1 определение нагрузок в комплексной форме 5 страница

2250(Н)>47,6(Н)

Изолятор по механической прочности проходит.

Выбираем проходной изолятор типа ИП - 10/2000-1250УХЛ1

U_ном=10кВ, I_ном=2000А, F_раз=750Н.

Проверка изоляторов на механическую прочность.

По формуле (129):

(132)

Из условия (131): 459Н>23,8Н.

Изолятор по прочности проходит.

13.1.2.4 Выбор трансформаторов тока 10кв в цепи трансформатора

В принятых к установке КРУ ЩЭС-59 имеются встроенные трансформаторы тока типа ТОЛ-СЭЩ-10 с I₁=2000А, I₂=5А, число вторичных обмоток – 4, класс точности для измерений и учёта – 0,5, для защит – 5.

Проведём проверку параметров выбранного Т.Т в таблице 14.

Таблица 14 - Проверка расчётных и каталожных данных ТТ

Расчётные данные	Каталожные данные
Uуст.=10кВ	Uном.=10кВ
Imax=1904А	Iном=2000А
iу=21,43кА	Iдин=100кА
Вк=18,1 к *с
r2=0,64Oм	r2ном.=1,2Oм

Выберем КИП устанавливаемые во вторичных цепях выбранного ТТ и определим нагрузку в каждой фазе [3, c.370].

Таблица 15 - Вторичная нагрузка выбранного Т.Т

Прибор	Тип прибора	Нагрузка Т.Т., ВА
А	В	С
Ваттметр Счётчик активной и реактивной энергии Амперметр	ЦП8506-120 ЦЭ6812 ИП-02	5,5	-	5,5 -
ИТОГО		12,5		7,5

Из таблицы 15 видно, что наиболее загружен Т.Т. фазы А.

Найдём общее сопротивление приборов:

(133)

Определим допустимое сопротивление проводов во вторичных цепях Т.Т.:

, (134)

где (таблица 14);

-сопротивление контактов при кол. приборов более трёх, [3,c.174];

Определим сечение контрольного кабеля:

, (135)

где -медь, , [3,c.375]

Выбираем кабель КВВГнг-LS-2,5мм² по механической прочности.

Найдём сопротивление выбранного кабеля:

(136)

Определим общее сопротивление выбранных КИП и кабеля в цепи Т.Т.:

(137)

r₂=0,64(Oм)< r_2ном.=1,2(Oм) (138)

Выбранный кабель удовлетворяет условию.

13.1.2.5 Выбор трансформатора напряжения на секцию 10кв

Трансформаторы напряжения предназначены для питания катушек электроизмерительных приборов. Трансформатор устанавливается на каждую секцию сборных шин. К нему подключаются измерительные приборы всех присоединений данной секции и сборных шин. Выбираются трансформаторы напряжения аналогично трансформатору тока:

-по напряжению установки: U_уст£U_ном

-по конструкции и схеме соединения обмоток;

-по классу точности;

-по вторичной нагрузке: S_2S £ S_2ном, (139)

где: S_2ном - номинальная мощность вторичной обмотки в выбранном классе точности;

S_2S - нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединённых к трансформатору напряжения, В×А.

Завод-изготовитель КРУ ЩЭС-59 комплектует КРУН трансформаторами напряжения типа ЗНОЛ–СЭЩ-10–01-0,2/3–15/100У2, параметры которого приведены в таблице 16.

Таблица 16 – Параметры трансформатора напряжения 10кВ

Параметры	ЗНОЛ–СЭЩ-10–01-0,2/3–15/100У2
Класс напряжения Номинальное напряжение первичной обмотки Номинальное напряжение основной вторичной обмотки Номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки Номинальные классы точности основной вторичной обмотки Ном. мощность основной вторичной обмотки в классах точности 0,5/1	10 кВ 10/√3 кВ 100/√3 В 100 В 0,5; 1; 3 75/150 ВА

Определим вторичную нагрузку трансформатора напряжения. Для этого составим таблицу 17.

