Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ и УПРАВЛЕНИЯ

Кафедра электротехники и мехатроники

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

по дисциплине: «Высоковольтные аппараты»

«Комплектная трансформаторная подстанция. Расчёт и выбор электрооборудования»

Оглавление

• Введение
• 1. Основная часть
• 1.1 Выбор КТП
• 1.2 Определение токов нагрузки
• 1.3 Выбор силового трансформатора КТП
• 1.4 Расчёт параметров силового трансформатора
• 1.5 Выбор кабелей
• 1.5.1 Назначение и конструкция кабелей
• 1.5.2 Маркировка кабелей
• 1.5.3 Выбор сечения и марки кабеля
• 1.5.4 Расчёт сопротивлений кабелей низкого напряжения
• 1.6 Расчёт токов короткого замыкания в сетях 0,4 кВ
• 1.7 Проверить условия нормального пуска двигателя
• 2. Выбор автоматических выключателей (QF1-QF3)
• 3. Трансформатор тока. Выбор измерительного трансформатора(ТТ)
• 4. Выбор предохранителей высокого напряжения FU4-FU6
• 5. Выбор предохранителей для защиты осветительных сетей FU1-FU3
• 6. Выбор рубильника (переключателя) SA1 в линии освещения
• 7. Выбор разрядника высокого напряжения FV1-FV3
• 8. Выбор высоковольтного выключателя нагрузки QS1
• Введение
• Комплектная трансформаторная подстанция (КТП)- это устройство приёма, преобразования и передачи электроэнергии. В данном задании необходимо рассчитать и выбрать аппараты низкого и высокого напряжения, входящих в КТП -10/0,4 , а также соединительные кабели.
• КТП изготавливаются на заводах и доставляются на место монтажа крупноблочными узлами.
• Например, КТП 6-10/0,4-0,23 кВ (имеет на входе напряжение 6 или 10 кВ, а на выходе 0,4 или 0,23 кВ) внутренней и наружной установки широко применяются для электроснабжения промышленных предприятий, сельскохозяйственных и коммунальных потребителей.
• Такие КТП комплектуются силовыми трансформаторами, например, типа масляных ТМ мощностью от 25 до 1000 кВ*А.
• Шкаф высокого напряжения имеет глухой кабельный ввод 6-10 кВ, выключатель нагрузки с предохранителем или разъединитель и предохранитель.
• В шкафах низкого напряжения устанавливаются автоматы, блоки предохранитель-выключатель, магнитные пускатели.
• Принципиальная схема

• Рис. 1 Упрощённая электрическая схема КТП
• Таблица 1 Исходные данные

№	Параметры	1
1	Соотношение сопротивлений питающей системы и силового трансформатора, Хс/Хт	0,2
2	Длина кабеля- Lo, м	30
3	Длина кабеля- L1, м	100
4	Длина кабеля- L2, м	80
5	Материал кабеля	Cu
6	Осветительная нагрузка, кВт	10
7	Номинальное линейное напряжение-Uном.л., В	380
8	Номер двигателя для схемы первой линии	12
9	Кратность пускового тока двигателя-Кi	6,5
10	Время пуска двигателя-tп, с	4
11	Номер двигателя для схемы второй линии	14
12	Кратность пускового тока двигателя-Кi	6,5
13	Время пуска двигателя-tп, с	3

• Таблица 2 Параметры двигателей

	Номер двигателя	1	2
1	Тип электродвигателя	АИР200L6	АИР200М4
2	Номинальная мощность, Рном, кВт	30	22
3	КПД,%	90	90
4	Коэффициент мощности	0,85	0,89

1. Основная часть

трансформаторный подстанция ток напряжение

1.1 Выбор КТП

КТП выбирается, исходя из полной мощности отходящих линий нагрузки -фидеров:

где Pд1, Рд2, Рост- соответственно мощности первого, второго двигателей и осветительной нагрузки;

, -КПД двигательной нагрузки (выраженное в долях, а не процентах), КПД осветительной нагрузки принимается равным 1;

cos, cos-коэффициенты мощности двигателей ,для линии уличного освещения cos=1.

