Выключатель нагрузки ВНР – 10 – 630

В – выключатель; Н – нагрузки; Р – тип привода, ручной;

наличие предохранителей

без буквы без предохранителя

п – со встроенными предохранителями;

Номинальное напряжение в кВ

10 – номинальное напряжение, кВ

Номинальный ток – 400А, 630А;

номинальная периодическая составляющая сквозного тока к.з. ,кА – 10

расположение ножей заземления

з – с ножами заземления расположенными снизу или сверху рамы выключателя;

зп – заземляющие ножи расположены за предохранителями сверху или снизу выключателя

климатическое исполнение по ГОСТ 15150 – 69 У или УХЛ по умолчанию УХЛ категория размещения по ГОСТ 15150 – 69.

2 или 3 по умолчанию 3.

2.8.1 Выбираем выключатель нагрузки

Предполагаем к установке ВНР-10|400-103

[www. Eiectro-portal/com]

РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ	ТАБЛИЧНЫЕ ДАННЫЕ
Uном=10кВ	Uном=10кВ
	Iном=400А
=86,12 кА	=25 кА

Выбираем выключатель нагрузки типа ВНР-10|400-103

Высоковольтный предохранитель ПКТ

Предназначен для защиты силовых трансформаторов, трансформаторов напряжения кабельных и воздушных линий.

Преимущественно используются при монтаже в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП).

Предохранитель ПКТ ХХХХХХ

П – предохранитель высоковольтный;

К – с кварцевым наполнением в патроне;

Т – используется для защиты силовых трансформаторов;

101, 102, 103, 104 – обозначение конструктивного исполнения;

10 – обозначение номинального тока предохранителя, А;

40 – обозначение номинального тока отключения предохранителя, кА;

У – обозначение климатического исполнения;

З – категория размещения предохранителя;

У1 – наружной установки;

У2 – установки под навесом в помещениях без прямого воздействия атмосферных осадков, в транспорте

2.8.2 Выбираем предохранитель

Предполагаем к установке ПКТ102-101-10-31,5-12,5-У3

РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ	ТАБЛИЧНЫЕ ДАННЫЕ
Uном=10кВ	Uном=10кВ
	Iном=31,5 А
Iк=4,2 кА	Iоткл=12,5 кА

Выбираем предохранитель типа ПКТ102-101-10-31,5-12,5-У3

2.8.3 Выбираем трансформатор ток

Трансформатор тока выбирают по номинальному току и напряжения ,проверяют на термическую и динамическую устойчивость к токам КЗ.

Предполагаем к установке ТПЛК 10 [www.all-energo.ru.]

РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ	ТАБЛИЧНЫЕ ДАННЫЕ
Uном=10кВ	Uном=10кВ
	Iном=50А
=10,71 кА	=14,8 кА

Выбираем трансформатор тока типа ТПЛК 10

2.8.4 Выбираем трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения выбирают по номинальному напряжению и проверяют на нагрузки вторичной цепи.

Предполагаем НОМ-10-66ТЗ [2, с.328, табл.5.13]

Выясним, какие приборы подключаются на первичное напряжение силового трансформатора 10|0,4кВ: на первичной стороне подключается счетчик активной энергии. [1, с.321, табл.9.1]

Потребляемая мощность счетчика S_пр=8 ВА

Так как ко вторичной стороне трансформатора напряжения подключен счетчик, то выбираем класс точности 0,5.

Выбираем трансформатор напряжения по условию

;

Выбираем трансформатор напряжения типа НОМ-10-66ТЗ.

2.8.5 Выбираем шины

Шины выбирают по номинальному току и проверяют их на динамическую стойкость к токам КЗ.

Предполагаем к установке шины алюминиевые 15x3 с допустимым током 165А. [2, с.395, табл.7.3]

Определяем силу, действующую на среднюю фазу, при протекании по ней ударного тока :

; (2.30)

Н

Определяем момент сопротивления шин при укладке их плашмя:

; (2.31)

Н м

Определяем изгибающий момент, действующий на шину :

; (2.32)

Определяем расчетное напряжение в металле шин :

; (2.33)

МПа

Сравниваем расчетное напряжение с допустимым :

110МПа 105МПа

Таким образом, выбираем шины алюминиевые 15x3 мм ² динамически устойчивы к токам КЗ.

2.8.5 Выбираем изоляторы

Изоляторы выбирают на номинальное напряжение и проверяют на механическую нагрузку при коротких замыканиях.

