Определение необходимости ограничения тока КЗ

Необходимость ограничения токов КЗ на шинах НН определим на основании проверки двух условий [2]:

1. Возможность отключения токов КЗ вакуумными выключателями типа BB/TEL-10-12,5/1000 У2, где:

где  – номинальный ток отключения выключателя на стороне НН.

2. Термическая стойкость головных участков кабельной сети, т.е. кабельных линий, отходящих от РУ НН.

 Минимальная площадь сечения кабеля, отвечающая требованиям её термической стойкости при КЗ, равна (26):

(26)

где С - функция, зависящая от вида кабеля и материала жили, и равная, в нашем случае, 90 А·с^1/2/мм².

Условия термической стойкости головных участков кабельной сети НН:

где  – стандартное сечение кабеля, мм²,

Так как оба условия выполняются, то дополнительные ограничения токов КЗ не требуется.

Разработка схем ПС

Выбор структурной схемы ПС

Согласно заданию на курсовое проектирование задана тупиковая понижающая ПС напряжением 35/10 кВ. Для стороны ВН выбрана схема укрупненного блока линия-трансформатор с выключателем, без разъединителей в «перемычке», которая применяется при трех присоединениях (1 ВЛ и 2 Трансформатора). В общем виде, схема ПС отображена на рис. 6.

В результате расчета по допустимым аварийным перегрузкам к установке на ПС выбраны два силовых трансформатора типа ТДН-10000/35. Регулирование напряжения осуществляется на стороне ВН путем РПН с пределами регулирования ±8х1,5% [3]. Коэффициент участия в максимальной нагрузке потребителей равны:

I категория – 0,15;

II категория – 0,65;

 III категория – 0,2.

Для надежного бесперебойного электроснабжения используется резерв на стороне НН, составляющий 18%. В случае повреждения силового трансформатора питание потребителей будет осуществляться от ближайшей ПС через КЛ. В перспективе развития ПС, на время ремонта поврежденного трансформатора или его замены, часть малоответственных потребителей III категории могут быть переведены из нормального режима работы в послеаварийный. Нагрузка группы малоответственных потребителей составляет 30% нагрузки потребителей III категории.

РУ НН состоит из двух секций соответственно двум трансформаторам с нерасщепленными обмотками.

Рисунок 6 – Структурная схема ПС

 

Разработка главной схемы ПС

Для проектирования заданной тупиковой понижающей двухтрансформаторной подстанции напряжением 35/10 кВ применим на стороне ВН укрупненную схему блока - 3Н, для которой устанавливается дополнительный, параллельно установленный выключатель, и которая используется на стороне ВН ПС 35 кВ при трех присоединениях, в нашем случае ВЛ+2Т, и необходимости автоматического отключения поврежденного Т от ВЛ, питающей несколько ПС, схематично изображенную на рисунке 7.

Так как график нагрузки равномерный, то применим схему «Укрупненный блок линиятрансформатор с выключателем», являющуюся наиболее упрощенной и экономичной схемой ПС территориально недалеко расположенной от питающих ПС и проходящих ВЛ [1]. Кроме того, предполагается использование резерва мощности по сети НН, составляющему 18%, а также применение секционирования на стороне 10 кВ, а также применение секционирования на стороне 10 кВ.

Рисунок 7 – Схема ВН ПС

Степень загрязнения атмосферы - IV (очень сильная). Удельная эффективная длина пути утечки поддерживающих гирлянд и штыревых изоляторов ВЛ на металлических и железобетонных опорах, внешней изоляции электрооборудования и изоляторов ОРУ, линейных вводов ЗРУ составляет не менее 3,5 см/кВ при номинальном напряжении 35 кВ.

На стороне ВН применяется изолированный режим нейтрали, так как ёмкостный ток не превышает значения 10 А для стороны ВН. На стороне НН применим резистивно-заземлённый режим нейтрали (низкоомный резистор) с возможностью отключения повреждённой линии, так как ток превышает значение 20 А, установленное ПУЭ. Главной целью низкоомного резистивного заземления нейтрали сети является быстрое отключение ОЗЗ релейной защитой и максимальный охват обмоток электрических машин защитой от ОЗЗ. При этом также обеспечивается подавление перенапряжений и феррорезонансных явлений.

Для стороны ВН:

Для стороны НН:

На стороне НН применяется одна, секционированная выключателями система шин, состоящая из двух секций соответственно двум трансформаторам с нерасщепленными обмотками, рис. 8.

Рисунок 8 – Схема НН ПС

 

Разработка схемы ВН

 

Рассмотрим оборудование на стороне ВН.

 Для стороны ВН применяем КТПБ(М) 35/10 кВ, укомплектованное оборудованием с усиленной изоляцией.

Разъединители РГ – 35/1000 УХЛ1 предназначены для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей, находящихся под напряжением, образуя в отключенном состоянии видимый изолирующий промежуток. Выполнены с повышенной электрической прочностью и улучшенными эксплуатационными свойствами.

Трансформаторы тока ТОЛ – 35 3 УХЛ предназначены для передачи сигнала устройствам защиты, автоматики, сигнализации, управления в электрических цепях переменного тока частотой 50 Гц.

Вакуумные выключатели серии ВР35НС-35-20/1600 У1 предназначены для коммутации электрических цепей переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 35 кВ в нормальных и аварийных режимах в системах с изолированной нейтралью.

Ограничитель перенапряжения ОПНп-35/40,5/10/1 УХЛ1 предназначен для защиты изоляции электрооборудования от коммутационных и атмосферных перенапряжений в сетях напряжением 35 кВ переменного тока частотой 50 Гц с изолированной или компенсированной нейтралью.

Присоединение ОПН осуществляется с помощью болтовых соединений. Трансформаторы тока подключаются опрессовкой.