Таблица 17 - Вторичная нагрузка Т.Н.

Прибор	Тип	Sодной обмотки, ВА	n обм	cosφ	sinφ	n приб	P, Вт	Q, ВА
Вольтметр	ЩП-96				-			-
Ваттметр	ЦП8506-120				-			-
Счётчик активной и реактивной энергии	ЦЭ6812			0,38	0,925

37 22

Вторичную нагрузку Т.Н. определим по формуле:

(140)

Выбранный Т.Н. удовлетворяет условию (139) и будет работать в классе точности 0,5. Для соединения КИП с Т.Н. выбираем кабель КВВГнг-LS-1,5- по условию механической прочности.

13.2 Выбор оборудования в цепи отходящей кабельной линии 10кВ

Для выбора оборудования определим ток на данном присоединении. Примем присоединение с кабельной линией. По заданию на кабельные линии приходится 36МВт мощности. Мощность одной линии 6МВт при cosφ=0,85. Найдём полную мощность в линии:

(141)

Найдём ток присоединения:

(142)

13.2.1 Выбор выключателя и КРУН 10кВ

Аналогично п.п.13.1.2.1 выбираем выключатели по току и напряжению.

С учётом однотипности оборудования и удобства монтажа при строительстве ПС выбираем выключатель ВВУ-СЭЩ-Э3-10-31,5/630У2 с электромагнитным приводом на I_ном=630А и КРУ СЭЩ-59 с таким же током.

Сравним параметры оборудования с расчётными данными в таблице 18.

Таблица 18 – Сравнительные характеристики выключателя и КРУН 10кВ

Расчётные данные	Каталожные данные
ВВУ-СЭЩ-Э3-10-31,5/630У2	КРУ СЭЩ-59
		- - -

13.2.2 Выбор кабельной линии присоединения 10кВ

Выбор кабельной линии произведём по экономической плотности тока.

, (143)

где j_э=1,4А/мм², при Т_max=4000ч. [4, c.548];

Поскольку кабели с пропитанной бумажной изоляцией на такое сечение не выпускаются, примем к установке две кабельных линии работающих параллельно ААШВ 3*185 с I_доп=2*275=550А. Что меньше максимального тока присоединения. Проверим кабель на термическую стойкость по условию (113):

q_min < q_э

13.2.2 Выбор трансформаторов тока и КИП присоединения 10кВ

Выше(п.п.13.1.2.4) уже было сказано, что КРУ ЩЭС-59 комплектуются встроенными трансформаторами тока типа ТОЛ-СЭЩ-10. На данном присоединении устанавливаются трансформаторы тока с номинальным первичным током 600А. Все остальные параметры соответствуют параметрам трансформатора тока приведённых в таблице 14. Данный трансформатор тока будет работать в классе точности 0,5.

Ко вторичной обмотке выбранного трансформатора тока с помощью контрольного кабеля КВВГ_нг-LS-2,5 подсоединяются: прибор учёта электрической энергии, амперметр и цепи РЗиА.

14 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА 110кВ

Распределительное устройство 110кВ по схеме с рабочей системой шин, секционированной выключателем и обходной системой шин выполняется открытым.

ОРУ должно:

- обеспечивать надежную работу электрических установок;

- быть удобными и безопасными;

- экономичным;

- удобными при ремонтных работах;

- ОРУ должно быть ограждено;

Всё оборудование РУ устанавливается на специальных основаниях.

Во всех цепях РУ устанавливаются разъединяющие устройства с видимым разрывом, обеспечивающих возможность отсоединения всех аппаратов каждой цепи со всех её сторон, откуда может быть подано напряжение. Предусмотрен обогрев приводов и оборудование при температурах ниже допустимых.

