Реконструкция электроснабжения колхоза "Прогресс" (стр. 7 из 13)
х0Σ = 291,393 + 2·0,62 + 0,64 = 293,3 мОм.
Ток однофазного КЗ в точке «5» воздушной линии №3:
0,894 кА.
Суммарные сопротивления в линии №3 от точки «0» до точки «9»:
r1Σ = 17,62 + 71,1 + 63,5 + 36,5 + 29,9 = 218,6 мОм;
х1Σ = 41,62 + 35,9 + 32,1 + 18,4 +11,1 = 139,1 мОм;
r0Σ = 175,591 + 3·1,18 + 1,7 = 180,8 мОм;
х0Σ = 291,393 + 3·0,62 + 0,64 = 293,9 мОм.
Ток однофазного КЗ в точке «9» воздушной линии №3:
0,893 кА.
Так же ток КЗ, равный 893А, приведёт к расплавлению плавкой вставки 63А, защищающей линию №3 за время около 1,4 с, что приемлимо.
На основании анализа схемы замещения линии №4 принимаем, что наименьший ток КЗ будет в точке «8». Определим суммарные сопротивления до этой точки:
r1Σ = 17,62 + 19,3 + 39,9 + 51,2 + 16 + 40,7 = 184,7 мОм;
х1Σ = 41,62 + 13 + 26,9 + 34,5 + 10,7 + 15,1 = 141,8 мОм;
r0Σ = 175,591 + 4·0,84 + 1,7 = 180,6 мОм;
х0Σ = 291,393 + 4·1,62 + 0,64 = 298,5 мОм.
Ток однофазного КЗ в точке «8» воздушной линии №4:
0,973 кА.
Видим, что ток 973А, расплавит плавкую вставку на 160А за 1,2 с.
3.3 Проверка кабельной линии на термическую стойкость
Проверка кабельной линии на термическую стойкость определяет условие выбора минимального сечения кабеля, при котором нагрев за время действия тока КЗ был меньше допустимого. Это сечение по формуле:
Fмин = 
,
где с = 90 – для кабелей с аллюминевыми жилами напряжением до 10 кВ;
Iу- действующее значение установившегося тока КЗ;
tф - фактическое время действия тока КЗ, берем tф=0,02+0,1=0,12с.
Если Fмин окажется больше сечения кабеля, выбранного по другим условиям, то сечение кабеля следует увеличить до нового стандартного сечения. Определяем минимально возможное сечение кабеля:
Fмин = 
= 19,6 мм2.
Сравниваем полученное сечение с выбранным ранее А35, сечение которого составляет 35 мм2, т.е. выполняется условие
Fмин = 19,6 мм2 < Fкаб = 35 мм2.
Таким образом, кабель, выбранный ранее для линии 1 по экономической плотности тока, по термической стойкости также проходят.
3.4 Выбор трансформаторной подстанции
Принимаем для электроснабжения фермы в с. Медведово трансформарную подстанцию закрытого типа на два трансформатора 10/0,4кВ типа В-42-5-400М4 с АВР. Конструкция подстанции включает двухэтажное здание, силовые трансформаторы Т1 и Т2 мощностью по 160 кВА, РУ 10кВ и щит 0,4кВ. Конструкция здания позволяет использовать трансформаторы мощностью до 400 кВА для перспективного увеличения нагрузки.
РУ 10кВ расположено на 2-м этаже здания и укомплектовано камерами одностороннего обслуживания типа КСО-366. Дя резервного ввода установлены две камеры КСО-272.
Щит 0,4 кВ расположен на 1-м этаже и укомплектован панелью отходящих линий и распределительными панелями серии ЩО70. Здесь же смонтированы групповые щитки электрического освещения, обогрева и вентиляции, кнопочный пост управления и магнитный пускатель аварийной вентиляции, а также шкафы счётчиков электроэнергии и трансформатор 220/36В ремонтного освещения. Защита групповых щитков выполнена плавкими предохранителями. Для обогрева счётчиков электроэнергии использованы лампы накаливания 100 Вт 220В. Технологический обогрев камер КСО – 366 и КСО – 272 в РУ 10кВ производится двумя электропечами, включаемыми автоматически при температуре в помещении подстанции ниже -200С. Аварийная вытяжная вентиляция, осуществляется в соответствии с ПУЭ [5], и рассчитана на 5-кратный обмен воздуха в течение часа.
В камерах силовых трансформаторов размещены разрядники РВН-1У1, которые присоединены к выводам 0,4кВ. В силовых цепях РУ 10кВ устанавливаем выключатели нагрузки ВНР-10 и ВНР-10п, а также масляный выключатель ВМПП-10 с разъединителями типа РВФЗ-10.