КТП выбираем, исходя из неравенства по таблице 3.

SктпS

Удовлетворяет условию неравенства следующая КТП:

Таблица 3

Марка	Номинальная мощность, кВ*А	Напряжение, кВ	Габаритные размеры, мм, не более	Масса, кг
		ВН	НН	длина	ширина	высота
Однотрансформаторные
КТП-100-10/0,4	100	10	0,4	1300	1300	2740	1100

1.2 Определение токов нагрузки

Номинальный ток двигателя для схемы первой линии определим из выражения

где Рном.дв.-номинальная мощность двигателя;

Uном.дв.- номинальное напряжение на обмотке статора;

- КПД при номинальном моменте на валу двигателя;

cos-коэффициент мощности.

Номинальный ток двигателя для схемы второй линии определим из выражения

Пусковой ток двигателя:

, где Кi- кратность пускового тока двигателя.

Определим пусковой ток двигателя для схемы первой линии с Кi=6,5

Определим пусковой ток двигателя для схемы второй линии с Кi=6

Ударный пусковой ток двигателей (амплитудное значение):

Номинальный ток в линии освещения равен:

.

1.3 Выбор силового трансформатора КТП

Силовые трансформаторы T (см. рис.1) являются основной составляющей всех понижающих подстанций.

В большинстве случаев для КТП применяют масляные трансформаторы ( заполненные маслом), так как сухие и Элегазовые в 2-2,5 раза дороже масляных.

Силовой масляный трансформатор выбирается, исходя из суммарной мощности нагрузки S, и следовательно, выбранной КТП:

Sтр-ра=Sктп . (7)

Масляные трансформаторы типа ТМ имеют следующую маркировку:

ТМ-Sтр-ра/Uном1,

где Sтр-ра- мощность трансформатора, кВ*А;

Uном.1-номинальное первичное напряжение силового трансформатора, кВ.

Выбираем ближайший по значению мощности КТП трансформатор силовой масляный общего назначения трёх фазный двух и трёхобмоточный с охлаждением естественным масляным (М) класса напряжения 10 кВ по таблице 4

Таблица 4

Тип	S, кВ*А	Uк, %	Потери, кВт
			Рх	Рк
ТМ-100/10	100	4,5	0,265	1,970

Номинальные вторичные напряжения силового трансформатора равно номинальному напряжению нагрузки Uном.л.

Uном2=380В.

Так как имеется линия уличного освещения, используется трёхфазная система с глухозаземлённой нейтралью.

1.4 Расчёт параметров силового трансформатора

Итак, выбранный трансформатор имеет Uном.л.1=10кВ, Uном.л.2=380В.

Номинальный ток любой обмотки трансформатора определяется по её номинальной мощности и номинальному напряжению. В первичной обмотке

,

где Sтр- полная мощность трансформатора, В*А;

Uном.л.1-номинальное линейное напряжение первичной обмотки, В.

Во вторичной обмотке

,

где Uном.л2-номинальное линейное напряжение вторичной обмотки, В.

Полное сопротивление трансформатора:

,

где Uк=4.5 - напряжение короткого замыкания трансформатора в % .

Активное сопротивление обмоток трансформатора:

,

где Рк- активные потери в обмотках трансформатора на 3 фазы, Вт

Реактивное сопротивление обмоток:

.

Из соотношения Хс/Хт =0.2 и найденного Хт можно определить приведённое индуктивное сопротивление энергосистемы Хс,

.

Ток короткого замыкания силового трансформатора со стороны первичной обмотки определяется из соотношения:

,

-коэффициент трансформации силового трансформатора.

Ток КЗ со стороны вторичной обмотки силового трансформатора определяем с учетом сопротивления системы Xc

Далее сводим в таблицу 5 все рассчитанные по формулам параметры силового трансформатора.

