, А, (7.16)
где Sр - расчетная мощность ТП, кВА;
Uн - номинальное напряжение, кВ;
А.
Трансформаторы тока: ТО 66-1000/5, класс точности 0,5; Iн1=1000 А; Iн2=5 А.
На линейных щитах расчетный ток определяется следующим образом:
, А, (7.17)
где Iр.ж.д - расчетный ток жилого дома, А;
А.
Трансформаторы тока ТО 66-200/5, класс точности 0,5; Iн1=200 А; Iн2=5 А.
7.4 Выбор ограничителей перенапряжения
Условие ограничителей перенапряжения:
Uном=Uсети.. (7.18)
Выбираем ОПН - KP/TEL: Uном=10 кВ; Uдоп. max=11.5 кВ .
7.5 Выбор автоматического выключателя
Защита кабельных линий 0,4 кВ выполнена автоматическими выключателями.
Условия выбора и проверки автоматических выключателей:
По напряжению:
. (7.17)
По номинальному току:
. (7.18)
По отстройке от пиковых токов:
, (7.19)
где Ico - ток срабатывания отсечки ;
Кн - коэффициент надежности;
Iпик - пиковый ток.
По условию защиты от перегрузки:
. (7.20)
По времени срабатывания:
, (7.21)
где - собственное время отключения выключателя;
Дt - ступень селективности.
По условию стойкости к токам КЗ:
, (7.22)
где ПКС - предельная коммутационная способность.
По условию чувствительности:
, (7.23)
где Кр - коэффициент разброса срабатывания отсечки, Кр=1,4-1,5.
Выбор автоматического выключателя ТП.
Ток допустимой перегрузки трансформатора определяется по следующему выражению [2]:
, А, (7.24)
где kд - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора. Согласно [2], для масляных трансформаторов, применяемых в городских ТП, kд=1,7 - 1,8;
Sн.тр. - номинальная мощность трансформатора, кВ•А;
Uн - номинальное напряжение трансформатора, кВ.
А.
Расчетный ток ТП: Iр.ТП4=1518,6 А.
Марка выключателя: ВА 55-43.
Uн.в.=380 В; Uн.сети=380 В;
Iн,в.=1600 А; Iр,ТП4.=1518,6 А;
1600>1518,6.
Iн.расц.=0,8•Iн.в., А;
Iн.расц =0,8•1600=1280 (А);
Iс.п.=1,25•Iн.расц, А;
Iс.п =1,25•1280=1600 (А);
Iд.пер.тр.=1627,2> Iс.п=1600> Iр.ТП1=1518,6.
Iс.о.=3•Iн.расц., А;
Iс.о =3•1280=3840 (А);
kн•kс.з•Iрасц=1,5•2•1280=3840 (А);
3840=3840.
tс.о.=0,2 с.
;
3,2>1,45.
Все условия выполняются.
Выбор секционного автоматического выключателя ТП. Марка выключателя: ВА 55-43.
Uн.в.=380 В; Uн.сети=380 В;
Iн,в.=1600 А; Iр,ТП4.=1518,6 А;
1600>1518,6.
Iн.расц.=0,8•Iн.в., А;
Iн.расц =0,8•1600=1280 (А);
Iс.п.=1,25•Iн.расц., А;
Iс.п =1,25•1280=1600 (А);
Iд.пер.тр.=1627,2> Iс.п=1600> Iр.ТП1=1518,6.
Iс.о.=3•Iн.расц. ., А;
Iс.о =3•1280=3840 (А);
kн•kс.з•Iрасц=1,5•2•1280=3840 (А);
3840=3840.
tс.о.=0,1 с.
;
3,2>1,45.
Все условия выполняются. В качестве выключателя отходящих линий выбираем автоматический выключатель марки ВА57-39.
Выбор защитной аппаратуры осветительной сети. В ТП устанавливаются ячейки низшего напряжения для наружного освещения ЩО70-1-93, которые комплектуются предохранителями и пускателями со встроенными тепловыми расцепителями (для защиты от перегрузок). Для защиты осветительной сети выбран предохранитель марки НПН2-60.
Uн.пр.=380 В; Uн.сети=380 В;
Iн,вст.=16 А;
Iт.расц =1,2•Iр, А;
Iт.расц =1,2•10,9=13,08 (А);
16>13,08,
где 1,2 - коэффициент для осветительной сети.
Для определения чувствительности предохранителя рассчитывается минимальный ток КЗ.
