Выбор высоковольтного оборудования

 

4.1 Выбор электрооборудования в табличной форме

 

 

Таблица 4.1 − Выбор выключателя и разъединителей отходящей линии 10 кВ

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
		Выключатель ВВТЭ-М-10-20/630	Разъединитель РЛНДА – 10/200
	10 кВ	10 кВ	10 кВ
	59 А	630 А	200 А
	0,87 кА	12,5 кА	−
	0,87 кА	12,5 кА	8 кА
	1,4 кА	20 кА	20 кА
	0,227 кА2∙с	202∙4=160	52∙10=250 кА2∙с

 

Таблица 4.2 − Выбор измерительных трансформаторов тока отходящей линии 10 кВ

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные ТПЛК-10
	10 кВ	10 кВ
	59 А	100 А
	0, 87 кА	0,509∙50=25,45 кА
	0,227 кА2∙с	(2,47∙40,6)2∙1=10,056 кА2∙с

 

Таблица 4.3 − Вторичная нагрузка трансформатора тока

Приборы	Тип	Нагрузка фазы, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э 351	0,5	0,5	0,5
Счетчик активной энергии	И680	2,5	−	2,5
Счетчик реактивной энергии	И673	2,5	−	2,5
Итого:		5,5	0,5	5,5

 

Общее сопротивление приборов

Допустимое сопротивление проводов

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

Принимаю три контрольных кабеля АКРВГ с жилами сечения 4 мм Фактическое сопротивление проводов получим равным

Фактическая вторичная нагрузка трансформатора тока

 

 

Таблица 4.4 − Выбор измерительных трансформаторов напряжения
на стороне 10 кВ подстанции

 

Условия выбора	Расчетные данные	Трансформатор напряжения НОМ- 10-66-У2(Т2)
	10 кВ	10 кВ
		630 ВА

 

Таблица 4.5 – Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

 

Прибор	Тип	Мощность одной обмотки, ВА	Число обмоток			Число приборов	Общая потребляемая мощность
							Р, Вт	Q, вар
Вольтметр	Э350	3	1	1	0	3	9	0
Счётчик активной энергии	И680	2,3	2	0.38	0.925	4	6,99	17.02
Счетчик реактивной энергии	И673	2.3	2	0.38	0.925	4	9,12	22,2
Ваттметр	Д365	1.5	2	1	0	1	3	-
Варметр	Д365	1.5	2	1	0	1	3	-
Итого:							31,11	39,22

 

Выбор высоковольтного предохранителя. Для защиты со стороны высшего напряжения трансформаторов напряжения применяют предохранители ПКТ.

Таблица 4.6 – Выбор высоковольтного предохранителя на ТП 10/0,4 кВ

 

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные ПКТ-10/100
	10 кВ	10 кВ
	1,4∙10,1 =14,14 А	14,5 А
	0,862 кА	40 А

Таблица 4.7 – Выбор разъединителей линии 10 кВ на ТП 10/0.4 кВ

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
		Разъединитель РЛНДА-10/200
	10 кВ	10 кВ
	1,4∙9,8=13,72 А	200 А
	1,004 кА	−
	1,004 кА	8 кА
	1,5 кА	20 кА
	0,3 кА2∙с	52∙10=250 кА2∙с

 

Также устанавливаем ОПН 10 кВ

 

4.2 Выбор аппаратуры защиты в установках ниже 1000 В

 

 

Выбор автоматов

 

1. Выбор типа автомата.

2. Выбор номинального тока автомата по условию:

 

.

 

3. Выбор номинального тока расцепителей автоматов электромагнитного () и теплового () по условию:

 

,

 

.

 

4. Проверка по току срабатывания (уставки) электромагнитного расцепителя

 

.

 

где - ток срабатывания электромагнитного расцепителя.

 

.

 

где  − кратность срабатывания электромагнитного расцепителя по каталогу;

Таблица 4.8 – Выбор автоматических выключателей

Линия	Расчетные данные		Каталожные данные
	Iраб мах, А	Iк мах, кА	Тип	Iнт, А	Iнэ, А
1	40,526	1,109	А3710	63	200
2	19,609	0,348	А3710	32	200
3	17,158	0,413	А3710	25	200
4	174,772	1,862	А3720	250	400
5	172,383	2,027	А3720	250	400

Заземление

Заземление электроустановок - это преднамеренное соединение электроустановок с заземляющим устройством с целью электробезопасности и обеспечения нормальной работы системы в выбранном режиме.