Предполагаем к установке И4-80УХЛ3 [1, с.282, табл.5.7]

Выбираем изолятор по условию

Выбираем изоляторы типа И4-80УХЛ3

2.9 Учет и контроль электроэнергии

Расчетным учетом электроэнергии называется учет выработанной, а также отпущенной потребителям электроэнергии для денежного расчета за неё. Счетчики, устанавливаемые для расчетного учета, называются расчетными счетчиками (класса 2), с классом точности измерительных трансформаторов-0,5.

Техническим (контрольным) учетом электроэнергии называется учет для контроля расхода электроэнергии электростанций, подстанций, предприятий, зданий, квартир и т.п. Счетчики, устанавливаемые для технического учета, называются контрольными счетчиками (класса 2,5) с классом точности измерительных трансформаторов-1.

При определении активной энергии необходимо учитывать энергию: выработанную генераторами электростанций; потребленную на собственные нужды электростанций и подстанций; выданную электростанциями в распределительные сети; переданную в другие энергосистемы или полученную от них; отпущенную потребителям и подлежащую оплате.

Кроме того, необходимо контролировать соблюдение потребителями заданных им режимов потребления и баланса электроэнергии, установления удельных норм расхода электроэнергии и проведения хозрасчета.

Расчетные счетчики активной электроэнергии на подстанции энергосистемы должны устанавливаться:

для каждой отходящей линии электропередачи, принадлежащей потребителям;

для межсистемных линий электропередачи -по два счетчика со стопорами, учитывающих полученную и отпущенную электроэнергии;

на трансформаторах собственных нужд;

для линий хозяйственных нужд или посторонних потребителей (поселок и т.п.), присоединенных к шинам собственных нужд.

Расчетные счетчики активной электроэнергии на подстанциях потребителей должны устанавливаться:

на вводе (приемном конце) линии электропередачи в подстанцию;

на стороне высокого напряжения трансформаторов при наличии электрической связи с другой подстанцией энергосистемы;

на границе раздела основного потребителя и субабонента.

Рисунок 2.2 Схема включения трехфазного счетчика типов СА4, СА4У для измерения активной электроэнергии в четырехпроводной сети напряжением до 1000 В.

Контрольные счетчики технического учета. Эти счетчики включают в сеть низшего напряжения (до 1000 В), что имеет ряд преимуществ:

установка счетчика обходится дешевле (чем на стороне высшего напряжения);

появляется возможность определить потери в трансформаторах и в сети высшего напряжения;

монтаж и эксплуатация счетчиков значительно проще.

Требования, предъявляемые к контрольным счетчикам в отношении класса точности, значительно ниже, чем требования, предъявляемые к расчетным счетчикам, поскольку по контрольным счетчикам не производят денежных расчетов. Поэтому контрольные счетчики могут подключаться к измерительным трансформаторам тока класса точности 1.

Допускается установка контрольных счетчиков технического учета на вводе предприятия, если расчетный учет с ним ведется по счетчикам, установленным на подстанциях энергосистем.

Для измерения активной энергии в трехфазных сетях при неравномерной нагрузке применяют двух- и трех системные счетчики. В трехфазных сетях с нулевым проводом сумма токов отдельны фаз не равна нулю и поэтому двухсистемные счетчики непригодны.

В четырехпроводных сетях при неравномерной нагрузке применяют трехсистемные счетчики или двухсистемные счетчики с тремя токовыми катушками.

Учет реактивной электроэнергии должен обеспечивать возможность определения количества реактивной электроэнергии ,полученной потребителем от электроснабжающей организации или переданной ей, только в том случае, если по этим данным производят расчеты или контроль соблюдения заданного режима работы компенсирующих устройств.

Счетчики реактивной электроэнергии должны устанавливаться:

на тех элементах схемы ,на которых установлены счетчики ак- тивной электроэнергии для потребителей, рассчитывающихся за электроэнергии с учетом разрешенной реактивной мощности;

на присоединениях источников реактивной мощности потребителей, если по ним производится расчет за электроэнергию, выданную энергосистеме.

2.10 Релейная защита

Для обеспечения надежной работы релейная защита должна:

иметь избирательность (селективность);

обладать достаточной высокой чувствительностью по всем видам поврежденный на защищаемой линии и на линиях, питаемых от нее;

быть выполнена по наиболее простой схем с наименьшим числом аппаратов.

