Надежная работа подстанции «Гежская» 110/6 кВ может быть обеспечена только тогда, когда каждый выбранный аппарат соответствует как условиям номинального режима работы, так и условиям работы при коротких замыканиях. Поэтому электрооборудование сначала выбирают по номинальным параметрам, а затем осуществляют проверку на действие токов короткого замыкания (расчёт токов короткого замыкания представлен в главе 2.6).
Электрические аппараты в системе электроснабжения должны надежно работать как в нормальном длительном режиме, так и в условиях аварийного кратковременного режима. К аппаратам предъявляется ряд общих требований надежной работы: соответствие номинальному напряжению и роду установки; отсутствие опасных перегревов при длительной работе в нормальном режиме, термическая и динамическая устойчивость при коротких замыканиях, а так же такие требования как простота и компактность конструкций, удобство и безопасность эксплуатации, малая стоимость.
При реконструкции ПС «Гежская» на стороне 110 кВ принимаем схему «Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий». Для возможности работы силовых трансформаторов как с разземлной, так и с заземленной нейтралью 110 кВ, предусмотрим установку в нейтралях заземлителей и ограничителей перенапряжения.
На стороне 110 кВ примем комплектную блочную трансформаторную подстанцию КТПБР-110/6 производства ЗАО «Высоковольтный союз» с трансформаторами мощностью 6,3 МВА, климатического исполнения ХЛ1.
ОРУ-110 кВ выполним из унифицированных транспортабельных блоков, выполненных в виде металлических опорных конструкций, на которых смонтированы аппараты высокого напряжения с элементами жёсткой и гибкой ошиновки. Сторона 110кВ комплектуется элегазовыми выключателями ВГТ-110-40/2500, производства «Уралэлектротяжмаш». Для ограничения напряжения при реконструкции ПС «Гежская» используется ограничители перенапряжения ОПН на стороне высокого напряжения 110 кВ ОПН-110/80-10 УХЛ1 (Приложение лист 2).
Комплектные трансформаторные подстанции блочные, производства Ровенского завода высоковольтной аппаратуры, КТПБР-110/10(6) предназначены для приёма, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц с номинальным напряжением 110и 10(6) кВ. Подстанции служат для электроснабжения промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных потребителей, объектов строительства и транспорта.
Подстанции предназначены для работы в условиях климатического района У категории размещения I (в соответствии с ГОСТ 15150), рассчитаны для работы в I-IV районах по ветру и гололёду.
В составе КТПБР поставляются следующие основные блоки и элементы:
1) один или два силовых трансформатора мощностью от 2 500 кВА до 40 МВА;
2) реакторы масляные заземляющие дугогасящие;
3) блоки открытых распределительные устройств 110 кВ, с элементами жесткой и гибкой ошиновки;
4) распределительные устройства 10 кВ, которые комплектуются шкафами КРУ серий КУ-10Ц с вакуумными выключателями ВР1 и ВР2, и монтируются в капитальном строении или собираемом на месте строительства подстанции из отдельных транспортабельных секций сооружении;
5) общестанционный пункт управления;
6) оборудование и аппаратура связи и телемеханики, источники резервного питания;
7) шкафы трансформаторов собственных нужд мощностью от 25 до 250 кВА;
8) устройства грозозащиты, заземления и освещения, а так же ограждение;
9) запасные части инструменты и принадлежности, комплект средств индивидуальной и противопожарной защиты, а так же другие блоки и элементы в соответствии с проектом подстанции.
Сторона подстанций с высоким напряжением 110 кВ комплектуется элегазовыми выключателями ВГТ-110-40/2500 (производства "Уралэлектротяжмаш", Россия).
Выбор и проверка высоковольтных выключателей производится по номинальному напряжению сети, номинальному току, отключающейся способности, электродинамической и термической стойкости.