Ошиновка РУ на стороне 110кВ выполняется сталеалюминевыми проводами, которые крепятся с помощью подвесных изоляторов на металлических порталах. Соединение проводов выполняется опрессовкой с помощью соединительных зажимов. Связь от трансформатора до ЗРУ 10кВ выполняется жёсткими шинами закреплённых с помощью опорных изоляторов на металлических стойках.

Для предотвращения растекания масла и распространения пожара при повреждениях под силовыми трансформаторами предусматривается маслоприемники объёмом 100% залитого масла в трансформатор и 80% воды от средств пожаротушения. Укладывается слой гравия толщиной не менее 25 см. Кабели оперативных цепей, цепей управления, релейной защиты и автоматики прокладываются в лотках из ж/б конструкций без заглубления их в

почву или в лотках, подвешенных к конструкциям ОРУ.

ОРУ ограждается сеткой размером ячейки 25мм и высотой 2 метра.

Выполнена защита подстанции от грозовых перенапряжений и прямых даров молнии путём установки мачтовых молниеотводов и ограничителей перенапряжения.

На ОРУ предусматривается освещение над каждым порталом и секцией.

Предусмотрены проезды для передвижных монтажно-ремонтных механизмов и передвижных лабораторий. К ОРУ предъявляют следующие требования:

-надежность работы;

-безопасность и удобность обслуживания;

-максимальное применение крупногабаритных узлов заводского приготовления

Достоинства:

-малый объем строительных работ;

-легкость выполнения расширения и реконструкции;

-доступность аппаратов для наблюдения.

Недостатки:

- неудобны в обслуживании при низких температурах и в ненастье;

- занимают большую площадь;

-аппараты на ОРУ подвержены запылению, загрязнению, колебаниям температуры;

15 ВЫБОР РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ ТРАНСФОРМАТОРА

Согласно «Правилам устройства электроустановок» для трансформаторов должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

- многофазных замыканий в обмотках и на выводах;

-однофазных замыканий на землю в обмотке и на выводах, присоединённых к сети с глухо-заземленной нейтралью;

- витковых замыканий в обмотках;

- токов в обмотках, обусловленных внешним КЗ;

- токов в обмотках, обусловленных перегрузкой;

- понижения уровня масла;

Применяем терминал Бреслер ТТ2108.13Х содержащий основные защиты трансформатора с абсолютной селективностью, а также набор основных и резервных защит.

Настоящий раздел распространяется на шкафы микропроцессорной защиты и автоматики трансформатора 110кВ типа «Бреслер ШТ 2108.ХХХ» (далее «устройство защиты или «шкаф защиты») и содержит все необходимые сведения по основным параметрам, принципу действия, конструкции, правилам эксплуатации и обслуживания.

Устройство защиты представляет собой совокупность одного или нескольких микропроцессорных многофункциональных терминалов защиты, аппаратно-программных средств, размещаемых в металлоконструкции специализированного профиля.

В цепи трансформатора запроектируем следующие защиты:

- дифференциальная токовая защита;

- газовая защита трансформатора и РПН;

- устройства резервирования при отказе выключателя;

- токовая защита нулевой последовательности;

- максимальная токовая защита ВН;

- максимальные токовые защиты НН;

- комбинированный пуск по напряжению;

- защита трансформатора от перегрузки;

- цепи дуговой защиты шин 10кВ;

15.1 Дифференциальная токовая защита трансформатора

Дифференциальная токовая защита трансформатора (ДЗТ) выполнена в виде трех фазных каналов с независимыми токовыми цепями. Каждый канал содержит орган дифференциальной токовой отсечки и дифференциальный орган с торможением.

Дифференциальная токовая отсечка (ДТО) является органом с низкой чувствительностью и действует непосредственно на отключение трансформатора. Уставка срабатывания по дифференциальному току отстраивается от режимов броска тока намагничивания и токов небаланса при внешних замыканиях и пуске двигательной нагрузки. ДТО обеспечивает быстрое отключение тяжелых внутренних повреждений, действуя на отключение трансформатора без выдержки времени.

В составе ДТО реализовано два критерия срабатывания: 1) при превышении модулем основной гармоники дифференциального тока заданной уставки ДТО; 2) при превышении выпрямленным мгновенным дифференциальным током уставки ДТО, увеличенной в 2 2 раз.

Дифференциальный орган с торможением является органом с высокой чувствительностью, предназначенным для отключения всех видов замыканий внутри защищаемой зоны.

Для отстройки от токов небаланса, возникающих в дифференциальной цепи в режимах внешнего замыкания и пуска двигательной нагрузки, используется процентное торможение. Данный принцип реализуется с помощью тормозной характеристики (ТХ), которая определяет уровень срабатывания по дифференциальному току при заданном значении тормозного тока.

Для отстройки от режимов броска намагничивающего тока, а также для дополнительного торможения органа в режиме внешнего замыкания предусмотрены орган блокировки по второй гармонике и орган блокировки по форме тока.

В уставках терминала в соответствии с картой заказа задаются номинальные мощности S_н,_т,_к и номинальные напряжения U_н,_т,_к обмоток силового трансформатора, номинальные первичные I_перв,_к и вторичные I_втор,_к токи высоковольтных измерительных трансформаторов тока (ИТТ). Индекс к обозначает сторону силового трансформатора, т.е. ВН, СН или НН.

Номинальные токи I_н,_т,_к обмоток силового трансформатора определяются по формуле:

(144)

При протекании в обмотке к силового трансформатора номинального тока на входе терминала наблюдается ток, обозначенный как I_вт,_н,_к (вторичный ток в номинальном режиме). Значение вторичного тока в номинальном режиме используется для выбора рабочего ответвления токового входа терминала и определяется по формуле:

, (145)

где - коэффициент трансформации ИТТ стороны k.

Коэффициенты цифрового выравнивания токов плеч, используемые в терминале, рассчитывается программно по формуле:

, (146)

где I_ном,_к - номинальный ток выбранного ответвления токового входа терминала, подключенного к измерительному трансформатору стороны к;

S_ном - номинальная мощность трансформатора, определяемая как максимальная из номинальных мощностей обмоток S_н,_т,_к.

Данные расчетные величины отображаются на экране ИЧМ. При наладке устройства защиты следует убедиться в следующем:

• вторичный ток в номинальном режиме не должен превышать длительно допустимого значения.

• коэффициент выравнивания по каждой из сторон силового трансформатора должен быть не менее 0.5 и не более 5.0.

Примечание - В случае, когда измерительный трансформатор тока соединен в группу «треугольник», номинальный вторичный ток ИТТ соответствующей стороны следует задавать в 3 раз большим.

Измерительные органы ДЗТ используют токи всех сторон силового трансформатора, приведенные к обмотке с наибольшей мощностью и выраженные в процентах от номинального тока данной обмотки.

Предусмотрено использование защиты для двух- и трехобмоточных трансформаторов с группами соединения Y/Y-0, -0, Y/ -11, Y/Y/Y-0-0, -0-0, Y/Y/ -О-11, Y/ -11-11. Группа соединения защищаемого трансформатора задается в виде отдельной уставки «Группа», значение которой влияет на работу ряда измерительных органов, что показано в таблице 1.1.

Таблица 19 - Влияние выбранной группы соединения «Группа» на работу ИО

Y/ -1-1	нет	да	да	нет

Столбцы:

1. Значение уставки группы соединения.

2. Вывод измерительных органов стороны СН.

3. Цифровой расчет междуфазных токов для МТЗ ВН.

4. Цифровая компенсация 11 группы соединения для токов ВН.

5. Цифровая компенсация 11 группы соединения для токов СН.

Компенсация 11 группы соединения силового трансформатора производится цифровым способом, что позволяет использовать по всем сторонам измерительные трансформаторы тока, соединенные в группу «звезда».

Предусмотрена возможность использования ДЗТ в схеме с измерительными трансформаторами тока на стороне ВН и СН, соединенными в группу «треугольник». В этом случае требуется задать уставку группы соединения равной -0 или -0-0.