Различают рабочее, защитное и заземление молниезащиты.

Все системы заземления различного назначения объединяются между собой в общую систему заземления подстанции, что позволяет уменьшить суммарное сопротивление заземления и затраты на заземляющее устройство.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя, располагаемого в земле, и проводника, соединяющего заземляемый элемент установки с заземлителем. Заземлитель может состоять из одного или нескольких вертикальных и горизонтальных электродов и характеризуется сопротивлением, которое окружающая земля оказывает стекающему току. Сопротивление общей системы заземления подстанции должно удовлетворять требованиям к заземлению того электрооборудования, для которого необходимо наименьшее сопротивление заземляющего устройства.

Для выполнения заземления используют естественные и искусственные заземлители.

В качестве естественных заземлителей используют водопроводные трубы, металлические трубопроводы, проложенные в земле, обсадные трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции зданий, находящиеся в соприкосновении с землёй, свинцовые оболочки кабелей, заземлители опор воздушных линий и др.

Естественные заземлители должны быть связаны с магистралями заземлений не менее чем двумя проводниками в разных точках.

В качестве искусственных заземлителей применяют прутковую круглую, угловую, трубную и полосовую сталь. Количество заземлителей (стержней) определяется расчётом в зависимости от необходимого сопротивления заземляющего устройства или допустимого напряжения прикосновения.

Размещение искусственных заземлителей производится так, чтобы достичь равномерного распределения электрического потенциала на площади, занятой электрооборудованием. Для этой цели на территории открытого распределительного устройства (ОРУ) подстанции прокладывают заземляющие полосы на глубине 0,5 - 0,8 м вдоль рядов оборудования и в поперечном направлении, т.е. образуется заземляющая сетка, к которой присоединяется заземляющее оборудование.

Требования к расчету защитного заземления зависят от режима работы нейтралей электроустановок.

 

 

5.1 Расчёт заземляющих устройств

 

Заземляющее устройство рассчитываю для ТП2 мощностью 250кВа. Сопротивление грунта принимаю 150 Омм.

Расчётное сопротивление грунта определяется

.                                         (5.1)

где ρ - удельное сопротивление грунта, Ом∙м;

к_с - сезонный коэффициент.

 

Простые заземляющие устройства рассчитываются по следующим формулам: для вертикального трубчатого электрода

                    (5.2)

где l - длина заземлителя, м;

d - диаметр заземлителя, м;

t - глубина заложения заземлителя (для вертикальных электродов расстояние от поверхности земли до середины электрода), м;

Для снижения общего сопротивления заземляющей установки в грунт

забивают несколько вертикальных электродов, а для выравнивания потенциалов по территории подстанции связывают их стальной полосой.

 

,                                (5.3)

.                                   (5.4)

 

Сопротивление вертикального заземлителя из круглой стали (длина стержня 5 м, диаметр 0,016 м, глубина заложения 0,8 м).

 

.         (5.5)

 

Требуемое сопротивление заземляющего устройства

 

.                              (5.6)

 

К заземляющему устройству присоединена нейтраль обмотки
трансформатора, поэтому сопротивление заземляющего устройства должно
быть не более 4 Ом.

Сопротивление повторного заземления R_Зне должно превышать 30 Ом при Р_расч= 100 Ом∙м и ниже. При Р_расч > 100 Ом∙м ПУЭ разрешает увеличивать сопротивление повторного заземления до

 

Ом∙м.                (5.7)

 

Для повторного заземления принимаем один стержень длиной 5 м и диаметром 16 мм, сопротивление которого 58,7 < 81 Ом. Общее сопротивление всех повторных заземлений

 

Ом,                        (5.8)

Ом,                           (5.9)

9,7<27

 

Определяю расчётное сопротивление заземления нейтрали трансформатора с учётом повторных заземлений

 

Ом.                      (5.10)

 

Определяю теоретическое число стержней

 

Ом.                           (5.11)

 

Принимаю 8 стержней и располагаю их в грунте на расстоянии 2,5 м друг от друга по контуру подстанции. Длина полосы связи 2,5 х 8 = 20 м. Определяем сопротивление полосы связи по формуле (12.4)

 

Ом                   (5.12)

 

при n = 9, a/1 = 2,5/5 = 0,5, η_в = 0,52 (табл. 12.4) и η_г = 0,34 (табл. 12.5). [8] Тогда действительное число стержней по формуле (12.14) [8]

 

.                       (5.13)

 

С учетом повторных заземлений

 

                 (5.14)