаторов тока отходящей линии 10 кВ

Таблица 13.2 Перечень приборов, которые будут подключены к трансформаорам тока в данной линии напряжением 10 кВ.

Приборы	Тип	Потребляемая мощность / число токовых катушек, ВА	cosφ	sinφ
Амперметр	Э 351	0,5/1	1	0
Ваттметр	Д365	05,/2	1	0
Варметр	Д365	05,/2	1	0
Счетчик активной энергии	И680	2,5/2	0,38	0,925
Счетчик реактивной энергии	И673	2,5/2	0,38	0,925

Определение сопротивления токовых катушек приборов

r_A (13.1)

гдеS –потребляемая мощность токовых катушек приборов, ВА

– вторичныйноминальный ток, А

r_A

r_Вт

r_вар

r_Вт·ч

r_вар·ч

Примечание: К одному трансформатору тока, в данном случае, будет подключено пять токовых катушек измерительных приборов (по одной катушки: амперметра, ваттметра, варметра, счётчика активной и реактивной энергии).

Сопротивление переходных контактов r_K для данного числа соединений принимаем равным 0,1 Ом.

Для обеспечения заданного класса точности трансформатора тока нам необходимо определить сопротивление соединительных проводов и выбрать их сечение(принимаем медные соединительные провода с удельным сопротивлением =(0,0175 Ом-мм²/м).

Определение сопротивления проводов

r_пров=r_2ном– r_A–r_Вт– r_вар– r_Вт·ч– r_вар·ч– r_К (13.2)

где – номинальное сопротивление нагрузки трансформатора тока в заданном классеточности. Ом.

Определение сечения соединительных проводов из меди

(13.3)

где 1рас – расчётная длина, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока (в данном случае неполная звезда).

(13.4)

где l– фактическая длина проводов от приборов до трансформаторов тока, м.

Исходя из конструкции приборов, (в частности: ваттметра, варметра, счётчикаактивной и реактивной энергии) имеющих две токовых катушки в данной линии,нам потребуется четыре трансформатора тока, включенных по два в любые две фазы. Наличие двух трансформаторов тока в одной фазе объясняется большой нагрузкой вторичной обмотки трансформаторов.

По расчётным данным, выбираем трансформатор тока РТЛУ-10-Р/Р с техническими даннымиуказанными в таблице 13.3

Таблице 13.3 Расчетные данные и каталожные данные трансформатора тока РТЛУ-10-Р/Р с техническими данными

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные трансформатора тока РТЛУ-10-Р/Р
Uуст <Uном.	10 кВ	10 кВ
Iраб.мах<Iном.	75,944А	100 А
Iкз.>kдин.*Iном	1,421кА	35,4 кА
Вк < (kt*Iном)2*tt	0,363 к 2А∙с	144 к 2А∙с
Сопротивление токовых катушек приборов, подключенных к трансформатору тока в данном классе тоности, не более:		0,6 Ом
Масса трансформатора тока		19 кг

Выбор трансформатора напряжения.

Трансформатор напряжения предназначен для подключения измерительныхприборов: катушек и устройств релейной защиты и т.д.

Трансформаторы напряжения выбирают по напряжению

U_ном<U_ном.ТН (13.5)

Трансформаторы напряжения проверяют по классу точности

S₂ ≤ S_2ном (13.5)

где S₂ –номинальная нагрузка подключенная к вторичной обмотке трансформатора напряжения, ВА.

S_2ном – номинальная мощность трансформатора напряжения в выбранном классеточности, В А.