Заземление секций сборных шин 10кВ (принята одинарная, разделённая на две секции система шин) выполнено стационарными заземляющими ножами РВ-10. Разрядники и трансформаторы напряжения (для учёта электроэнергии на стороне 10кВ) подключены через разъединители типа РВЗ-10.
Конструкция подстанции 10/0,4 кВ с трансформаторами представлена на рис. 3.12. Принципиальная схема цепей подстанции приведена на рис. 3.13. Для выбора трансформаторов тока в РУ-10 кВ определим расчётный ток в линии 10 кВ:
Iр = 
; Iр = 
= 9,2 А.
Принимаем к установке трансформаторы тока ТП-10 с коэффициентом трансформации
кТ = 30/5 = 6.
Присоединение 4-х линий к шинам 0,4 кВ предусмотрено через рубильники и предохранители. Сечение сборных шин щита 0,4 кВ принято из расчёта максимально возможной мощности силового трансформатора 400 кВА с учётом перегрузки до 40% и проверкой на динамическую и термическую устойчивость при трёхфазном КЗ.
Предусмотрено АВР на шинах 0,4 кВ включением секционного автомата при пропадании напряжении на одной из секций шин 0,4 кВ или отключении одного из силовых трансформаторов.
АВР 10 кВ реализуется выключателем Q3 на резервном вводе (рис. 3.13) после отключения рабочего ввода выключателем нагрузки Q4.
3.5 Расчёт релейной защиты подстанции
Для защиты трансформаторов Т1 и Т2 подстанции выполним расчёт токовой отсечки мгновенного действия. Исходные данные для расчёта и расчётная схема : линия 10 кВ выполнена проводом А50 (r0 = 0,588 Ом/км, х0 = 0,42 Ом/км), нагрузка – трансформатор ТМ160/10/0,4.
Принимаем для защиты вторичное реле прямого действия РТМ и сопутствующие ему параметры: кн = 1,4; ксх = 1(схема соединения трансформаторов тока – «неполная звезда»). Принимаем также трансформаторы тока ТПЛ-10 с коэффициентом трансформации кТ = 30/5 = 6.
Уставку тока срабатывания для реле РТМ принимаем из условий [4]
; 
.Рассчитаем полное сопротивление трансформатора:
ZT = 
;
ZT = 
28,1 Ом.
Определим полное сопротивление линии 10 кВ:
Zл = 
;
Zл = 
3,6 Ом.
Тогда ток трёхфазного КЗ в точке К1:
; 
182 А.Для определения суммарного намагничивающего тока трансформаторов учтём, что от одной линии питаются два трансформатора, следовательно:
; 
18,5А.
Ток уставки за выключателем Q1:
IТО ³ 
= 42,5 А;
IТО ³ 
=13,9 А.
Принимаем большее значение тока уставки токовой отсечки 42,7 А.
Чувствительность токовой отсечки защиты трансформаторов к двухфазным КЗ
кч = 
;
кч = 
3,18.
Полученное значение чувствительности токовой отсечки больше значения 1,5, которое требуется для надёжной защиты трансформаторов. Следовательно, выбранные параметры и выполненный расчёт можно считать удовлетворительным.
4. Молниезащита и заземление электрооборудования подстанции
4.1 Защита подстанции от перенапряжений
Перенапряжения в электрических сетях могут быть грозовыми, возникающими при ударах молнии, например, в линию электропередачи или вблизи неё, и внутренними, которые связаны с коммутациями в аппаратах управления, дуговыми замыканиями на землю и резонансными явлениями.
Проектирование защиты от грозовых перенапряжений сводится к обоснованному выбору длины защищаемых подходов линий к подстанции, трубчатых разрядников, устанавливаемых на этих линиях, а также выбору числа мест установки и типа вентильных разрядников на подстанции.
В сетях 10 кВ, работающих с изолированной нейтралью, следует предусматривать предотвращение самопроизвольного смещения нейтрали включением в цепь вторичной обмотки трансформаторов напряжения, соединённой в разомкнутый треугольник, резистор сопротивлением 25 Ом и мощностью 400 Вт.
Принимаем для защиты подходов к подстанции питающих линий электропередачи 10 кВ от грозовых перенапряжений на рабочем и резервном вводах в подстанцию комплекты разрядников типа РДИ, разработанных в ОАО «НПО Стриммер». Разрядный элемент РДИ, вдоль которого развивается скользящий разряд, имеет длину, превышающую в несколько раз длину импульсного перекрытия защищаемого изолятора линии. Эта особенность обеспечивают более низкое разрядное напряжение при грозовом импульсе по сравнению с разрядным напряжением защищаемой изоляции. Сочетание большой длины с низким напряжением искрового разряда приводит к тому, что вероятность установления дуги КЗ практически сводится к нулю.