3.5 Выбор оборудования на ору 110 кВ
Цель расчета: выбор выключателей, трансформаторов тока, разъединителей, ограничителей перенапряжения и их проверка. Выбор производится по методике, указанной в [19,20,22].
Выбор выключателей:
Предварительно
выбираем выключатель ВГТ-110II [20] с
номинальным напряжением
и с номинальным током
..
В качестве расчетного тока примем ток послеаварийного режима при отключении одного из силовых трансформаторов на ГПП –значение номинального тока силового трансформатора, увеличиться на 40%.
|
Условия проверки |
Расчетные величины |
Каталожные данные |
|
Выбор | ||
|
|
|
|
|
Проверка | ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбор разъединителей:
Предварительно выбираем разъединитель РГП-1(2)-110/1250II – п.4 [21].
|
Условия проверки |
Расчетные величины |
Каталожные данные |
|
Выбор | ||
|
|
|
|
|
Проверка | ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По всем параметрам предварительно выбранный разъединитель подходит к установке.
Выбор трансформатора тока:
Выбираем
трансформатор тока ТОЛ-110 [21] с номинальным
напряжением
и с номинальным током
..
|
Условия проверки |
Расчетные величины |
Каталожные данные |
|
Выбор | ||
|
|
|
|
|
Проверка | ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По всем параметрам предварительно выбранный трансформатор тока подходит к установке.
Выбор ограничителя перенапряжения:
Для защиты изоляции трансформаторов и электрооборудования ОРУ устанавливаем ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН).
Выбираем ограничитель перенапряжений ОПНп-110/550/88-10 III УХЛ1 - п.4 [21]. Ограничитель перенапряжений ОПНп-110/550/88-10 III УХЛ1 представляет собой защитный аппарат опорного исполнения, содержащий последовательно соединенные оксидно-цинковые варисторы (ОЦВ), заключенные в полимерный герметичный корпус [26].
По всем параметрам предварительно выбранный ограничитель перенапряжений подходит к установке.
3.6 Выбор оборудования на ру 10 кВ
Цель расчета – выбор трансформаторов собственных нужд, выключателей, трансформаторов тока, разъединителей, ограничителей перенапряжения и их проверка по методике, указанной в [19,20,22].
РУ 10 кВ выполняем на базе комплектного распределительного устройства наружной установки типа СЭЩ®-59 У1 [27].
Выбор выключателей:
Предварительно
выбираем выключатели ВВ/TEL–10 [27,28] с
номинальным напряжением
и с номинальным током
.
Выбираем по номинальному напряжению:
Проверяем по номинальному току:
В качестве расчетного тока для отходящих линий примем ток послеаварийного режима кабельной линии к КТП1 (расчет тока приведен в пункте 2.5 методических указаний), равный 150,5 А.
Определим ток для выбора вводного выключателя:
Определим ток для выбора секционного выключателя:
Результаты проверки на отключающую способность, на электродинамическую и термическую стойкость приведены в табличной форме:
|
Условия проверки |
Расчетные величины |
Каталожные данные |
|
Проверка | ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По всем параметрам предварительно выбранный выключатель подходит к установке.
Выбор трансформатора тока:
Выбираем трансформатор
тока ТОЛ-СЭЩ-10 У3 [27,29] с номинальным
напряжением
и с номинальным током
.
Для трансформаторов тока линии КТП1
|
Условия проверки |
Расчетные величины |
Каталожные данные |
|
Выбор | ||
|
|
|
|
|
Проверка | ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Кп=1,2- коэффициент перегрузки ТТ.
По всем параметрам предварительно выбранный трансформатор тока подходит к установке.
Выбор трансформатора напряжения:
Трансформаторы
напряжения (ТН) выбираем по номинальному
напряжению, к установке принимаем
НАЛИ-СЭЩ-У2 с номинальным напряжением
[27, 31].
Выбор ограничителей перенапряжений:
Для защиты изоляции трансформаторов и электрооборудования ОРУ устанавливаем ограничители перенапряжений нелинейные.