Предусмотрена возможность использования ДЗТ в схеме с измерительными трансформаторами тока на стороне СН и/или НН, соединенными в группу «неполная звезда». В этом случае дифференциальная защита выполняется двухканальной. Для этого требуется вывести канал ДЗТ фазы В с помощью программной накладки N10.

Реализовано цифровое выравнивание вторичных токов плеч. Диапазон цифрового выравнивания - пятикратный.

Суммарная погрешность выравнивания токов плеч ДЗТ не превышает 3% от номинального тока наиболее мощной обмотки.

Для подключения вторичных цепей измерительного трансформатора тока выбирается ответвление токового входа терминала с наименьшим номинальным током, для которого выполняется условие I_н,_птт,_к > I_н,_вт,_k. При этом значение коэффициента цифрового выравнивания должно быть менее пяти.

Рабочий диапазон устройства по вторичным токам в номинальном режиме I_н,_вт,_к составляет от 0.2 до 5 А. Если диапазон недостаточен, то по специальному заказу отдельные токовые входы могут быть выполнены на номинальный ток 0.5 А, что позволит обеспечить диапазон от 0.1 А.

Рабочие величины дифференциального органа с торможением рассчитываются следующим образом. Дифференциальный ток 1_диф рассчитывается как сумма токов плеч основной гармоники I₁,1₂ и I₃ соответствующего канала ДЗТ:

Входной ток, равный току плеча с максимальным модулем, выходной и тормозной токи определяются следующим образом:

,

,

где φ - угол между входным и выходным токами.

Вид тормозной характеристики срабатывания, состоящей из двух участков, показан на рисунке 1. Первый участок выполнен горизонтальным, а другой - наклонным. Наклон регулируется с помощью коэффициента торможения.

Примечание - Под коэффициентом торможения понимается отношение приращения дифференциального тока срабатывания к приращению тормозного тока, выраженное в процентах.

Для торможения дифференциального органа в режимах внешнего замыкания, сопровождающихся насыщением измерительных трансформаторов тока, область тормозной характеристики I_торм > «Iблок» выводится по критерию, что входной и выходной токи больше уставки «Iблок».

Уставки дифференциальной защиты трансформатора приведены в таблице 20

Коэффициент возврата ДЗТ не ниже 0.8.

Время срабатывания ДЗТ при подаче дифференциального тока, превышающего уровень срабатывания в два раза и более, составляет не более 30мс. Полное время работы защиты, включая время работы выходных реле, составляет не более 40мс.

Время возврата ДЗТ при сбросе десятикратного тока до нуля составляет не более 40мс.

Таблица 20 - Уставки измерительных органов ДЗТ
Уставка	Диапазон начений	Описание
«Iдто»	600…2000%	Уставка дифференциальной токовой отсечки
«Iдиф.н»	20...100 %	Начальный дифференциальный ток срабатывания
«Iторм»	60...100 %	Начальный тормозной ток
«Кторм»	20.80 %	Коэффициент торможения
«Iблок»	120..600 %	Ток блокировки
«Кгарм2»	10…30 %	Уставка блокировки по второй гармонике (отношение второй гармоники к основной)
«Iактг2»	120..300 %	Ток автоматической активации блокировки по второй гармонике

Рисунок 28 - Тормозная характеристика срабатывания

Время срабатывания ДТО при подаче двукратного тока срабатывания 2I_ср составляет не более 20мс.

Время возврата ДТО при сбросе тока от 5I_ср до нуля составляет не более 30мс.

Измерительный орган блокировки по второй гармонике реагирует на отношение модуля второй гармоники дифференциального тока к модулю основной гармоники. При превышении уставки орган блокирует срабатывание тормозной характеристики.

Предусмотрены следующие режимы работы ИО блокировки по второй гармонике, задаваемые с помощью программной накладки N11:

Дата добавления: 2015-08-29