Выбор основного оборудования

Силовой трансформатор

Uном = 110/10 кВ;

Iкз = 9 кА;

Рmax = 65 МВт.

Условия выбора силового трансформатора:

- Uн1, Uн2;

- Схемы соединения обмоток;

- Мощность трансформатора;

- Учет графика нагрузки;

- Конструкция;

- Стойкость к токам кз.

Расчет параметров трансформатора:

По данным расчетам и с учетом суточной нагрузки (2-3 часа трансформатор может работать в перегрузке) был выбран трансформатор типа «ТМН-6300/110-У1»

Трансформатор типа «ТМН-6300/110-У1»

Рис.1.2

Трансформатор силовой ТМН-6300/110-У1 с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) ±16%±9 ступеней с системой охлаждения вида «М», предназначен для преобразования и передачи электрического переменного тока в электрических сетях общего назначения 110 кВ.

Силовые понижающие трехфазные двухобмоточные масляные трансформаторы ТМН-6300 на напряжение 110 кв предназначены для передачи и преобразования электрической энергии переменного тока. Трансформаторы силовые масляные ТМН применяются в различных сферах, начиная от электропитания небольших помещений, например, магазина или коттеджа, заканчивая крупными промышленными объектами. Трансформатор ТМН 6300 оснащен расширительным баком. При температурном расширении увеличение давления компенсируется расширителем, который имеет масляный затвор с воздухоосушителем для очистки и осушения воздуха. Масло, перед заливкой в силовой трансформатор, дегазируется, что позволяет увеличить электрическую прочность изоляции. Все элементы уплотнения изготовлены из маслостойкого материала. В нижней части бака находится зажим заземления, пробка для спуска масла и взятия пробы. По отдельному заказу трансформатор комплектуется термометром ТТЖ для измерения температуры верхних слоев масла.

Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли в концентрациях, снижающих параметры изделий в недопустимых пределах. Не предназначены для работы в условиях тряски, вибрации, ударов, в химически активной среде. Высота установки ТМН над уровнем моря не более 1000 м.

Масляные трансформаторы ТМН предназначены для наружной или внутренней установки умеренного (от + 40^оС до - 45^оС) климата.

Табл.1.1 Технические характеристики трансформаторов ТМН

Наименование и размерность показателя	ТМН-6300/110
Климатическое исполнение и категория размещения	У1
Номинальная мощность, кВА	обмотка ВН	6 300
обмотка НН	6 300
Номинальная частота, Гц
Схема и группа соединения обмоток	Y-о/ Δ -11
Номинальное значение напряжения, кВ	ВН
НН	11 (±9×1,78%)
Напряжение короткого замыкания, Uk, %	10,5
Ток холостого хода, не более, %	1,0
Потери холостого тока, кВт	≤10
Потери короткого замыкания, кВт	≤44
Диапазон и число ступеней регулирования РПН	в нейтрали ВН±9х1,78%
Защитное реле РПН	URF-25/10 (RS-2001)
Испытательное напряжение полных грозовых импульсов, кВ	линейного зажима	не менее 480
зажима нейтрали	не менее 200
Испытательное напряжение одноминутное, кВ	линейного зажима	не менее 200
зажима нейтрали	не менее 100
Охлаждение трансформатора: М- масляное с воздушным дутьем и естественной циркуляцией масла
Передвижение трансформатора	поперечно-продольное
Ширина колеи, мм	продольного перемещения
поперечного перемещения
Форма катков	с ребордой
Напряжение питания системы охлаждения и РПН, В	цепей управления	~ 220
цепей сигнализации	= 220
двигателей	~ 380
Встроенные трансформаторы тока	коэффициент трансформации	300-200-150-100/5
сердечник №1	кл. 5Р/40В·А/20
сердечник №2	кл. 5Р/40В·А/20
Газовое реле трансформатора	на 4 контакта
Газовое реле РПН	на 2 контакта
Температура окружающего воздуха, оС	-40...+40
Внешняя изоляция	категории А
Масса, кг	активной части
масла
транспортная
полная
Отправка (с маслом/без масла)	с маслом
Срок эксплуатации, лет
Габаритные размеры: (LхBхH), мм	5090х2685х5110

Выключатель

Условия выбора выключателя:

- Uн;

- Iн;

- Iном.отк.;

- Конструкция (тип);

- Термическое действие I²*t;

- Допустимое апериодическое действие;

- Соответствие допущения ПВН фактическое;

- Управление цепи.