Выбираем ограничитель
перенапряжений ОПНп-10/550/10,5 УХЛ1 - п.4 [21]
У2 с номинальным напряжением
[26]. Ограничитель перенапряжений
ОПНп-10/550/10,5 УХЛ1 представляет собой
защитный аппарат опорного исполнения,
содержащий последовательно соединенные
оксидно-цинковые варисторы (ОЦВ),
заключенные в полимерный герметичный
корпус [26].
Выбираем по номинальному напряжению:
По всем параметрам предварительно выбранный ограничитель перенапряжений подходит к установке.
Выбор трансформатора собственных нужд
Состав потребителей собственных нужд (СН) подстанций зависит от типа подстанции, мощности трансформаторов, наличия синхронных компенсаторов, типа электрооборудования. Мощность потребителей СН невелика, поэтому они присоединяются к сети 380/220 В, которая получает питание от понижающих трансформаторов.
Состав потребителей СН приводим в табл.3.3.
Таблица 3.3. установленные нагрузки собственных нужд
|
Электроприемник |
Установленная мощность |
Коэф. мощн. соsφ |
Коли-чество |
Установленная мощность | |
|
- |
кВт |
- |
шт |
кВт |
квар |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
6 |
7 |
|
Обогреватель выключателя ВГТ-110 |
0,85 |
1 |
2 |
1,7 |
- |
|
Обогреватель шкафа КРУ |
1 |
1 |
14 |
14 |
- |
|
Обогреватель шкафа релейной аппаратуры |
0,5 |
1 |
2 |
1 |
- |
|
Отопление, освещение помещения для персонала |
12 |
1 |
1 |
12 |
- |
|
Вентиляция помещения для персонала |
2 |
0,85 |
2 |
4 |
1,2 |
|
Наружное освещение СКУ-12-220 (аналог 250Вт ДРЛ) |
0,07 |
1 |
10 |
0,7 |
- |
|
Оперативные цепи |
1,8 |
1 |
1 |
1,8 |
- |
|
ИТОГО: |
|
|
|
35,2 |
1,2 |
Расчетная нагрузка СН в кВА определяется как (п.5.12 [30]):
где
суммарная установленная активная
мощность потребителей СН, кВт;
суммарная
установленная реактивная мощность
потребителей СН, квар;
коэффициент спроса,
равный 0,8 (п.5.12 [30]).
Для двигательной нагрузки (обдув трансформаторов, вентиляция) cos𝜑 принимается 0,85.
Мощность трансформатора СН в кВА определим как:
Установим два трансформатора собственных нужд ТМГ-25.
Выбор средств электрических измерений
Для измерения активной и реактивной мощности, а также потребленной активной и реактивной электроэнергии устанавливаем счетчик электроэнергии трехфазный микропроцессорный многофункциональный универсальный типа СЕ304. Этот счетчик является трехфазным и предназначен для измерения активной и реактивной электрической энергии, активной, реактивной и полной мощности, энергии удельных потерь, частоты напряжения, угла сдвига фаз, среднеквадратического значения напряжения и силы тока в трехфазных цепях переменного тока [32]. Полная мощность, потребляемая каждой цепью тока, составляет 0,1 ВА; полная мощность, потребляемая каждой цепью напряжения, составляет 4,0 ВА [32].
Проверим трансформаторы тока по допустимости нагрузке вторичной обмотки [30].
Общее сопротивление приборов на одну фазу определяется как:
где
мощность приборов, подключенных к
трансформатору тока, равная 0,1 ВА;
I - номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока, равный 5А.
Сопротивление нагрузки на одну фазу определяется как:
где
номинальная вторичная нагрузка, равная
10 ВА [29],
I - номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока, равный 5 А.
Вычисляем допустимое расчетное сопротивление проводов, соединяющих приборы и трансформатор тока как:
где
переходное сопротивление контактов,
равное 0,1 Ом [30].
По данному сопротивлению найдем сечение кабелей как:
где
удельное
активное сопротивление алюминия, равное
0,0283Ом∙мм2
/м [30];
L - длина кабеля, равная 40 м [30].
.
К установке принимаем контрольный кабель марки АКВВБ сечением 6 мм2 [33].
Проверяем
трансформатор напряжения, его номинальная
нагрузка
[31].
Вторичная нагрузка в ВА определяется как:
где
мощность приборов, подключенных к одной
фазе трансформатора напряжения.
