Дипломная (вкр): Электроснабжение части Няндомского района Архангельской области

Трехфазный ток КЗ точке К1равен:

Установившееся значение тока при двухфазном КЗ определяется по значению тока трехфазного КЗ:

Двухфазный ток КЗ точке К1равен:

Мгновенное амплитудное значение ударного тока КЗ определяется по формуле:

где:  - ударный коэффициент (для энергосистемы ). [11]

Значение ударного тока КЗ в точке К1равно:

Аналогично определяем токи КЗ для остальных точек.

Токи КЗ для точки К3:

Токи КЗ для точки К5:

Токи КЗ для точки К7:

7.3.2 Максимальный режим

Аналогично определяем токи КЗ при максимальном режиме работы в точках, относящихся ко второй энергосистеме (К2-К8). Результаты расчетов представлены в таблице 12.

Таблица 12 - Расчет токов короткого замыкания

. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

8.1 Выбор высоковольтных выключателей

При выборе выключателя его номинальные параметры сравниваются с параметрами сети в месте его установки. Выключатель выбирается по наиболее тяжелому режиму работы, который возможен в эксплуатации.

Высоковольтный выключатель выбирается по следующим условиям: [12]

номинальное напряжение выключателя должно быть равно или больше номинального напряжения защищаемой сети:

по номинальному току:

где: - номинальный ток отключения выключателя, А;

 - расчетный ток выключателя в цепи трансформатора, А.

Расчетный ток выключателя в цепи трансформатора определяется по формуле: [1]

где:  - номинальная мощность трансформатора, кВА;

,4 - коэффициент перегрузки трансформатора при работе в аварийном режиме;

 - номинальное напряжение сети, кВ.

В качестве примера определим расчетный ток выключателя на стороне 110 кВ:

Аналогично определяем расчетный ток выключателей на сторонах 35 и 10 кВ.

по отключающей способности:

номинальный ток электродинамической стойкости выключателя должен превышать максимально возможное значение ударного тока КЗ, которое может быть в установке. Обычно сравнивают мгновенные значения пика тока:

термическая стойкость проверяется из условия протекания через выключатель тока КЗ в течение максимального времени, обусловленного срабатыванием защиты:

где:  - среднеквадратичное значение тока за время его протекания, кА;

 - длительность протекания тока, с;

 - тепловой импульс тока, кА2·с.

где:  - время срабатывания защиты, с.

На стороне 110 кВ принимаем к установке элегазовые выключатели типа ВЭБ - 110 кВ (В - выключатель; Э - элегазовый; Б - баковый). Элегазовый выключатель снабжен пружинным приводом типа ППрК - 2000, встроенными трансформаторами тока, а также устройствами подогрева полюсов, которые при понижении температуры окружающего воздуха до -250 С автоматически включаются и отключаются при температуре -200 С . Контроль утечки элегаза из полюсов выключателя осуществляется при помощи электроконтактных сигнализаторов плотности. Полюсы выключателя ВЭБ - 110 кВ снабжены аварийной разрывной мембраной. Производитель: ЗАО Энергомаш (г. Екатеринбург) - Уралэлектротяжмаш. [5]

На стороне 35 кВ принимаем к установке вакуумные выключатели типа ВВС - 35 кВ (В - выключатель; В - вакуумный; С - на базе выключателя С-35). Вакуумный выключатель предназначен для коммутации электрических цепей в нормальных и аварийных режимах работы в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 (60) Гц для открытых и закрытых распределительных устройств. Выключатель комплектуется встроенными трансформаторами тока ТВ - 35 (ввода могут быть как фарфоровыми так и полимерными) и управляется электромагнитным приводом ПЭМУ-500. Производитель: ПАО "Ковровский электромеханический завод (КЭМЗ)". [5]

На стороне 10 кВ принимаем к установке вакуумные выключатели с электромагнитным приводом типа ВВЭ-М - 10 кВ (В - выключатель; В - вакуумный; Э - с электромагнитным приводом; М - модернизированный). Выключатели предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в промышленных и сетевых установках, в сетях трехфазного переменного тока с изолированной или заземленной через дугагасительный реактор нейтралью частоты 50 и 60 Гц, на номинальное напряжение до 12 кВ. Выключатели ВВЭ-М - 10 кВ устанавливаются в ячейки типа К-104М, КМ-1Ф, К-49, К-59, К-63, К-204, КМ1, КВ1 и изготавливаются в стационарном (ВВЭ-СМ - 10 кВ) и в выкатном (ВВЭ-М - 10 кВ) исполнениях. Производитель: ПАО "Электрокомплекс (ЭЛКО)". [5]

Выбор высоковольтных выключателей 110, 35 и 10 кВ представлен в таблице 13. [5]

Таблица 13 - Выбор выключателей

8.2 Выбор трансформаторов тока

Трансформатор тока (ТТ) предназначен для преобразования тока до значения удобного для измерения, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Для питания измерительных приборов и устройств релейной защиты и автоматики целесообразно использовать трансформаторы тока с несколькими сердечниками. Класс точности измерительного трансформатора тока выбирается в зависимости от его назначения. Если к трансформатору тока подключаются расчетные счетчики электроэнергии, то класс точности его работы должен быть 0,5. Если же к трансформатору тока подключаются только измерительные приборы, то достаточен класс точности -1.

Трансформаторы тока выбираются по следующим условиям: [12]

номинальное напряжение ТТ должно быть выше номинального напряжения сети:

номинальный первичный ток ТТ должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей:

по электродинамической стойкости:

где  - ток пропускной способности ТТ, кА.

по термической стойкости:

Тепловой импульс тока () определяем по (8.1.5).

по классу точности и вторичной нагрузке:

где  - расчетная вторичная нагрузка ТТ, Ом;

 - номинальная допустимая нагрузка ТТ для выбранного класса точности, Ом.

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому принимается:  Согласно [13] вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов (), соединительных проводов () и переходного сопротивления контактов ():

Сопротивление приборов определяется по формуле:

где: - мощность, потребляемая приборами, В∙А;

 - номинальный ток вторичной обмотки ТТ, А.

В качестве примера произведем расчет для трансформатора тока типа ТВ-110 кВ (1Т).

Для подсчета мощности потребляемой приборами нужно составить таблицу, в которую необходимо внести все приборы, подключенные к вторичной обмотке трансформатора тока. Расчет сопротивления приборов ведется для наиболее нагруженной фазы.

Перечень необходимых измерительных приборов принимается согласно [9]. Результаты расчета вторичной нагрузки трансформатора тока представлены в таблице 14.

Таблица 14 - Вторичная нагрузка ТТ

Сопротивление контактов принимается равным 0,05 Ом при количестве приборов три и менее и 0,1 Ом при количестве приборов более трех. Сопротивление соединительных проводов зависит от их длины и сечения.

Наиболее загружены трансформаторы тока фаз А и С.

Сопротивление приборов будет равно:

Для того чтобы ТТ работал в выбранном классе точности, необходимо выполнить условие:

откуда:

Допустимое сопротивление проводов будет равно:

Зная сопротивление проводов () определяем их сечение:

где:  - удельное сопротивление материала провода, Ом/м;

 - расчетная длина соединительных проводов, которая зависит от схемы соединения ТТ, м.

Во вторичных цепях основного и вспомогательного оборудования мощных электростанций с агрегатами 100 МВт и более, а также на подстанциях с высшим напряжением 110 кВ и выше применяются медные провода (). В остальных случаях во вторичных сетях применяются провода с алюминиевыми жилами ().