Расчет параметров выключателя:

Iкз = 9кА;

Uн = 110кВ.

По данным расчетам был выбран выключатель типа «ВГБ-110 У1, Т1»

Выключатель типа «ВГБ-110 У1, Т1»

Рис.1.4

Элегазовые баковые выключатели серии ВГБУ разработаны на базе хорошо известного принципа гашения дуги . При срабатывании выключателя газ сжимается и выбрасывается через контакты выключателя, осуществляя гашение дуги. Этот принцип гашения и конструкция дугогасительных камер хорошо зарекомендовали себя в отдельно стоящих выключателях (ВЭК) с элегазовой изоляцией, эксплуатирующихся с 1979 года.

Выключатели поставляются практически в собранном виде, заполненные элегазом (гексафторид серы – SF6) до транспортного давления, что обеспечивает сохранность заводской регулировки и предельно упрощает наладку и монтаж, и комплектуются всем необходимым, в том числе специальным оборудованием для закачки и контроля элегаза.

Шеф-монтаж, наладка и обучение персонала производятся специалистами ОАО ВО «Электроаппарат» по отдельному договору. Экологически чистые выключатели не требуют замены элегаза в течение всего срока службы, не нуждаются в особых мерах по технике безопасности и допускают подпитку элегазом без снятия напряжения с выключателя. Выключатели просты в наладке и эксплуатации и имеют гидравлический привод.

Преимущества:

Заземленный резервуар

Низкий центр тяжести обеспечивает повышенную сейсмостойкость

Имеет встроенные трансформаторы тока

Минимальное время монтажа

Имеет полимерные вводы

Минимальная необходимость в обслуживании

Автоматическое включение и отключение электроподогрева элегаза

Высокий механический и коммутационный ресурс

Высокие пожаро- и взрывобезопасность

Большой межремонтный период (20 лет), длительный срок эксплуатации (40 лет), гарантийный период 5 лет.

Общие сведения об элегазовых выключателях

Современные разработки конструкции выключателей с элегазовыми дугогасителями в настоящее время ведутся в различных направлениях, и, прежде всего в тех, которые дают наиболее эффективное технико-экономическое использование специфических свойств дугогасящей и изоляционной среды. Такими направлениями являются следующие:

- модульные серии выключателей на высокие классы напряжения (100 кВ и выше), предназначенные для отключения предельно больших токов КЗ при наиболее неблагоприятных условиях КЗ;

- выключатели на номинальное напряжение 10-35 кВ в компактном исполнении для электрифицированного подвижного состава и других электрических установок специального назначения;

- выключатели нагрузки на номинальные напряжения 15-100 кВ и выше, предназначенные для отключения индуктивных токов ненагруженных трансформаторов и емкостных токов.

Преимущества элегазовых выключателей:

- взрыво- и пожаробезопасность;

- быстродействие и пригодность для работы в любом цикле АПВ;

- возможность осуществления синхронного размыкания контактов непосредственно перед переходом тока через нуль;

- высокая отключающая способность при особо тяжелых условиях отключения (отключение неудаленных коротких замыканий и др.);

- надежное отключение емкостных токов холостых линий;

- малый износ дугогасительных контактов;

- легкий доступ к дугогасителям и простота их ревизии;

- относительно малый вес (в сравнении с баковыми масляными выключателями);

- возможность создания серии с унификацией крупных узлов;

- пригодность для наружной и внутренней установки.

Недостатки элегазовых выключателей:

- необходимость в наличии устройств для наполнения, перекачивания и очистки шестифтористой серы (SF6);

- относительная сложность конструкции ряда деталей и узлов, а также необходимость применения высоконадежных уплотнений;

- относительно высокая стоимость дугогасящей среды и выключателя в целом.

Элсгазовые выключатели выполняются в двух модификациях: бакового и колонкового типа. Обе модификации имеют достоинства и недостатки.