Примечание: так как к трансформатору напряжения подключаются приборыконтроля качества и расхода электроэнергии то данный трансформатор должен работать в классе точности 0,5

Таблица 13.4 Приборы подключаемые к трансформатору напряжения:

Приборы	Тип	Потребляемая мощность / число токовых катушек, ВА	cosφ	sinφ
Вольтметр	Э 350	3/1	1	0
Ваттметр	Д365	1,5/2	1	0
Варметр	Д365	1,5/2	1	0
Счетчик активной энергии	И680	2,3/2	0,38	0,925
Счетчик реактивной энергии	И673	3/2	0,38	0,925

Активные и реактивные мощности потребляемые катушками напряжения приборов:

(13.6)

(13.7)

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

вар

вар

Примечание: К данному трансформатору напряжения будут подключены приборы: три вольтметра, два счетчика активной и реактивной энергии, два ваттметра идва варметра. Трансформатор напряжения устанавливается на сборные шины подстанции 35 /10 кВ со стороны 10 кВ.

Таблица 13.5 Расчетные данные и каталожные данные трансформатора напряжения НТМИ-10

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
Uуст <Uном.	10 кВ	10 кВ
Sуст <Sном.	36,31 ВА	120 ВА
Низкое номинальное напряжение UН.Н,В		100/100*3
Масса трансформатора напряжения кг		190

Примечание: трансформатор НТМИ-10 является трехфазным, трехобмоточным,бронестержневым трансформатором напряжения, одни из его вторичных катушексоединяются в звезду, для контроля качества и расхода электроэнергии, другие в открытый треугольник, для включения катушки релейной защиты, настроенной насрабатывание при утроенном фазном напряжении, что происходит при коротком замыкании на землю.

Выбор разъединителей

Разъединители служат для создания видимого разрыва и отключения тока холостого хода трансформаторов.

В нашем случае будет установлено один разьединитель перед трансформаторной подстанцией мощностью 160 кВА.

Разъединитель выбирают:

1)По напряжению

U_ном≤U_{ном.раз} (13.8)

гдеU_ном - номинальное напряжение разъединителя (по каталогу), кВ.

10 кВ ≤ 10 кВ

2) По длительному току

I_{раб.мах}≤I_{ном.раз} (13.9)

где I_{ном.раз} - номинальный ток разъединителя (по каталогу), А.

(13.10)

А

гдеS_ном.тр- номинальная мощность трансформатора, кВА.

12,93 А ≤ 400 А

Разъединитель проверяют

I) На электродинамическую устойчивость к токам короткого замыкания

а) по действующему значению тока

(13.11)

488,992А

б) По амплитудному значению тока

(13.12)

2) На термическую устойчивость к токам короткого замыкания по тепловому импульсу

(13.13)

(13.14)

По расчётным данным, выбираем разъединитель [РЛНД -10/400]

Таблица 13.6 Расчетные данные и каталожные данные разъединителя [РЛНД -10/400]

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
Uном ≤ Uном.раз	10 кВ	10 кВ
Iраб.мах ≤ Iном.раз	5,092 А	400А
	633,079 кА	25 кА
	0,0721	10

Выбор плавких предохранителей напряжением 10 кВ

Плавкие предохранители применяются для защиты трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ оттоков К.З.

Плавкие предохранители устанавливаются перед трансформатором 160 кВА.

Выбор предохранителей перед трансформатором 160 кВА

Предохранители выбирают:

1. По напряжению

U_ном≤U_{ном.пред}

10 кВ ≤ 10 кВ (13.15)

где: U_{ном.пред} - номинальное напряжение предохранителя (по каталогу), кВ.

2. По длительному току

I_{раб.мах}≤I_{ном.пред} (13.16)

5,092 А ≤ 30 А

где: I_{ном.раз} - номинальный ток разъединителя (по каталогу), А.

3)По отключающей способности:

(13.17)

488,992А 17.3кА

гдеI_{откл.ном} - номинальный ток отключения предохранителя, А.

4) По номинальному току плавкой вставки:

I_{раб.мах}≤I_в.н (13.18)

5,092 А ≤ 16 А

где: Iв.м. - номинальный ток плавкой вставки предохранителя, для трансформатора данноймощности, А.

Предохранители проверяют

1) На селективность с аппаратами защиты со стороны 0,38 кВ

(13.19)

где: t_B - время плавления плавкой вставки предохранителя при К.З. на стороне 0,38 кВ. с.

t_З.С- полное время срабатывания автоматических выключателей с электромагнитным расцепителем на стороне 0,38 кВ, с.