Таблица 5

Uном.л1	Uном.л2	Iном.л1	Iном.л2	Zт	Rт	Хт	Iкз.т1	Iкз.т2
кВ	В	А	А	мОм	мОм	мОм	А	А
10	380	5,77	151,9	65	20	61,8	691	2856,7

1.5 Выбор кабелей

1.5.1 Назначение и конструкция кабелей

Существует несколько групп изделий, которые делятся по назначению:

-неизолированные провода;

-силовые кабели;

-кабели связи;

-контрольные кабели;

-кабели управления;

-монтажные провода;

-установочные провода;

-обмоточные провода;

-радиочастотные кабели.

Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Кабели выпускаются с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами с изоляцией из бумажных лент, пропитанных маслом или специальными составами, а также с изоляцией из полихлорвинилхлоридного пластикакта, полиэтилена, сшитого полиэтилена, резины.

Диапазон переменных напряжений силовых кабелей от 660 В до 500 кВ.

Кабели имеют свинцовые, алюминиевые или пластмассовые оболочки.

На рис.2 представлена конструкция кабелей на напряжения 1-35 кВ.

Рис. 2 1-медная или алюминиевая токопроводящая жила; 2-фазная изоляция; 3-поясная изоляция; 4-свинцовая или алюминиевая оболочка; 5-подушка под бронёй; 6-броня; 7-защитные покровы; 8-заполнение

При проектировании электротехнических устройств кабель выбирается прежде всего по допустимому напряжению.

1.5.2 Маркировка кабелей

Первая буква означает материал жилы: А- алюминий, отсутствие буквы- медь.

Вторая буква- материал оболочки: С-свинцовая; А- алюминиевая; В-изоляция или оболочка из поливинилхлорида.

Следующие буквы:

Б-броня из двух стальных лент; Бб-броня из профилированной стальной ленты; Г- отсутствие защитных покровов поверх брони или оболочки; Шв(Шп)- защитный покров в виде выпресованного шланга (оболочки) из поливинилхлорида (полиэтилена); К- броня из крупных ацинкованных стальных проволок, поверх которых наложен защитный покров; Ц- бумажная изоляция, пропитанная нестекающим составом.

Последняя цифра в обозначении марки кабеля определяет допустимое напряжение эксплуатации кабеля в киловольтах.

1.5.3 Выбор сечения и марки кабеля

Сечение кабеля низкого напряжения, соединяющего нагрузку с питающим трансформатором, выбирается по номинальному напряжению,т.е. Uном.л2=380В, и номинальному току нагрузки. Учитываем, что длительно допустимый ток кабеля должен быть на 20% больше номинального тока линии [4], в линии освещения

Lкаб.осв.=1.2*Iном.осв=1.2*15,2=18,24А;

В первой линии нагрузки двигателя

Lкаб.дв.1=1.2*Iном.дв1=1.2*59,6=71,52А;

Во второй линии нагрузки двигателя

Lкаб.дв.2=1.2*Iном.дв.2=1.2*34.5=50,04А;

Зная допустимый ток и материал выбираем сечение каждого кабеля.

Освещение: ВВГ - 4x 2,5

Для схемы первой линии с двигателем 1: ВВГ- 3x16+1x10

Для схемы второй линии с двигателем 2: ВВГ - 3x6+1x4

1.5.4 Расчёт сопротивлений кабелей низкого напряжения.

Зная сечение жил кабеля, по таблице 8 определяем удельные сопротивления четырёхжильных кабелей rи хс медными жилами.

Таблица 6

Сечение жил, мм	r	х
фазных	нулевой		Трёхжильный кабель	Четырёхжильный кабель
3х2,5	2,5	15,3	0.092	0.098
3х16	10	2,400	0.078	0.084
3х6	4	6,410	0.087	0,094

Примечание: Для кабелей с медными жилами приведённые в таблице значения активного сопротивления следует уменьшить в 1,7 раза.

