Проектирование электрической части районной подстанции (с силовыми трансформаторами типа ТДТН-6300/110/10/6)

Схема замещения для расчета токов КЗ на стороне напряжения 6 кВ.

Параметры схемы замещения, приведенной на рис. 5.5. следующие.

Сверхпереходной ток для точки К3;

k_у – ударный коэффициент для 6 кВ. (k_у=1,37);

Ударный ток короткого замыкания в точке К3 будет равен;

кА.

Результаты расчета токов короткого замыкания сведем в таблицу 5.5.

Таблица 5.5. Результаты расчета токов короткого замыкания.
Ток.	Ток.
	К1.110 кВ.	К2. 10 кВ.	К3. 6 кВ.
Iк, кА.	2,8	17,6	18,4
Iу, кА.	6,8	34,1	35,6

6. Выбор средств ограничения токов короткого замыкания и коммутационной аппаратуры для РУ подстанции.

Наиболее распространенными и действенными способами ограничения токов к.з является;

-секционирование электрических сетей;

-установка токоограничивающих реакторов;

-широкое использование трансформаторов с расщепленными обмотками низшего напряжения.

Реакторы служат для ограничения токов к.з. в мощных электроустановках, а также позваляют поддерживать на шинах определенный уровень напряжения при повреждениях за реакторами.

Реакторы выбираются по номинальному напряжению, току и индуктивному сопротивлению.

1.  Номинальное напряжение реактора выбирают в соответствии с номинальным напряжением электроустановки.

               (6.1)

2.  Номинальный ток реактора не должен быть меньше максимального длительного тока нагрузки цепи, в которую он включен.

                  (6.2)

3.  Индуктивное сопротивление реактора определяют, исходя из условий ограничения тока к.з. до заданного уровня.

4.  Результирующее сопротивление, Ом, цепи до установки реактора определяются по выражению.

           (6.3)

5.  Требуемое сопротивление, Ом, цепи определяется по выражению;

              (6.4)

6.  Требуемое сопротивление, Ом, реактора определяется по выражению;

            (6.5)

Далее по каталожным данным выбирают тип реактора с ближайшим большим индуктивным сопротивлением.

7.  Результирующее сопротивление, Ом, цепи с учетом реактора определяется по выражению;

                      (6.6)

Из результатов расчета видно, что токи к.з. не превышает паспортные данные наименее  устойчивых выключателей, следовательно нет необходимости в установке токоограничивающего реактора.

Выбор разъединителей на стороне 110 кВ.

Определим максимальный ток для коммутационной аппаратуры со стороны напряжения 110 кВ;

Исходя из этого предварительно выбираем разъединитель типа РНДЗ.2-110/1000 У1. [1. стр. 272. табл.5.5.]

Условия выбора. По номинальному напряжению;

U_ном=110 кВ = U_рзд=110кВ;

По максимальному рабочему току;

I_н=1000. А > I_макс=222,0. А;

Проверка на динамическую стойкость;

i_д=100. кА > i_у.к1=6,8. кА;

Проверка на термическую стойкость;

         (6.7)

Где I_кi – ток короткого замыкания в точке К_i.

В_k – тепловой импульс к.з. кА²с;

t_откл – полное время отключения тока к.з.

Т_а – постоянная времени затухания [М.ук табл 2.3].

Условия выполняются.

Результаты расчетов по выбору разъединителей сведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1. Результаты расчетов по выбору разъединителей 110 кВ.
Расчетные параметры сети.	Каталожные данные оборудования.	Условия выбора.
Uуст=110. кВ.	Uном=110. кВ.	Uуст≤ Uном;
Iмакс=222,0. А.	Iном=1000. А.	Iмакс≤ Iном;
iу.к1=6,8. кА.	iпр.с=100. кА.	iуд≤ iпр.с.
Вk=8,4. кА2с.	It2∙tt=4800. кА2с.	Вk≤ It2∙tt
Результат выбора вводного разъединителя: РНДЗ.2-110/1000 У1.
Результат выбора линейного разъединителя: РНДЗ.2-110/1000 У1.
Результат выбора секционного разъединителя: РНДЗ.2-110/1000 У1.

Выбор выключателей на стороне 110 кВ.

Рабочий ток для выключателей 110 кВ: I_раб=222,0. А.

Исходя из этого предварительно выбираем элегазовый выключатель типа ВГТ-110-I_ном=2500А, I_от=40кА, I_тс/t_тс=40кА/3с (элегазовый);

Условия выбора. По номинальному напряжению;

U_ном=110. кВ = U_вык=110. кВ;

По максимальному рабочему току;

I_н=2500. А > I_макс=222,0. А;

Проверка на отключающую способность;

I_о=40. кА ