Материал: Расчет главной понизительной подстанции химического завода

6. ВЫБОР ШИН ВН И НН

.1 Расчет шин ВН

Ток нормального режима на шинах ВН определяется по формуле:

где:  число рабочих шин.

Ток максимального режима на шинах ВН:

В РУ 110 кВ и выше применяются гибкие шины, выполненные проводами АС. Для нашего случая необходимо выполнить только проверку по допустимому току в максимальном режиме, поскольку сборные шины электроустановок и ошиновка в пределах открытых и закрытых РУ всех напряжений проверке по экономической плотности тока не подлежат.

Выбираем провод: АС 150/19 ()

Расчёт токоведущих частей ЛЭП, ВВОД:

Ток нормального режима для вводов определяется по формуле:

где:  число вводов.

Ток максимального режима для вводов:

Выбираем провод: АС 150/19 ()

ОТХОДЯЩИЕ ЛЭП:

Ток нормального режима для отходящих линий определяется по формуле:

где:  число отходящих линий.

Ток максимального режима для отходящих линий:

Выбираем провод: АС 35/6,2 ()

.2 Расчёт шин НН

Выбираем к установке шинный мост из алюминиевых шин. В закрытых РУ

кВ ошиновка и сборные шины выполняются сборными алюминиевыми шинами.

Определяем рабочий ток продолжительного режима:

Максимальный ток аварийного режима определяем по формуле:

Выбираем алюминиевые шины коробчатого сечения  одной шины, допустимый ток  

Шины располагаем горизонтально.

Шины коробчатого сечения на механическую прочность не проверяются.

Проверка на термическую стойкость при коротком замыкании:

,

где: Bк- тепловой импульс, выделяемый током короткого замыкания ; С - функция, равная для алюминиевых шин  .

Что меньше принятого сечения.

Момент сопротивления шин определяется по формуле:

Найдём расстояние между изоляторами:

где: n-кол-во секций между изоляторами, n=2; lc-длина секции, lc=77см.

Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз:

где: А- расстояние между шинами соседних фаз, А=80см.

Удельное усилие между полосами определяется по формуле:

Напряжение между полосами определяется по формуле:

Максимальное напряжение определяем по формуле:

Сравним с допустимым значением:

  проходит.

7 ВЫБОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Приборы подключаем по схеме «неполная звезда»:

Рисунок 6 - Схема подключения приборов

.1 РУ ВН

Для установки принимаем ранее выбранный трансформатор тока ТФЗМ 110Б-III У1. Этот трансформатор имеют вторичную обмотку с номинальным током 5А. У трансформатора ТФЗМ 110Б-III У1 класс точности 0,5 номинальная нагрузка 0,8 Ом, он предназначен для подключения измерительных приборов. Произведем проверку трансформатора тока по вторичной нагрузке.

На рисунке 7 показано размещение приборов в цепях подстанции. Перечень приборов и их место установки взяты из методического указания.

Рисунок 7- Измерительные приборы в цепях подстанций на стороне ВН

Таблица 4 - Вторичная нагрузка трансформаторов тока

Общее сопротивление приборов:

где: - суммарная мощность приборов, подключенных к трансформатору тока; - номинальный вторичный ток. Самые загруженные трансформаторы тока установлены в фазах А и С.

Допустимое значение сопротивления проводов:

Ом,

где:  - номинальная нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности, равна 0,8 Ом ; - сопротивление контактов принимаем равным 0,1 Ом, поскольку число приборов больше 3.

В качестве соединительных проводов применяем многожильные контрольные кабели с сечением (по условию прочности) не менее 2,5 мм2 . Приблизительная длина кабеля для РУ 110 кВ принимается равной 80 м , тогда сечение:

 мм2.

Принимаем к установке контрольный кабель КВВГ с сечением жил 4 мм2.

Трансформаторы напряжения для питания электроизмерительных приборов выбираются по напряжению установки, по конструкции и схеме соединения обмоток, по классу точности, по вторичной нагрузке. Трансформаторы напряжения запитываются от сборных шин РУ.

Примем к установке трансформаторы типа НКФ-110-58У1.Они имеют две вторичных обмотки: основную на В и дополнительную на 100 В. Для класса точности 0,5 трансформатор имеет номинальную мощность вторичной цепи 400 ВА, а для класса точности 1 - 600ВА.

Проверим, подходит ли этот трансформатор по вторичной нагрузке. Вторичная нагрузка трансформатора напряжения приведена в таблице 5.

Таблица 5 - Суммарная потребляемая мощность

Суммарная потребляемая мощность 17 ВА обеспечит заданный класс точности.

Для соединения трансформатора напряжения с приборами принимаем контрольный кабель КВВГ с сечением жил 4 мм2.

.2 РУ НН

Для установки принимаем ранее выбранные трансформаторы тока ТПЛК-10-УЗ, ТШ-20-У3. Эти трансформаторы имеют вторичную обмотку с номинальным током 5А. У трансформатора ТВЛМ-6-У3 класс точности 0,5 номинальная нагрузка 0,4 Ом, а у трансформатора ТШ-20-У3 класс точности 0,5 номинальная нагрузка 1,2 Ом, они предназначены для подключения измерительных приборов. Произведем проверку трансформаторов тока по вторичной нагрузке.

Рисунок 8 - Измерительные приборы в цепях подстанций на стороне НН

Таблица 6 - Вторичная нагрузка трансформаторов тока

Общее сопротивление приборов:

Ом,

где:   - суммарная мощность приборов, подключенных к трансформатору тока; - номинальный вторичный ток трансформатора тока.

Допустимое значение сопротивления проводов:

Ом,

Ом,

где:   - номинальная нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности ; - сопротивление контактов принимаем равным 0,05 Ом, поскольку число приборов не больше 3.

Приблизительная длина кабеля для цепей РУ 6 кВ принимается равной 40 м, а длина кабеля для линий 6 кВ к потребителям принимается равной 4 м, тогда сечение:

мм2,

мм2.

Принимаем к установке контрольный кабель КВВГ с сечением жил 2,5 мм2.

Примем к установке однофазные трехобмоточные трансформаторы напряжения типа НТМК-6-71У3. Трансформаторы имеют одну вторичную обмотку 100В. Для класса точности 0,5 трансформатор имеет номинальную мощность вторичной цепи 75 ВА.

Таблица 7- Суммарная потребляемая мощность

Три трансформатора напряжения, соединенных в звезду, имеют мощность 3х75 = 225 ВА, что больше мощности вторичной нагрузки. Таким образом, трансформаторы напряжения будут работать в выбранном классе точности 0,5.

Для соединения трансформатора напряжения с приборами принимаем контрольный кабель КВВГ с сечением жил 2,5 мм2.

8 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ПИТАНИЯ СОБСТВЕННЫХ НУЖД

.1 Определение мощности потребителей собственных нужд

Приемниками энергии системы собственных нужд подстанции являются электродвигатели системы охлаждения трансформаторов; устройства обогрева выключателей, шкафов; электродвигатели приводов выключателей и разъединителей; компрессорные установки; освещение и отопление; система подзарядки аккумуляторных батарей; система пожаротушения. Наиболее ответственные потребители - оперативные цепи, система связи, телемеханики, система охлаждения трансформаторов, аварийное освещение, система пожаротушения, электроприемники компрессорной. Мощность потребителей собственных нужд невелика, поэтому они присоединяются к сети 380/220 В, которая питается от понижающих трансформаторов.

Определяем основные нагрузки собственных нужд подстанции:

Таблица 8 - Потребители собственных нужд подстанций