Полные сопротивления кабеля длиной lкаб определяется из соотношения:

Rкаб=r *Lкаб;

Хкаб=х*Lкаб.

Освещение:

Rкаб= 15,3*30=459 мОм;

Хкаб=0,098*30=2,94 мОм;

Для схемы первой линии с двигателем 1:

Rкаб=2,4*100=240 мОм;

Хкаб=0.084*100=8,4 мОм.

Для схемы первой линии с двигателем 2:

Rкаб=6,41*80=512,8 мОм;

Хкаб=0.094*80=7,52 мОм.

Рассчитанные сопротивления и выбранные параметры трёх кабелей сводим в таблицу 7.

Таблица 7

Кабели	Линии двигательной нагрузки	Линия освещения
Параметры	1	2
Длина кабеля, м	100	80	30
Номинальный ток нагрузки кабеля, А	59,6	41,7	15,2
Длительно допустимый ток кабеля, А	71,5	50	18,24
Материал	Cu	Cu	Cu
Сечение, мм	16	6	2,5
Удельное активное сопротивление мОм/м	2,4	6,41	15,3
Удельное реактивное сопротивление мОм/м	0,084	0.094	0.098
Активное сопротивление жилы, мОм	240	512,8	459
Реактивное сопротивление жилы, мОм	8,4	7,52	2,94
Марка кабеля	ВВГ-3x16+1x10	ВВГ-3x6+1x4	ВВГ- 4x2,5

1.6 Расчёт токов короткого замыкания в сетях 0,4 кВ

Расчёт токов КЗ в сети необходим для выбора автоматических выключателей и других аппаратов и проверки чувствительности защит. Главной особенностью расчёта токов КЗ в сетях 0,4 кВ является то, что необходимо учитывать активные и индуктивные сопротивления всех элементов цепи до места КЗ.

При расчёте КЗ необходимо определить три тока:

-максимальный ток трёхфазного КЗ;

-минимальный ток двухфазного КЗ;

-минимальный ток однофазного КЗ (определяется для проверки чувствительности защиты).

Для расчёта токов КЗ составляют схему замещения, в которую входят все сопротивления цепи: питающей энергосистемы Хс ( активное сопротивление энергосистемы, rc не учитывается); трансформатора силового Rт,Хт

Rп.к.-суммарное переходное сопротивления контактов в местах соединения (принимается равным 15 мОм).

Рис. 3 Схема замещения системы

Ток трёхфазного КЗ в месте установки двигателя находится из выражения:

;

где Zкз-модуль полного сопротивления до точки КЗ,

.

Суммарные активное и реактивное сопротивления до места КЗ определяются из выражений:

Где Rт и Хт - активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности питающего трансформатора определяется по формулам 11 и 12 или по таблице 8 для стандартных трансформаторов (соединение обмоток звезда-звезда);

Rкаб. И Хкаб. -активное и реактивное сопротивления кабеля линии двигательной нагрузки.

Таблица 8

Мощность трансформатора , кВ*А	Uк,%	Х1т=Х2т	Хот	R1т=R2т	Roт
Соединение обмоток «звезда/звезда с нулём»
100	4,5	64,7	581,8	31,5	253,9

Активные и индуктивные сопротивления, мОм трансформаторов 6(10)/0,4 кВ

Определим ток трёхфазного КЗ в 3-ей точке:



Определим ток трёхфазного КЗ в 4-ой точке:

Определим ток трёхфазного КЗ в 5-ой точке:

Ток двухфазного (межфазного) КЗ определяется из выражения

Ток однофазного КЗ в том же месте определяется из выражения:

;

где Rт1= Rт2, Хт1=Хт2

соответственно активное и реактивное сопротивления прямой последовательности трансформатора (см. табл.10);Ro и Хо-соответственно активное и индуктивное сопротивления петли фаза-нуль.