, кА, (7.25)
где I(1)к - ток однофазного КЗ, А;
Uн - номинальное напряжение, В;
Zт - сопротивление трансформатора, мОм;
Zп.ф-о - сопротивление петли «фаза-ноль» до наиболее удаленной лампы, мОм;
кА.
Коэффициент чувствительности по:
;
6,4>3.
Для проверки предохранителя на отключающую способность необходимо определить трехфазный ток КЗ по следующему выражению
, кА, (7.26)
где Uн - номинальное напряжение, В;
Zт, Zкаб., Zпр. - полное сопротивление трансформатора, кабеля и проводов, мОм;
(кА).
Iп.откл.=10 кА;
10>0,203.
8. РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
Релейную защиту подстанции выполняем на базе блоков микропроцессорной цифровой релейной защиты «Сириус».
Устройство «Сириус» является комбинированным микропроцессорным терминалом релейной защиты и автоматики. Применение в устройстве модульной мультипроцессорной архитектуры наряду с современными технологиями поверхностного монтажа обеспечивают высокую надежность, большую вычислительную мощность и быстродействие, а также высокую точность измерения электрических величин и временных интервалов, что дает возможность снизить ступени селективности и повысить чувствительность терминала.
Устройство обеспечивает следующие эксплуатационные возможности:
- выполнение функций защит, автоматики и управления, определенных ПУЭ и ПТЭ;
- задание внутренней конфигурации (ввод/вывод защит, автоматики, сигнализации и т.д.);
- ввод и хранение уставок защит и автоматики;
- передачу параметров аварии, ввод и изменение уставок по линии связи;
- непрерывный оперативный контроль работоспособности (самодиагностику) в течение всего времени работы;
- блокировку всех выходов при неисправности устройства для исключения ложных срабатываний;
- получение дискретных сигналов управления и блокировок, выдачу команд аварийной и предупредительной сигнализации;
- гальваническую развязку всех входов и выходов, включая питание, для обеспечения высокой помехозащищенности;
- высокое сопротивление и прочность изоляции входов и выходов относительно корпуса и между собой для повышения устойчивости устройства к перенапряжениям, возникающим во вторичных цепях.
Питание цепей релейной защиты и автоматики (РЗА) осуществляется на выпрямленном оперативном токе от блока питания и зарядки.
Защиту кабельных линий выполним при помощи блоков «Сириус-2Л». На линиях 10 кВ применяется двухступенчатая защита: отсечка и МТЗ.
МТЗ отстраивается от максимального рабочего тока в контролируемой линии. Ток срабатывания защиты находится по формуле:
, А, (8.1)
где kн - коэффициент надежности, учитывающий погрешность реле, неточности расчета, принимаем kн =1,1;
kв - коэффициент возврата реле, для «Сириус» kв = 0,95;
kсз - коэффициент самозапуска, учитывает возможность увеличения тока в защищаемой линии вследствие самозапуска электродвигателей при восстановлении напряжения после отключения К.З.;
Ipmax - максимальный ток в линии в нормальном режиме.
А.
Чувствительность защиты считается достаточной, если при К.З. в конце защищаемого участка Кч>1,5 , а при К.З. в конце резервируемого участка Кч>1,2 Коэффициент чувствительности защиты:
, (8.2)
где I(2)к,min - минимальный ток двухфазного короткого замыкания в конце защищаемой линии;
.
Вторичный ток срабатывания определяется из выражения:
, А, (8.3)
где Кт - коэффициент трансформации трансформатора тока;
kсх - коэффициент схемы, зависит от способа соединения трансформаторов тока и имеет значения 1 - при соединении в полную и неполную звезду и - при включении реле на разность токов двух фаз.
А.
Избирательность защиты обеспечивается выбором выдержки времени по условию:
tс.з.=tс.з.пред+Дt, с, (8.4)
где tс.з.пред - время срабатывания защиты предыдущей ступени. в нашем случае это время перегорания плавких вставок предохранителей в конце линий 10кВ. Примем время срабатывания плавких вставок tпл.вст.=0,5 с.
Дt - ступень селективности, в расчетах принимается равной 0,6-1с - для защит с ограниченной зависимостью от тока К.З. характеристикой времени срабатывания и 0,2-0,6с - для защит с независимой характеристикой времени срабатывания.
tс.з.=0,5+0,2=0,7 с.
Токовая отсечка:
1. Отстройка от токов КЗ вне защищаемой зоны:
Iс.о. = kн •I(3)кз0,4 , А, (8.5)
где I(3)кз0,4 - максимальный ток трехфазного короткого замыкания на шинах 0,4кВ КТП подключенных к линии.