На цеховых подстанциях обычно устанавливают силовые трансформаторы мощностью до 1000 кВА. На них устанавливают максимально-токовую защиту, защиту от однофазных замыканий на землю на стороне низшего напряжения; газовую защиту -для транс форматоров внутрицеховых подстанций мощностью от 400 кВА и выше.

Указанные защиты применяют в зависимости от типа аппаратов, установленных на стороне высшего напряжения: высоковольтный выключатель, выключатель нагрузки или предохранители. Применение последних значительно удешевляет установку и упрощает защиту.

Защиту предохранителями и выключателями нагрузки выполняют для трансформаторов мощностью до 1000 кВА напряжением до 10 кВ с предохранителями ПК на 100 А и мощностью не более 2500 кВА напряжением 35 кВ с предохранителями ПК-35Н на 40 А; отключаемая мощность короткого замыкания не должна превышать 200 МВА.

Высоковольтные предохранители типа ПК при установке на них соответствующих плавких вставок обеспечивают защиту трансформатора от внутренних повреждений и междуфазных коротких замыканиях на выводах.

Защиту от однофазных замыканий на землю осуществляют автоматическим выключателем с максимальным расцепителем, установленным на стороне низшего напряжения, или трансформатором тока на нулевом проводе при прямом присоединении трансформатора с глухозаземленной нейтралью к шинопроводу.

Рисунок 2.3 Схема защиты цехового трансформатора с выключателем нагрузки

2.11 Расчет защитного заземления

Защитное заземление -преднамеренное электрическое соединение какой-либо части электроустановки с заземляющим устройством для обеспечения электробезопасности.

Задачей защитного заземления является снижение до безопасной величины напряжений прикосновения, шага и напряжения на заземляющем устройстве.

Защитным занулением в электроустановках напряжением до 1кВ называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока.

Задачей зануления является создание наименьшего сопротивления пути для тока однофазного короткого замыкания, обеспечивающего надежное отключение защиты.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводников. В качестве заземлителей в курсовом проекте используются прутковые электроды-стержни диаметром 12-14мм и длиной 5м, которые обеспечивают малое сопротивление растеканию тока, так как проникают в глубокие слои грунта. В качестве заземляющих проводников используется отрезки из полосовой стали.

При расчете заземляющего устройства определяются тип заземлителей, их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников.

Для выполнения контура заземления используют искусственные заземлители -заземлитель, специально выполненный для цепей заземления-это уголковая сталь или трубы, прудковые элементы. Использовать стальных труб не рекомендуется.

В качестве естественных заземлителей используют:проложнные в земле стальных водопроводные трубы ,соединенные в стыках газо - или электросваркой; трубы артези анских скважин, стальная броня силовых кабелей, проложенных в земле ,при числе их не менее двух, металлические конструкции и фундаменты зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей; различного рода трубопроводы ,проложенные под землей ;свинцовые оболочки кабелей ,проложенных в земле.

Не допускается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей и горючих или взрывчатых газов, алюминиевые оболочки кабелей, алюминиевые проводники и кабели, проложенные в туннелях, блоках, каналах.

В сетях с глухим заземлением нейтрали следует применить зануление, а в сетях с изолированной нейтралью-заземление.

Отключение электроустановок при однофазных замыканиях на землю может также осуществляться при помощи защитного отключения, которое выполняется в дополнение к заземлению или занулению.

Если невозможно выполнить заземление, или зануление, и обеспечить защитное отключение электроустановки или трудно выполнить по технологическим причинам, то допускается обслуживание электрооборудования с изолирующих площадок. При этом должна быть исключена возможность одновременного прикосновения к незаземленным частям электрооборудования, имеющим соединение с землей.

Выбираем грунт-глина с ; [1, с.257]

Коэффициент повышения сопротивления для глины

[1, с.260, таб.7.3]

Рассчитываем удельное сопротивление грунта

; (2.34)

Находим сопротивление одиночного заземлиеля

; (2.35)

Определяем ток однофазного короткого замыкания на землю при условии, что l_к=1,2 км, а воздушные линии-отсутствуют

; (2.36)

Определяем сопротивление заземляющего устройства при условии, что оно является общим для напряжений 10кВ и 0,4кВ

; (2.37)

Выбираем R_з=4Ом согласно ПУЭ для напряжения 0,4кВ.

Находим число электродов

коэффициент экранирования [1, с.257, таб.7,1]

; (2.48)

штук

Таким образом, заземляющее устройство состоит из шести прутковых электродов, соединенных между собой полосовой сталью.