Rо= Rот+ Rкаб+3* Rн.п.;

Хо=Хот+Хкаб+3*Хн.п.;

Rн.п.=rуд.*lкаб., Xн.п.= х*lкаб

Где Rот и Хот- активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности трансформатора (см. табл.10);

Rкаб и Х каб рассчитаны и сведены в табл.9;

Rн.п. и Хн.п.- активное и индуктивное сопротивления нулевого провода, определяется аналогично сопротивлениям кабеля.

Определим ток однофазного КЗ в 3-ей точке:

Rо= Rот+ Rкаб.осв+3* Rн.п.=253,9+459+3*459=2089 мОм;

Хо=Хот+Хкаб.осв+3*Хн.п=581,8+2,94+3*2,94=593,5 мОм;

Определим ток однофазного КЗ в 4-ой точке:

Rо= Rот+ Rкаб.дв1+3* Rн.п.= 253,9+240+3*240=1213,9мОм;

Хо=Хот+Хкаб.дв1+3*Хн.п.= 581,8+8,4+3*8,4= 615,4мОм;

Определим ток однофазного КЗ в 5-ой точке:

Rо= Rот+ Rкаб.дв2+3* Rн.п.=253,9+512,8+3*512,8=2305,1мОм;

Хо=Хот+Хкаб.дв2+3*Хн.п.=581,8+7,52+3*7,52=611,88 мОм;

Ударный ток КЗ определяется из соотношения:

,

где Куд- ударный коэффициент(1<Куд <2). В данной варианте примем Куд=1.1

Расчёт токов I, I, I и Iуд.кз. сводим в таблицу 9.

Таблица 9

Линия нагрузки	Двигательная нагрузка	Линия освещения
	1	2
I, А	880	400	400
I, А	740	340	340
I, А	440	276	290
Iуд.кз., А	1355,2	616	616

1.7 Проверка условия нормального пуска двигателя

В условиях легкого пуска двигателя (длительность пуска не превышает 5 с)

I/Iп.дв 2;

В данном варианте рассматривается время пуска tп.дв1=5c,tп.дв2=4 с

I/Iп.дв=880/387,4=2.27

I/Iп.дв=400/271=1.4

Получаем, что первый и второй двигатель не отвечает условиям легкого пуска при заданном времени пуска.

2. Выбор автоматического выключателя

Выбор автоматический выключатель QF2.

Автоматический выключатель ближайший к защищаемому объекту (асинхронному двигателю АИР200L6) выбирается:

а) по номинальному току расцепителя

Iном.р ? Iном.дв = 59,6 А,

б) из условия несрабатывания отсечки при пуске двигателя. Номинальная отсечка расцепителя выключателя QF2

Iном.о.2 ?Iо -- (1.1 ч1.2) Iуд.п, I0= 1.1*387,4 = 426,14А

Выбирается автоматический выключатель, номинальная отсечка которого превышает 426,14А, либо кратность уставки тока отсечки к номинальному току расцепителя превышает 426,14/Iном.р. Подобным требованиям удовлетворяет выключатель А3716Ф с номинальным током расцепителя 80 А и номинальной отсечкой на 6 А;

в) по предельной коммутационной способности выключателя, значение которого должно быть не меньше тока короткого замыкания в точке К-2

Выбранный выключатель имеет предельную коммутационную способность, равную 25 кА;

г) из условия нормального пуска (самозапуска) асинхронного двигателя

Iкз/Iп > 2 -- при легком пуске двигателя (tп < 5 с);

В данном случае Iкз3 /Iп = 880/387,4=2.27 и условие самозапуска двигателя не выполняется.

Выбранный таким образом автоматический выключатель относится к классу нетокоограничивающих выключателей, трехполюсного исполнения, с электромагнитым расцепителем, ручным приводом, стационарного исполнения.

В табл. 10 приведены технические параметры выбранного аппарата.

