Вибір електроустаткування підстанції

У курсовому проекті вибирається електроустаткування підстанцій ГЗП і ТП. Струмоведучі частини (шини, кабелі) і усі види апаратів (вимикачі, роз'єднувачі, запобіжники, відокремлювачі, короткозамикачі, вимірювальні трансформатори для електроустановок) повинні вибиратися відповідно до обчислених максимальних розрахункових значень (силою струмів, напругами, потужностями відключення) для нормального режиму і короткого замикання. Для їхнього вибору порівнюються зазначені розрахункові значення з припустимими значеннями для струмоведучих частин і високовольтного устаткування. Складається таблиця порівняння зазначених розрахункових і припустимих значень. При цьому для забезпечення надійної безаварійної роботи розрахункові значення повинні бути менше припустимих.

Таблиця 7.1 – Вимикачи [3] таблиця 31.3, [1] таблиця П 4.1, [4], [6], [13].

Умови вибору і перевірки	Розрахункові дані	Довідкові дані (тип вмикача)
1. Uуст ≤ Uном , за напругою	Uуст = ...кВ	Uном=...кВ
2. Iраб. Макс ≤ Іном , за силою тривалого струму	Іраб.макс=...А	Iном=...А
3. Ік ≤ Івід , відєднальна здатність	Ік.= ...кА	Іоткл= ...кА
4. Іу ≤ Ідін , на електродинамічну стійкість	Іу = ...кА	Ідин=...кА
5. ,на термічну стійкість
6. За конструкцією і родом установки	Зовнішня, внутрішня

Примітка. Вимикачі навантаження вибираються по пп. 1,2,4,5. [1], [3], [4], [6], [13].

Таблиця 7.2 – Роз'єднувачі і відокремлювачи [3] таблиця 31.7, [3] таблиця 31 – 8, [1], [4], [6], [13].

Умови вибору і перевірки	Розрахункові дані	Довідкові дані (тип роз’єднувача, відокремлювача)
1. Uуст ≤ Uном , за напругою	Uуст = ...кВ	Uном=...кВ
2. Iраб. Макс ≤ Іном , за силою тривалого струму	Іраб.макс=...А	Iном=...А
Продовження таблиці 7.2 1
3. Іу ≤ Ідін , на електродинамічну стійкість	Іу = ...кА	Ідин=...кА
4. , на термічну стійкість
5. За конструкцією і родом установки	Зовнішня, внутрішня

Таблиця 7.3–Короткозамикачі[3] таблиця 31 – 8, [1], [4], [6], [13].

Вибір відбувається за тими ж умовами, що і роз'єднувачів, (таблиця 7.2) виняток - умови за робочим струмом.

Таблиця 7.4 – Трансформатори струму [3] таблиця 31 – 9, 31 – 10; [4], [6], [13], [1].

Умови вибору і перевірки	Розрахункові дані	Довідкові дані (тип трансформатора струму)
1. Uуст ≤ Uном , по напрузі	Uуст = ...кВ	Uном=...кВ
2. Iраб. Макс ≤ Іном , по силі тривалого струму	Іраб.макс=...А	Iном=...А
3. По конструкції і класу точності		Р; З; Д; 0,2; 0,5; І; З; 10;
4. S2р ≤ S2ном , по вторинному навантаженню	S2р=...В*А	S2ном=...В*А
5. , на електродинамічну стійкість	Іу=...кА
6. ,на термічну стійкість
7. По роду установки	Зовнішня, внутрішня

Таблиця 7.5 – Трансформатори напруги [3] таблиця 31 – 13, [4], [6], [13], [1].

Умови вибору і перевірки	Розрахункові дані	Довідкові дані (тип трансформатора напруги)
1. Uуст ≤ U ном , за напругою	Uуст = ...кВ	Uном=...кВ
2. За класом точності		0,2; 0,5; І; З
3. За конструкцією і схемою з'єднання обмоток
4. S2р ≤ S2ном , за вторинним навантаженням	S2р=...ВА	S2ном=...ВА
5. За родом установки	Зовнішня, внутрішня

Таблиця 7.6 – Високовольтні запобіжники [4], [6], [13].

Умови вибору і перевірки	Розрахункові дані	Довідкові данні (тип запобіжника)
1. Uуст ≤ Uном , за напругою	Uуст = ...кВ	Uном=...кВ
2. Iраб. Макс ≤ Іном , за силою тривалого струму	Іраб.макс=...А	Iном=...А
3. Ік ≤ Івідкл , по силі струму вимикання	Ік.= ...кА	Іоткл= ...кА
4. По конструкції і роду установки	Зовнішня, внутрішня

Примітка. Запобіжники типу ПКТ по І_{раб.макс} не вибираються.