Условия выбора выключателей:
1) Выбор по номинальному напряжению:
, (2.1)где
– номинальное напряжение аппарата, кВ; – номинальное напряжение сети, кВ.2) Выбор по номинальному току:
, (2.2)где
– номинальный ток аппарата, А; – максимальный действующий рабочий ток цепи, А,Выбранные аппараты необходимо проверить по условиям электродинамической и термической стойкости.
а) Проверка на электродинамическую стойкость:
, (2.3)где
– ток электродинамической устойчивости, кА; – ударный ток короткого замыкания, кА.б) Проводники, аппараты не должны нагреваться выше максимальной температуры, установленной нормами для кратковременного нагрева при прохождении через них тока КЗ.
, (2.4)где
– номинальный ток термической стойкости, который аппарат может выдержать без повреждений в течение время ; – установившейся ток КЗ; – приведенное время действия КЗ, равное 0,6 с.Проверяем выключатель по отключающей способности:
, (2.5)где
– ток отключения, с; – ток отключения, кА.В настоящее время в устройствах 110- 220 кВ широко применяются элегазовые выключатели. В качестве дугогасительной, теплопроводящей и изолирующей среды в них применяется элегаз. В нашем случае сторона 110 кВ комплектуется элегазовыми выключателями типа ВГТ-110-40/2500.
Технические характеристики выключателя представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 Технические характеристики выключателя ВГТ-110-40/2500
Наименование параметра | Величина |
Номинальное напряжение, кВ | 110 |
Наибольшее рабочее напряжение, кВ | 126 |
Номинальный ток, А | 2500 |
Номинальный ток отключения, кА | 40 |
Параметры сквозного тока короткого замыкания, кА– наибольший пик– начальное действующее значение периодической составляющей– ток термической стойкости (трехсекундный) | 1024040 |
Параметры тока включения, кА– наибольший пик– начальное действующее значение периодической составляющей | 10240 |
Собственное время отключения, с | 19-25 |
Полное время отключения, с | 0,035 |
Собственное время включения, с | 40 |
Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с | 0,062 |
Нормированное испытательное напряжение, кВ– промышленной частоты 50 Гц, 1мин– грозового импульса относительно земли и между полюсами между разомкнутыми контактами | 230550630 |
Номинальное давление элегаза при 20єС абсолютное и избыточное, МПА | 0,5 и 0,4 |
Масса выключателя, кг | 1360 |
Масса привода, кг | 205 |
Масса элегаза, кг | 5,0 |
Преимущества выключателя:
1. Отключение емкостных токов без повторных зажиганий, что обеспечивается за счет высокой собственной электрической прочности элегаза и оптимизированного перемещения контактов;
2. Снижение эксплуатационных затрат;
3. Низкий уровень шума, т.е. пригоден для установки в жилых районах;
4. Высокая надежность, обусловленная малыми приводными силами,
отдельными дугогасильными контактами, двойными уплотненными кольцами во всех уплотнениях, за счет чего обеспечена минимально допустимая интенсивность утечки, надежными комплектующими узлами;
5. Простота монтажа и сдачи в эксплуатацию;
6. Выключатель предназначен для использования в экстремальных условиях.
Выбор и проверку выключателей производим по следующим параметрам (Таблица 3.2):
Таблица 3.2 Условия выбора и проверки выключателей
Паспортные данные выключателя | Условия выбора | Проверка |
Номинальное напряжение ,кВ | 110 110 | |
Номинальный ток , А | 2500 44,24 | |
Ток отключения , кА | 50 3,36 | |
Ток электродинамической устойчивости , кA | 102 8,55 | |
Ток термической устойчивости за время , кА | 40 1,5 |
Непрерывно растущий спрос на электроэнергию предъявляет повышенные требования к распределительным устройствам и их элементам. В этой связи надежность, а также низкие расходы на эксплуатацию играют большую роль. Опыт эксплуатации постоянно отражается в разработке новых изделий и улучшении существующих.