Таблица 10 Основные технические параметры выбранных выключателей

Автоматический выключатель	Тип выключателя	Номинальный ток расцепителя, А	Кратность уставки тока отсечки к номинальному	Предельная коммутационная способность, кА
QF2	А3716Ф-80	80	10	25
QF3	A3712Б-80	80	10	36
QF1	А3716Ф-125	125	10	20

Выбор автоматический выключатель QF3.

Автоматический выключатель ближайший к защищаемому объекту (асинхронному двигателю АИР200М4) выбирается:

а) по номинальному току расцепителя

Iном.р ? Iном.дв = 41,7 А,

б) из условия несрабатывания отсечки при пуске двигателя. Номинальная отсечка расцепителя выключателя QF3

Iном.о.3 ?Iо -- (1.1 ч1.2) Iуд.п, I0= 1,1 *271 = 298.1 А.

Выбирается автоматический выключатель, номинальная отсечка которого превышает 298.1 А, либо кратность уставки тока отсечки к номинальному току расцепителя превышает 298.1/Iном.р. Подобным требованиям удовлетворяет выключатель A3712Б с номинальным током расцепителя 80 А и номинальной отсечкой на 400 А;

в) по предельной коммутационной способности выключателя, значение которого должно быть не меньше тока короткого замыкания в точке

Iкз = . Выбранный выключатель имеет предельную коммутационную способность, равную 36 кА;

г) из условия нормального пуска (самозапуска) асинхронного двигателя

Iкз/Iп > 3.5 -- при легком пуске двигателя (tп < 5 с);

В данном случае Iкз3 /Iп = 400/271=1.4 и условие самозапуска двигателя не выполняется.

В табл. 10 приведены технические параметры выбранного аппарата.

Выбор автоматического выключателя QF1

Выключатель, расположенный на КТП, защищает силовой трансформатор и энергосистему и должен отличаться высокой надежностью работы. Как правило, это селективные выключатели. Они выбираются:

а) по номинальному току расцепителя Iном.р ? Iном?

где Iном? -- суммарный ток, протекающий в цепи выключателя QF1, при одновременной работе всех двигателей, Iном? = 101.3 А.

Выбирается выключатель с номинальным током расцепителя Iном.р= 160 А.

б) по номинальной отсечке расцепителя автоматического выключателя QF1

Iном.о.1 ? kн.о. Iном.о.2

где kн.о -- коэффициент надежности согласования, принимается равным 1.3ч1.5.

Ток номинальной отсечки расцепителя выключателя QF1определяется

Iном.о.1 = 1,3* 400 = 520 А.

При этом кратность уставки тока отсечки к номинальному току расцепителя выбирается равной 10.

в) проверяется выключатель QF1 на способность коммутировать ток короткого замыкания в точке 2 .



Рис. 4

Ток предельной коммутационной способности выбранного выключателя составляет 20 кА, что выше тока . В качестве выключателя QF1 выбирается А3716Ф-125, технические параметры которого приведены в табл. 10.

· серия рассчитана на номинальные токи до 250А;

· обладает в зависимости от рода тока и величины напряжения повышенной коммутационной способностью - до 25кА;

3. Трансформатор тока

Предназначен для измерения тока установок высокого напряжения. Первичная обмотка ТТ включается в цепь установки, а вторичная изменяет величину тока до стандартных величин 5 или 1 А.

Главная отличительная особенность режима работы ТТ- первичный ток не зависит от режима работы его вторичной цепи.

Выбор измерительного трансформатора(ТТ).

Возьмем предварительно измерительный трансформатор тока ТКЛМ-0,66

Рис. 5

Таблица 11 Технические характеристики

Характеристики	Значения
Номинальное напряжение, кВ	0,66
Номинальный первичный ток, А	5	10	15	20	30	50	75	100	150	200	300
Номинальный вторичный ток, А	5
Номинальная частота, Гц	50, 60*
Номинальная вторичная нагрузка с коэффициентом мощности соsц2 = 0,8, ВМА	5
Номинальный коэффициент безопасности приборов, КБном	5	6,4	5	6,4	5	6
Класс точности	0,5
Испытательное напряжение изоляции обмоток, кВ	3,3

Производится выбор по следующим параметрам:

1. Номинальное напряжение трансформатора должно соответствовать напряжению сети, в которой он устанавливается.