Δt - минимальная ступень селективности, с .

К_П- коэффициент приведения каталожного времени плавления плавкой вставки и времени еёразогрева.

3. На допустимое время протекания тока К.З. со стороны 0,38 кВ в трансформаторепо условию его термической стойкости

(13.20)

гдеt_K - допустимое время протекания тока К.З. в трансформаторе, с.

(13.21)

гдеk - коэффициент трансформации трансформатора.

I_н.тр - номинальный ток трансформатора на стороне высокого напряжения, А

I_К.З – ток короткого замыкания на стороне 0,38 кВ трансформатора 63 кВА, А

(13.22)

(13.23)

По расчётным данным, выбираем высоковольтные предохранители для трансформатора, номинальной мощностью 160 кВА (ПК-10) с техническими данными

Таблица 13.8 Расчетные данные и каталожные данные, высоковольтных предохранителей для трансформатора, номинальной мощностью 160 кВА (ПК-10).

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
Uном ≤ Uном.пред	10 кВ	10 кВ
Iраб.мах≤ Iном. пред	5,092	30 А
	488,992	17,3 кА
Iраб.мах ≤ Iв.н	5,192	16 А

Выбор автоматических выключателей на стороне низкого напряжения трансформаторной подстанции 10 / 0,4 кВ.

Автоматический выключатель предназначен для защиты линий 0,38 кВ от токовкоротких замыканий и перегрузки. Автоматы устанавливаются на стороне 0,38 кВ трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ на каждую линию. В нашем случае на трансформаторной подстанции будет установлено три автомата для защиты отходящих линий.

Выбор автоматического выключателя для линии 1

Автоматический выключатель выбирается

1. По номинальному току

I _{ном. авт}≥ I_раб (13.24)

100А ≥ 67 А

гдеI _{ном. авт}– номинальный ток автомага, А.

I_раб – максимальный рабочий ток головного участка линии, А

2. По номинальному току расцепителей автомагов

I _{ном. рас.э}≥ I_раб (13.25)

50А ≥ 37 А

I _{ном. рас.т}≥ I_раб (13.26)

50А ≥ 37 А

где I _{ном. рас.}– номинальный ток электромагнитного расцепителя, А

I _{ном. рас.т}– номинальный ток теплового расцепителя, А.

Автоматические выключатели проверяют:

1. По току срабатывания электромагнитного расцепителя

I_{сраб рас.э}≥ 1,25·I_раб+I_ПЭД (13.27)

где I_{сраб рас.э}. – ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А

I_ПЭД. – ток пуска электро даигателя, А.

I_{сраб рас.э}=I _{ном. рас.э}·К_сраб (13.28)

гдеК_сраб– кратность срабатывания электромагнитного расцепителя (по каталогу)

I_{срабрас.э}=50 · 13=650 A

650 ≥ 1,25·37+21,271=58,271

2) По кратности тока однофазного К.З., к номинальному току электромагнитного расцепителя

(13.29)

3. По отключающей способности

I_K5≤I_{откл.ном.} (13.30)

где I_{откл.ном}– номинальный ток отключения автомата, А.

По расчётным данным выбираем автоматический выключатель ВА51Г31, технические данные выключателей занесены в таблицу.

Таблица 13.10 Технические данные автоматического выключателя ВА51Г31,

Номер линии	Тит	Номинальный ток, А	Род расцепителя	Номинальный ток расцепителя, А	Кч	Предельная коммутационная способность	Число полюсов
1	ВА15	100	Комбинир.	80	3,842	9000	3
2	ВА15	100	Комбинир.	63	4,113	9000	3
3	ВА15	100	Комбинир.	63	4,173	9000	3
4	ВА15	100	Комбинир.	80	3,972	9000	3
5	ВА15	100	Комбинир.	80	5,461	9000	3
6	ВА15	100	Комбинир.	80	3,946	9000	3