Преимущества баковых выключателей:

- стальной бак является основной несущей конструкцией, к изолированным выводам приложена незначительная нагрузка оттяжения проводов. У колонковых выключателей дугогасящая камера расположена на фарфоровой стойке, которая подвержена значительным динамическим нагрузкам;

- практикой эксплуатации зафиксированы случаи взрывов колонковых выключателей при аварии. Баковые выключатели свободны от такой проблемы;

- повышенная сейсмостойкость;

- возможность применения подогрева элегаза при использовании в районах с холодным климатом;

- большие значения рабочего тока, термической и динамической стойкости к токам КЗ;

- баковые выключатели оснащены встроенными трансформаторами тока, в связи с чем они занимают меньшую площадь, чем комплект «колонковый выключатель — отдельно стоящий трансформатор тока».

Наличие трансформаторов с обеих сторон выключателя позволяет организовывать перекрывающиеся зоны защиты.

Масса и габариты элегазовых баковых выключателей позволяют использовать их вместо любых типов масляных выключателей, находящихся в эксплуатации для уровней напряжения 110, 220 и 500 кВ, с рабочим током до 400 А, термической стойкостью до 63 кА, с трехфазным и пофазным управлением, с пружинным, пневматическим или гидравлическим приводом.

Табл.1.3 Технические данные

Характеристики ВГБУ-110
Параметр	ВГБУ-110
Номинальное напряжение, Uном ,кВ
Наибольшее рабочее напряжение, Uном ,кВ
Номинальный ток, Iном ,А
Номинальный ток отключения, Iном ,кА
Номинальная частота, f ном, Гц
Процентное содержание апериодической составляющей, β, %, не более
Параметры тока включения:
· Наибольший пик Iв.н.
· Начальное действующее значение периодической составляющей, Iв.н.
Параметры сквозного тока короткого замыкания:
· Наибольший пик (ток электродинамической стойкости) Iд., кА
· Начальное действующее значение периодической составляющей Iн.п., кА
· Среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости) Iт, кА
· Время протекания тока термической стойкости, с
Емкостной ток ненагруженной линии, А	31,5
Длина пути утечки внешней изоляции, мм, не менее
Собственное время отключения tо.с., с	0,03±0,005

Разъединитель

Условия выбора разъединителя:

- Uн;

- Iн;

- Iэл.дин.ст.;

- I²*t;

- Конструкция;

- Вторичные цепи.

Расчет параметров разъединителя:

По данным параметрам был выбран разъединитель марки «РГ-110/1000 УХЛ1»

Разъединитель типа «РГ-110/1000 УХЛ1»

Рис. 1.5

Назначение

Разъединители предназначены для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей, находящихся под напряжением, а также заземления отключенных участков при помощи заземлителей.

Разъединители также используют для отключения токов холостого хода трансформаторов и зарядных токов воздушных и кабельных линий...

Конструкция

— В разъединителях применены высокопрочные фарфоровые и полимерные изоляторы, рекомендованные ОАО «ФСКЕЭС», их степень загрязнения может варьироваться от I до IV по ГОСТ9920;

— изоляция разъединителей РГ по сравнению с разъединителями РГН и РДЗ выдерживает более высокие испытательные напряжения грозового импульса относительно земли и между полюсами, поэтому они могут эксплуатироваться в высокогорных районах;

— надежные контактные системы и соединил обеспечивают работоспособность под действием эксплуатационных нагрузок и высокую стойкость к токам;

— все контактные соединения токоведущего контура имеют покрытие гальваническим оловом или серебром, в разъемных контактах применено пластинчатое серебро с механическим ресурсом 10000 циклов;

— имеются необходимые средства защиты контактных частей для обеспечения надежной работы в условиях сильного обледенения (30 мм);

— заземлители с надежной фиксацией во включенном положении от сил отброса при токах к.з;

— имеется механическая блокировка;

— минимальные усилия при оперировании за счет использования во всех узлах трения необслуживаемых подшипниковых узлов с закрытыми шарикоподшипниками и шарнирных соединений, не требующих смазки;

— надежная противокоррозионная защита черных металлов–горячим или термодиффузионным цинком, а цветных металлов—гальваническим оловом;

—экранная арматура, противогололедные кожуха-изалюминиевых сплавов;

— разъединители оснащены электродвигательными приводами ПД —14 или ручными приводами ПРГ — 6;

— ручные привода ПРГ – 6 имеют несъемные складывающиеся рукоятки;

— приводы укомплектованы коммутирующими устройствами типа КСАМ 12 и электромагнитной блокировкой, располагаются в удобной для оперирования и обслуживания зоне на кронштейне, входящем в комплект поставки;

— поставки разъединителей осуществляются укрупненными узлами, комплектуются соединительными элементами, позволяющим проводить монтаж без применения сварки; по заказу поставляются рамы и опоры под установку разъединителя;

— присоединительные размеры разъединителей серии РГ совпадают с заменяемой серией РДЗ;

— все разъединители серии РГ обладают высокими эксплуатационными качествами, исключающими необходимость обслуживания в течение всего срока службы.