Uл=380 В

Этот трансформатор рассчитан на напряжение до 660В включительно.

2. Наибольший возможный ток установки должен быть по возможности ближе к номинальному току трансформатора для получения наименьшей погрешности при измерении. Допускается, чтобы первичный ток трансформатора был на (5-20)% больше тока линии.

Например, Iном.т.=151.9 А,

Iном.1=151.9 *1.2=182.28 А

В данном случае принимаем ближайший больший номинальный первичный ток Iном.1=200 А,

3 .Класс точности трансформатора.

Выбирается в соответствии с его назначением. Более точные трансформаторы (класс точности 0,5 и 1) используются для измерений, более грубые- для релейной защиты. Следовательно, выбираем класс точности 0,5 или 1.

По условиям механической прочности сечения медных проводов, подключаемых к вторичным обмоткам ТТ должен быть по требованию «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ) сечением не менее 2,5 мм, а алюминиевых не менее 4 мм.

4. Выбор предохранителей высокого напряжения FU4-FU6

Произведем предварительный выбор:

Технические характеристики предохранителя ПКТ101-10-10-20 У1:

Рис. 6

Таблица 12

Типоисполнение	Номинальное напряжение, кВ	Наибольшее рабочее напряжение, кВ	Номинальный ток, А	Номинальный ток отключения, кА
ПКТ101-10-10-20 У1	10	12	10	20

Выбор предохранителя высокого напряжения для защиты цепей от больших токов перегрузки и токов КЗ проводится по следующим условиям:

- Номинальное напряжение предохранителя должно быть равно номинальному напряжению установки, т.е. первичному напряжению силового трансформатора:

Uном.пр=Uном.уст.=U1тр=10(6) кВ.

-Номинальный ток плавкой вставки предохранителя определяем из условия:

Iном.пр> (1,5-2) *Iном.т1=1.5*5.77=8.7 А.

Принимаем Iном.пр=10А, что удовлетворяет неравенству, приведенному выше.

-Предохранитель не должен отключаться от пусковых токов двигателей и токов намагничивания силовых трансформаторов.

-Проверяется предохранитель на соответствие предельного отключающего тока предохранителя и максимального тока короткого замыкания в месте его установки (Iпр.отк.>Iкз.т1).

Iпр.отк.=20 кА Таким образом, 20 кА.>691 А, следовательно, выбранный предохранитель удовлетворяет требованиям для данной схемы.

5. Выбор предохранителей для защиты осветительных сетей FU1-FU3

Возьмем предварительно предохранитель ПН-2

Рис. 7 Технические характеристики предохранителя ПН-2

Таблица 13

Типоисполнение	Номинальное напряжение, В	Номинальный ток, А	Номинальные токи плавких вставок, А	Номинальный ток отключения, кА
ПН-2	380	100	31,5;40;50;63;80; 100	100

Проводится аналогично выбору высоковольтных предохранителей. Т.е. исходя из 3 параметров: номинального напряжения, номинального тока и тока отключения.

Номинальное напряжение предохранителя равно 380 В, т.е.

Uном.пр.=380 В.

Номинальный ток предохранителя должен быть не меньше номинального тока осветительных сетей,

Iном.пр1,2* Iном.осв= 1,2* 15.2=18.24 А

Принимаем номинальный ток плавкой вставки 31.5 А (31.5А>18.24А)

При защите сетей предохранители устанавливаем во всех незаземлённых фазах.

Категорически запрещается установка предохранителей в нулевых и нейтральных проводниках. Выбранный предохранитель ПН-2 удовлетворяет необходимым условиям.