Для проведения измерений устанавливается один счетчик СЕ304 на вводе и шесть счетчиков на отходящих линиях (одна секция), таким образом
Трансформатор напряжения подходит для установки.
Окончательный выбор кабельных линий
Цель расчета: выбор сечений кабелей с учетом термической стойкости и определение мощности потерь активной мощности в линиях.
Исходные данные
к расчету: термически стойкое сечение
(п.3.4), длины
линий, предварительно выбранные в
разделе 2 сечения и удельные активные
сопротивления для этих сечений.
Рассмотрим выбор
линии ГПП-КТП1 с предварительно выбранным
сечением 150
.
Расчетный ток линии составляет 201,86 А –
п.2.2. Активное сопротивление для сечения
составляет 0,153Ом/км
– табл.20.15 [15].
Окончательно выбранные сечения F в мм2 должны соответствовать следующему условию [19]:
Сечение линии ГПП-КТП4 проходит по термической стойкости.
Определяем потери активной мощности ∆P в кВт, возникающие в линии ГПП-ТП4, по методике, изложенной в [34].
где N - количество кабелей в линии, равное 2;
I - расчетный ток кабеля в линии, равный 208,86 А;
удельное активное
сопротивление, равное 0,206 Ом/км;
L - длина линии, равная 0,136 км.
Для остальных линий расчет приведен в табл.3.4.
Таблица 3.4. Окончательный выбор сечений кабельных линий
|
№ п/п |
Назначение линии |
Выбранное сечение, мм2 |
Термически стойкое сечние FТЕРМ, мм2 |
Окончательно выбранное сечение F, мм2 |
Длина линии, км |
Расчетный ток линии, А |
Удельное активное сопротивление R0, Ом/км |
Потери активной мощности ΔР, кВт |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
1,2 |
ГПП, КТП7 |
95 |
32,41 |
95 |
|
107,5 |
0,326 |
|
|
3,4 |
КТП7, КТП2 |
70 |
32,41 |
70 |
|
82,1 |
0,443 |
|
|
5,6 |
КТП2, КТП1 |
25 |
32,41 |
35 |
|
25,4 |
0,89 |
|
|
7,8 |
ГПП, КТП5 |
70 |
32,41 |
70 |
|
91,6 |
0,443 |
|
|
9,10 |
КТП5, КТП3 |
35 |
32,41 |
35 |
|
41,6 |
0,89 |
|
|
11,12 |
ГПП, КТП6 |
70 |
32,41 |
70 |
|
97,5 |
0,443 |
|
|
13,14 |
КТП6, КТП4 |
35 |
32,41 |
35 |
|
46,4 |
0,89 |
|
|
14-17 |
ГПП, СД |
50 |
32,41 |
50 |
|
67,2 |
0,62 |
|
Баланс реактивной мощности
На предприятии источниками реактивной мощности являются – энергосистема, синхронные двигатели и батареи конденсаторов, включаемые на напряжение 0,4 и 10 кВ. К основным потребителям реактивной мощности относятся асинхронные двигатели, трансформаторы. Расчет баланса реактивной мощности производится по методике, изложенной в [8]. При соблюдении баланса должно выполняться следующее соотношение:
где
расчетная реактивная нагрузка на стороне
10 кВ, квар;
дополнительная
реактивная мощность, вырабатываемая
синхронными двигателями, квар;
реактивная мощность,
потребляемая из системы, квар;
мощность
компенсирующих устройств, установленных
на стороне 10 кВ, квар.
На первом шаге
проверяем выполнение баланса без учета
реактивной мощности, потребляемой от
энергосистемы, и установки высоковольтных
батарей конденсаторов, принимаем:
Составляющие формулы имеют следующие значения:
(табл.3.1) –
определяется как сумма расчетных
реактивных мощностей на вводах КТП и
расчетной мощности синхронных двигателей.
в квар определяется
по следующей формуле:
где
расчетная реактивная мощность синхронных
двигателей, равная 2000 квар (табл.3.1).
Так
как
– недокомпенсация, то принимаем
дополнительную реактивную мощность,
потребляемую из системы,
,
найденную по формуле (3.9), и повторяем
расчет.
Уменьшим
величину
до значения, при котором
:
и
повторяем расчет баланса:
;
Баланс реактивной мощности выполняется.