Шини

Шини вибираються по силі струму навантаження і перевіряються на термічну і динамічну дію струмів короткого замикання.

У залежності від розрахункової сили струму навантаження І_р (А) шини вибираються по [3] таблиця 9.6, [14] таблиця 1.3.31, [15] таблиця П 3.4, [6], [8], [13]. Перевірка шинопровідів на термічну стійкість здійснюється по силі сталого струму короткого замикання і приведеному часу дії цього струму. Мінімальний поперечний переріз шини по термічній стійкості для практичних розрахунків визначається з вираження

, мм², (7.1)

де S_т.с - площа термічностійкого поперечного перерізу, мм²;

І_∞ - сила сталого струму короткого замикання, А;

t_пр - приведений час короткого замикання, C;

С - коефіцієнт термічної стійкості: для алюмінієвих шин С = 88, для мідних шин С = 171

Шини перевіряються на динамічну стійкість до струмів короткого замикання.

Найбільша механічна напруга в металі при вигині

, (7.2)

де І - відстань між опорними ізоляторами, см;

а - відстань між осями шин суміжних фаз, см;

w - момент опору, см³.

При розташуванні шин пластом [2] рисунок 6.11(а), [3] рисунок 9.1(а);

, см³, (7.3)

При розташуванні шин на ребро [2] рисунок 6.11(б), [3] рисунок 9.1(б);

, см3, (7.4)

де h, b - довжини сторін шин, см.

Розрахункові значення напруг у шині δ_роз повинні бути менше припустимих δ_доп [3] таблиця 9.9, [1] стор 379, [2] стор 246;

Використані позначення:

U_уст, U_ном - напруга відповідно розрахункові установки і номінальні апарата по каталозі, кВ;

І_{раб.макс}, І_ном - відповідно сида струму режиму максимального навантаження і номінальна сила струму апарата, А;

І_к - розрахункове значення періодичної складової сили струму короткого замикання, кА;

І_відкл - сила струму відключення короткого замикання, кА;

і_у - розрахункове значення ударної сили струму короткого замикання, кА;

S_2р, S_2ном – навантаження вторинної обмотки, відповідно розрахункова і номінальна. ВА;

S_відкл – потужність відключення вимикача короткого замикання, мВА.

ВИБІР ЖИВИЛЬНИХ КАБЕЛІВ

Марки кабелів середньої і високої напруги з ізоляцією з зшитого поліетилену – приведені в додатку В.

При виборі перетину кабелів визначальним є сила струму навантаження в нормальних і післяаварійних режимах (ушкодження однієї лінії). Площа поперечний переріз жил кабелів вибирається по робочій силі струму й економічнії густині струму і перевіряється:

1. по нагріванню робочим (розрахунковим) струмом;

2. по втраті напруги в нормальних і післяаварійних режимах;

3. на термічну стійкість до струмів короткого замикання.

Економічно доцільна площа поперечного перерізу жил визначається за формулою

, мм², (8.1)

де І_р - розрахункова (робоча) сила струму, А;

, А, (8.2)

S_макс - повна максимальна потужність, передана по лінії, кВА;

j_e - економічна густина струму, ; [1] таблиця П.1.2, [14] таблиця 1.3.36;

n - кількість паралельних ліній.

Перевірка за нагріванням

Перевірка зводиться до порівняння робочої (розрахункової) сили струму в лінії з табличним значенням припустимого струмового навантаження кабелю І_прип ,А.

У нормальному режимі:

І_р < І_припК_пр, А; (8.3)

у післяаварійному режимі:

І_р < І_припК_прК_пер, А; (8.4)

де К_пр - поправочний коефіцієнт на умови прокладки кабелів; [2] таблиця П.1, [14] таблиця 1.3.26;

К_пер - припустимий коефіцієнт перевантаження в післяаварійному режимі.

Припустимий коефіцієнт перевантаження кабельних ліній нормується [14]: "якщо в нормальному тривалому режимі роботи найбільше навантаження не перевищувало 80 % повного тривалого припустимого струму по нагріванню, то допускається на час ліквідації аварійного режиму короткочасне перевантаження до 130 % на час максимумів, тривалістю не більше шести годин на добу протягом п'яти діб" [14].

Таким чином, при обговорених вище умовах допустимо для кабельних ліній К_пер = 1,3.