Материал: Расчет системы электроснабжения завода железнодорожного машиностроения

 (удалённое КЗ).

Расчётное время

τ = t_з,min+ t_св = 0,01+0,04=0,05 с.

Апериодическая составляющая тока КЗ для ветви от энергосистемы:

 , где

Т_а = 0,02; е=2,7 - натуральное число.

Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времени τ

 , где

 = 0,25 -  , для τ = 0,05 с.

Тепловой импульс, выделяемый током КЗ:

 , где

t_отк = t_р.з + t_с.в = 0.1 + 0,08 = 0,18 с ;

где T_а = 0,02;

t_р.з- время действия основной защиты трансформатора равное 0,1 с;

t_с.в- полное время отключения ВМТ-110-20/1000, равное 0,08 с.

Все расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 14.

Выбираем разъединитель QS3 типа РНДЗ-2-110/630 привод ПРН-220М.

Таблица14

8.2.2 Трансформатора напряжения

Выбор трансформаторов напряжения TV1, TV2.

Выбираем TV1,TV2:

по номинальному напряжению - U_уст ≤ U_ном принимаем U_ном = 110 кВ;

по конструкции (наружной установки) и схеме соединения обмоток. Принимаем три однофазных трансформатора напряжения типа НКФ-110, соединённых с первичной стороны в звезду с заземлённой нейтралью;

по классу точности кл.0,5;

по вторичной нагрузке -  не проверяем, так как в ОРУ-110 первой и второй секциях шин 110 кВ только лишь по одному присоединению (Т1 и Т2).

Технические характеристики:

Напряжение, кВ: 110

Номинальное напряжение обмотки, В:

Первичной: 110000/√3

Основной вторичной: 100√3/100:3 (НКФ-110-58)

Номинальная мощность для классов точности, ВА:

0,5: 400

1: 600

3: 1200

Предельная мощность, ВА: 2000

Группа соединения: 1/1/1-0-0

Таким образом, принимаем к установке TV1 и TV2 трансформаторы напряжения типа НКФ-110.

8.2.3 Трансформаторов тока

Выбор трансформаторов тока ТА1 и ТА2.

Выбор трансформаторов тока ТА1, он устанавливается в ОРУ-110 кВ в цепи силового трансформатора и предназначен для устройств релейной защиты, измерений электрических величин (тока, активной и реактивной мощности, для измерения активной и реактивной энергии).

Поэтому предусматривается трансформатор тока на номинальное напряжение 110 кВ в открытых распределительных устройствах (наружной установки) типа ТФЗМ 110-У1 (трансформатор тока, с фарфоровой покрышкой, для защит).

Сравнение расчётных и каталожных данных заносим в таблицу 15.

Таблица 15

Таким образом выбираем трансформатор тока в цепи силового трансформатора с высокой стороны ТФМЗ-110-400/5.

8.2.4 Разрядников (ограничителей перенапряжения)

Выбор разрядников (ограничителей перенапряжения) FV1, FV5

Высоковольтные разрядники (ограничители перенапряжения) выбираются:

по номинальному напряжению - U_уст ≤ U_ном ;

по конструктивному исполнению (для закрытых или открытых установок).

FV1,FV2- выбираем ОПН-110 (ограничитель перенапряжения на U_ном = 110 кВ).

FV5,FV6 - выбираем ОПН-10 (ограничитель перенапряжения на U_ном = 10 кВ).

FV3(FV4) - выбираем РВС-60У1

Р - разрядник;

В - вентильный;

С - станционный;

- класс напряжения, кВ;

М - модернизированный;

8.3 Выбор электрооборудования на напряжение 10 кВ

.3.1 Разъединителей

Выбор разъединителя QS4,QS7.

Выбор разъединителя QS4 в цепи трансформатора собственных нужд мощностью S_н = 40 кВА.

Разъединитель выбирается:

по номинальному напряжению - U_уст ≤ U_ном ;

по номинальному длительному току - I_{раб.утяж} ≤ I_ном

 ;

,31 А <200 А.

по конструкции. Разъединитель QS4 должен быть наружной установки.

Предварительно выбираем РЛНД-1-10/200 У1. Это разъединитель линейный, наружной установки, двухколонковый, с одним заземляющим ножом (ножи медные), на U_н = 10 кВ, I_ном = 200 А (с медными ножами).

Проверяем по электродинамической стойкости или по предельному сквозному току:

10,4кА < 25 кА

 = 10,4 кА = 25 кА

Таким образом, выбранный разъединитель РЛНД-1-10/200 У1 удовлетворяет расчётным и каталожным данным и принимается к установке.