Iс.о. = 1,1 • 664 = 730 А .
2. Отстройка от токов намагничивания трансформаторов установленных в линии
Iс.о. = kн •Iтр , А, (8.6)
где kн - коэффициент надежности, kн =5;
Iтр - суммарный ток трансформаторов установленных в линии.
Iс.о. = 5 • 310,8= 1554 А.
Принимаем большее значение.
Коэффициент чувствительности:
, А, (8.7)
где I(3)к,з -ток трехфазного короткого замыкания в начале защищаемой линии (шины ПС);
Определим чувствительность токовой отсечки в начале защищаемой зоны:
Вторичный ток срабатывания микропроцессорного реле по (8.3):
А.
Для трансформаторов должны быть предусмотрены устройства защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:
1) многофазных замыканий в обмотках и на выводах;
2) токов в обмотках, обусловленных внешними КЗ;
3) токов в обмотках, обусловленных перегрузкой;
Для защиты трансформаторов ТП применим плавкие предохранители Условия выбора предохранителей:
Uном ?Uсети, ном ; (8.8)
Iном ?2·Iраб.max ; (8.9)
Iоткл. ном ?IКЗ . (8.10)
Выбираем предохранители типа:
Для ТП1, ТП2, ТП3 (для ТМГ-400) ПКТ102-10-50-12,5 У3 Iном = 50 А;
Для ТП4 (для ТМГ-630) ПКТ103-10-80-20 У3 Iном = 80 А.
После выбора реле защиты, схемы защиты и трансформаторов тока, последние необходимо проверить на допустимую погрешность. Проверка на допустимую погрешность осуществляется следующим образом. Определяем коэффициент предельной кратности:
(8.11)
где I1.ном.ТТ - номинальный первичный ток трансформатора тока.
.
Для выбранного типа трансформаторов тока находим допустимое сопротивление нагрузки Zдоп = 0,76 Ом.:
Ом, (8.12)
где Rпр - расчётное сопротивление соединительных проводов схемы;
Rпер - переходное сопротивление контактов;
Zсум - суммарное расчётное сопротивление блоков «Сириус».
Расчётное сопротивление проводов принимаем: Ом.
Расчётное сопротивление контактов принимаем: Ом.
Zрасч = 2·0,05+0,1+0,015=0,215<0,76 Ом.
Защита кабельных линий обеспечена токовой отсечкой и максимальной токовой защитой по все длине. Защита трансформаторов КТП обеспечена предохранителями и вводными автоматическими выключателями.
Релейная защита кабельных линий 0,4 кВ осуществляется автоматическими выключателями. Их расчет и выбор рассмотрен в разделе 7.5.
9. КОМПОНОВКА ТП
Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) имеет модульно- шкафную компоновку её основных элементов с двухсторонним обслуживанием трансформаторов, шкафов ВН и НН, поставляется заводом-изготовителем в полностью законченном исполнении, подготовленной для установки на месте монтажа.
Комплектная трансформаторная подстанция состоит из трех основных элементов:
– вводное устройство 10 кВ - КСО-307-3 2 шт.,
– силовой трансформатор - ТМГ-630 2шт.,
– распределительное устройство 0,4 кВ - ЩО90-1114У3 2 шт.,
– ЩО90-2301У3 4 шт.,
– ЩО90-2314У3 1 шт.
Вводное устройство высокого напряжения типа КСО-307-3 представляет собой металлический шкаф со встроенным в него выключателем нагрузки.
Распределительное устройство НН состоит из нескольких металлических шкафов с аппаратурой, ошиновкой и проводами. Шкафы состоят из силовых релейных ячеек. В силовых ячейках шкафов ЩО90-2301У3, ЩО90-2314У3 установлены стационарные автоматические выключатели, в шкафах ЩО90-2301У3 так же установлены стационарные автоматические выключатели.
В релейные ячейки установлены блоки выдвижного исполнения с установленными на них приборами. Ручки приборов управления, указательные лампы, устройства измерения тока и напряжения установлены на дверцах конкретных ячеек и шкафов с приборами управления.
10. экономическая часть
10.1 Оценка затрат на проведение работ
Полная стоимость строительно-монтажных и пусконаладочных выполненных работ является объяснением необходимого размера инвестиций (важных вложений). к расчетов эксплуатируются ТЕРм, и прайсы компаний поставщиков электроприборов и кабельной конструкции
Локальная план затрат дополнительно на монтажные рабочего места и стоимость снаряжения приведена в прибавлении Д. Локальная план затрат дополнительно на пусконаладочные рабочего места приведена в прибавлении Д.