Выбор электрических аппаратов должен производиться в соответствии с вычисленными максимальными величинами токов, напряжений, мощностей отключений для двух режимов: нормального и режима короткого замыкания. К таким аппаратам относятся: выключатели разъединители, предохранители, измерительные трансформаторы. При выборе производится сравнение расчётных величин с допускаемыми значениями. При этом расчётные значения должны быть меньше допустимых (табличных).
Результаты выбора аппаратов приведём в таблицах 1.18-1.22
Таблица 1.18 Данные разъединители РНД 3 – 2 - 110/1000 У1
Расчетные | Допустимые |
Uном = 110 кВ | Uном = 110 кВ |
Iном = 49 А | Iном = 1000 А |
iу = 3,1 кА | iуд = 80 кА |
I¥2tпр. = 1,212× 3 = 4,4 кА2× С | Iт2× t3 = 222× 3 = 1452 кА2× с |
Таблица 1.19 Данные отделителя ОДЗ – 1 – 110/1000 УХЛ1
Расчетные | Допустимые |
Uном =110 кВ | Uном =110 кВ |
Iном =49 А | Iном =1000 А |
iу =3,1 кА | iуд =80 кА |
I¥2tпр. = 1,212× 3 = 4,4 кА2× С | Iт2× t3 = 222× 3 = 1452 кА2× с |
Таблица 1.20 Данные короткозамыкателя КЗ 110 УХЛ 1
Расчетные | Допустимые |
Uном =110 кВ | Uном =110 кВ |
iу =3,1 кА | iуд =34 кА |
I¥2tпр. = 1,212× 3 = 4,4 кА2× С | Iт2× t3 = 222× 3 = 1452 кА2× с |
Таблица 1.21 Данные выключателя ВК – 10, 630
Расчетные | Допустимые |
Uном =10 кВ | Uном =10 кВ |
Iмах = 137 А | Iмах = 630 А |
iу =30 кА | iуд = 52 кА |
I’’(3) = 1.2 кА | Iоткл = 20 кА |
I¥2tпр. = 1,22× 4 = 5,76 кА2× с | Iт2× t4 = 202× 4 = 1600 кА2 × с |
Sк = 241 мВА | Sоткл = 350 мВА |
Таблица 1.22 Данные разъединителя РВЗ – 10/400 У2
Расчетные | Допустимые |
Uном =10 кВ | Uдом =10 кВ |
Iном = 137 А | Iдоп = 630 А |
iу =30 кА | iуд = 50 кА |
I¥2tпр. = 1,22× 2,2 = 3,16 кА2× с | Iт2× t = 102× 10 = 1000 кА2 × с |
Результаты приведённые в таблицах позволяют сделать вывод о правильности выбора электрических аппаратов.
1.8 Оборудование и конструкция распределительных устройств подстанции напряжением 110/10 кВ
Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) 110 кВ выполняются без включателей на стороне 110 кВ, но с установкой трехполюсных автоматических отделителей ОД – 110 и однополюсных короткозамыкателей КЗ – 110. Отказ от установки выключателей на стороне высшего напряжения КТП – 110 обеспечивает значительное упрощение схем и конструкций КТП и удешевление их стоимости. КТП – 110 рассчитаны на работу в условиях от –40 до +400С. Комплектные трансформаторные подстанции выполняются с одним или двумя трансформаторами. Комплектные трансформаторные подстанции блочного типа (КТПБ) изготавливаются на напряжения 110/10, 110/35/10 кВ. Типы блоков, применяемых на КТПБ 110/10 и КТП 110/35/10, одинаковы. Для КТПБ применяются трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой типов ТМН, ТДН, ТМТН и ТДТН. Комплектуются КТПБ шкафами КРУН.
Комплектные РУ наружной установки (КРУН) 10 кВ имеют два основных исполнения: стационарное и выкатное.
Шкафы КРУН имеют уплотнения обеспечивающие защиту от попадания внутрь шкафа атмосферных осадков и пыли.
Комплектные распределительные устройства наружной установки рассчитаны для работы при температуре окружающей среды от –40 до +35 °С.
1.9 Релейная защита
1.9.1 Выбор вида защит силовых трансформаторов
На выбор вида защит силового трансформатора влияет несколько факторов: высшее напряжение трансформатора, его мощность, а также требования предъявляемые ПУЭ к данному силовому трансформатору. Для защиты трансформаторов используется несколько видов защит: плавкие предохранители, токовая отсечка, дифференциальная защита, максимальная токовая и газовая защиты.
Силовые трансформаторы потребительских подстанций напряжением 10/0,4 кВ и трансформаторы с высшим напряжением 35 кВ мощностью до 1 мВА защищают плавкими вставками. Ток плавкой вставки от бросков тока намагничивания трансформатора должен быть в 2-2,5 раза больше его номинального тока. Значения токов плавких вставок для трансформаторов разного класса, напряжения и мощности можно найти по справочным данным. Из условия выбора видно что предохранитель защищает трансформатор только от коротких замыканий. Время срабатывания плавких вставок должно обеспечивать термическую стойкость трансформатора. Согласно ГОСТ 11677-75 продолжительность короткого замыкания на зажимах трансформатора не должна превышать следующего значения [8]
t к = 1500/Кр2 , (1.56)
где Кр – кратность максимального расчетного тока короткого замыкания по отношению к номинальному.
В соответствии с требованиями ПУЭ [2] трансформатор должен иметь защиту от междуфазных коротких замыканий внутри обмоток и на вводах, от перегрузок, от внешних межвитковых замыканий и от аварийного снижения уровня масла в баке.
Токовая отсечка. Для трансформаторов напряжением 100…35/10 кВ мощностью до 4 мВА в качестве защиты от междуфазных коротких замыканий применяют токовою отсечку. Ток срабатывания отсечки
Iс.о. ³ kн × Iкмах(3) , (1.57)
где kн – коэффициент надежности, зависящий от типа реле;
Iкмах(3) – максимальное значение тока на шинах низшего напряжения трансформатора, приведенное к стороне не высшего напряжения, определяется с учетом РПН.
Ток срабатывания реле:
Iс.р. =
× Ксх , (1.58)По найденному току выбирают установку реле Iу ³ Iср. Коэффициент чувствительности определяют по формуле:
Кч =
, (1.59)где Ipmin – минимальное значение тока в реле при двух фазном коротком замыкании на выводах высшего напряжения трансформатора.
Коэффициент чувствительности токовой отсечки должен быть равен примерно 2 [8].
Дифференциальные защиты. Если токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности, то необходимо применить более сложную дифференциальную защиту. Возможны два основных способа выполнения продольных защит: применение самостоятельных защит для каждой обмотки или общей для всех обмоток. Недостатками первого варианта являются следующие: зашита не реагирует (во многих исполнениях) на относительно частый вид повреждения – витковые короткие замыкания;