6. Выбор рубильника (переключателя) SA1 в линии освещения

Рубильник(переключатель) предназначен для ручного включения и отключения тока в цепях с напряжением источника до 220 В постоянного тока и 380 В переменного тока. При больших значениях напряжения этот аппарат коммутирует цепь только при отсутствии тока.

Рубильники выпускаются в одно-, двух- и трёхполосных исполнениях.

Отключаемый ток рубильника (переключателя) должен быть меньше номинального тока рубильника

Iном.р >Iоткл= Iосв.ном.

Конструктивно рубильники (переключатели) различаются типом привода.

Выбираем рубильник по номинальному напряжению Uном=380 В и номинальному току РБ-1, 100А.

Uном.р.=380В

Iном.р=100 А > 18.24 А

Iоткл= Iосв.ном.

Таким образом, выбранный рубильник удовлетворяет всем условиям.

Таблица 13 Технические характеристики РБ-1, 100А

Категория применения по ГОСТ Р 50030.3	АС-20В
Вид климатического исполнения	У3
Класс защиты от поражения электрическим током	0
Степень защиты	IP00
Механическая износостойкость - до 630А - в обесточенном состоянии свыше 630А	не менее 10000 циклов <ВО> не менее 6300 циклов <ВО>
Контактные зажимы обеспечивают присоединение медных и алюминиевых шин.

7. Выбор разрядника высокого напряжения FV1-FV3

Разрядники служат для защиты установки (КТП) от перенапряжений, возникающих в процессе коммутации и воздействий атмосферных явлений.

При повышении напряжения сверх номинального значения разрядник срабатывает и ограничивает напряжение на фазе установки.

Выбор разрядника происходит по номинальному значению напряжения, которое должно быть равно номинальному напряжению установки, т.е. первичному напряжению обмотки силового трансформатора

Uном.разр=Uномт1=10 кВ.

Выбираем РВО-10 -вентильный разрядник с номинальным напряжением Uном.р.=10 кВ.

Таблица 14 Технические характеристики разрядника РВО-10

Наименование параметра	РВО-10
Класс напряжения сети, кВ действующее	10
Номинальное напряжение, кВ действующее	12,7
Допустимое тяжение проводов, Н, - не менее	300
Высота, (Н), мм, - не более	411
Масса, кг - не более	4,0

Гарантийный срок эксплуатации разрядника РВО-10 составляет: 3 года со дня ввода в эксплуатацию.

8. Выбор высоковольтного выключателя нагрузки QS1

При выборе выключателя его номинальные параметры сравниваются с параметрами сети в той точке, где он устанавливается.

Номинальное напряжение выключателя должно быть не меньше номинального напряжения установки

Uном.выкл 10 кВ.

Поскольку длительный ток установки невелик Iном=3.49А, выключатель с релейной защитой можно заменить выключателем нагрузки( ВН) и предохранителями.

Произведем выбор выключателя нагрузки по заданным параметрам Uном.выкл=10 кВ, Iном=3.49А.

Iном.QS1 > Iном., так как Iном.QS1=600А

Выключатели нагрузки ВНРП-10/400 10 зп У3 предназначены для включения и отключения под нагрузкой участков цепей переменного трехфазного тока частотой 50-60 Гц, номинальным напряжением 6(10) кВ, а также заземления отключенных участков при помощи заземлителей.

Рис. 8

Таблица 15 Технические характеристики ВНРП

Наименование параметра	Значение параметра
Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальный ток, А	630
Номинальный ток отключения при cos ц>=0,7, А	630
Нормированные параметры сквозных токов короткого замыкания:
наибольший пик(ток электродинамической стойкости), кА	25
номинальное начальное значение периодической составляющей, кА	10
время протекания тока (время короткого замыкания), с	1
Нормированные параметры тока включения, кА:
наибольший ток	25
начальное действующее значение периодической составляющей	10

Рис. 9 Спецификация выбранного оборудования

Размещено на Allbest.ru

...