8.3.2 Выбор трансформаторного выключателя Q3,Q6

Выбор трансформаторного выключателя с низкой стороны - 10 кВ (Q3) по следующим условиям:

по номинальному напряжению - U_уст ≤ U_ном принимаем U_ном = 10 кВ;

по номинальному току - I_{раб.утяж} ≤ I_ном.

Определяем:

с учётом 40 % перегрузки силового трансформатора.

Предварительно намечаем к установке в РУ вакуумных выключателей отечественного производства типа ВВЭ-СМ-10-31,5/2500 У3, у этого выключателя I_ном = 2500 А; I_утяж ≤ I_ном2021<2500 (А).

Собственное время отключения выключателяt_с.в =0,05 с; расчётное время

τ = t_{з. min}+ t_с.в= 0,01+0,055=0,065 с.

Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:

I_п,τ = I_п,0 = 16,9 (кА)

Апериодическая составляющая тока КЗ:

Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времени τ.

 , где

, для τ = 0,065 с β = 0,1.

Проверяем выключатель на электродинамическую стойкость:

Тепловой импульс, выделяемый током КЗ:

Здесь t_отк = t_р.з + t_С.В.= 0.1 + 0,08 = 0,18 с

t_С.В= 0,08 с полное время отключения ВВЭ-СМ-10-31,5/2500 У3.

Все расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 17.

Таблица 17.

Как видно из таблицы 3 все каталожные данные больше расчетных параметрам. Следовательно, вакуумный выключатель в цепи трансформатора 25 МВА ВВЭ-СМ-10-31,5/2500 У3выбран правильно.

Выбор секционного выключателя QB1.

Выбор секционного выключателя QB1 производится по следующим показателям:

по номинальному напряжению - U_уст ≤ U_ном принимаем U_ном = 10 кВ;

по номинальному току - I_{раб.утяж} ≤ I_ном.

Определяем ток при подключении секции к трансформатору, мощность подключаемая к секционному выключателю будет равна загрузке Т1 (Т2) в рабочем режиме, т.е. 0,6 S_{н тр-ра}, поэтому:

Предварительно намечаем к установке в РУ-10 кВ вакуумный выключатель ВВТЭ-М-10-20/1000, у этого выключателя I_ном = 1000 А,

I_утяж ≤ I_ном , 866 < 1000 А

Привод электромагнитный, собственное время отключения выключателя t_с.в = 0,055 с, расчётное время τ = t_з.min+ t_с.в = 0.5 + 0.055 = 0.555c, t_з.min = 0,5 с (для секционного выключателя).

Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:

I_п,τ = I_п,0 = 10,4 (кА)

Апериодическая составляющая тока КЗ:

Постоянная времени Т_а = 0,03 с.

Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времени τ. При τ≥ 70 мс, β = 0, да и по кривой рис. 3 видно .

Рис. 3.

Проверяем выключатель на электродинамическую стойкость:

Тепловой импульс, выделяемый током КЗ:

Здесь t_отк = t_р.з + t_С,В = 0,5 + 0,08 = 0,58 с

t_С.В = 0,065 с полное время отключения ВВТЭ-М-10-20/1000.

Все расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 18.

Таблица 18.

Секционный выключатель выбран правильно, расчётные параметры соответствуют каталожным данным.

Выбор линейного выключателяQ7.

Выбор линейного выключателя наиболее загруженной линии Q7 по следующим показателям:

по номинальному напряжению - U_уст ≤ U_ном принимаем U_ном = 10 кВ;

по номинальному току - I_{раб.утяж} ≤ I_ном.

В качестве самой нагруженной линии выбираем линию, отходящую от ГПП на литейный цех с ДСП-5, расчётная мощность которого 9443,1кВА.

Определяем:

Предварительно намечаем к установке в РУ-10 кВ для наиболее загруженной линии вакуумный выключатель ВБСК-10-20/630 УХЛ2,

I_утяж ≤ I_ном , 545 А < 630 А.

Привод электромагнитный, собственное время отключения выключателя t_с.в=0,055 с; расчётное времяτ = t_{з. min}+ t_с.в= 0,01+0,055=0,065 с, t_{з. min} = 0,01 с (так как на кабельных и воздушных линиях устанавливается токовая отсечка).

Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:

I_п,τ = I_п,0 = 16,9 (кА)

Апериодическая составляющая тока КЗ:

Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времени τ.

 , где

 определяется по кривой рис. 2, для τ = 0,065 с β = 0,1.