На напряжение 110, 150, 220, 330, 500 кВ:

РГНП.Х₁Х₂ - Х₃ - Х₄.II/Х₅ - Х₆ УХЛ1

Р - разъединитель;
Г - горизонтально - поворотный тип;
Н - уровень изоляции по ГОСТ 1516.3 - 96 (в усиленном исполнении индекс не проставляется);
П - с полимерной изоляцией (в исполнении с фарфоровой изоляцией индекс отсутствует);
Х₁ - количество заземлителей (1 или 2);
Х₂ - расположение заземлителей относительно ведущей и ведомой колонок: а - со стороны ведущей колонки, б - со стороны ведомой колонки;
Х₃ - тип установки (К - для килевой установки, СК - для ступенчато - килевой установки, В - для установки на вертикальной плоскости, ОП - для однополюсной установки);
Х₄ - номинальное напряжение 110, 150 или 220 кВ;
II - степень загрязнения изоляции по ГОСТ 9920 - 89 (в исполнении I индекс отсутствует, IV - для разъединителей в исполнении Т1);
Х₅ - номинальный ток (1000, 1600, 2000 или 3150), А;
Х₆ - номинальный кратковременный выдерживаемый ток с повышенной стойкостью к воздействию токов к. з. 40, 50, 63 кА (в нормальном исполнении параметр не проставляется);
УХЛ - климатическое исполнение по ГОСТ 15150 - 69;
1 - категория размещения по ГОСТ 15150 - 69.

Табл. 1.4 Технические данные

Обозначение	РГ-35/1000УХЛ1 РГ-35.II/1000УХЛ1	РГ-110/1000УХЛ1 РГ-110.II/1000УХЛ1	РГ-110/2000УХЛ1 РГ-110.II/2000УХЛ1	РГН-110/1000УХЛ1 РГ-110.II/1000УХЛ1
Номинальное напряжение, кВ
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	40,5
Номинальный ток, А
Наибольший пикноминального кратковременного выдерживаемого тока (ток электродинамической стойкости), кА
Номинальный кратковременный выдерживаемый ток (ток термической стойкости), кА		31,5		31,5
Время протекания номинального кратковременного выдерживаемого тока, с: для главных ножей для заземлителей	3 1
Номинальная частота, Гц
Испытательное одноминутное напряжение промышленной частоты относительно земли и между полюсами, кВ
То же, между разомкнутыми контактами разъединителя, кВ
Испытательное напряжение грозового импульса 1,2/50 мкс относительно земли и между полюсами, кВ
То же между разомкнутыми контактами разъединителя, кВ
Максимальный ток отключения (силовые линии, кабели, шины), А	1,5
Максимальный индуктивный ток отключения (трансформаторы), А	3,0	4,0
Минимальная длина пути утечки изоляции, см	70/ 105	246,0/ 339,5	246,0/ 339,5	190/ 280
Допустимая механическая нагрузка на выводы, кН	0,5	0,8	1,0	0,8
Толщина корки льда при гололеде, мм
Масса, max, кг	54,5

ОПН

Условия выбора ОПН:

- Uнс – класс напряжения сети;

- Uнр – наибольшее рабочее напряжение;

- Номинальный разрядный ток;

- Ток пропускной способности;

- Тип (конструкция);

- Ток взрывобезопасности.

Расчет параметров ОПН:

Iкз = 9кА;

Uн = 110кВ;

Uнр = 126 кВ.

По данным расчетам был выбран ОПН типа «ОПН-110 УХЛ1»

ОПН типа «ОПН-110 УХЛ1»

Рис. 1.7

Ограничители перенапряжений (ОПН-110, ОПНп-110) в фарфоровых или полимерных покрышках на основе оксидно-цинковых варисторов без искровых промежутков предназначены для защиты электрооборудования сетей с изолированной нейтралью класса напряжения 110 кВ переменного тока частоты 50 Гц от атмосферных и коммутационных перенапряжений.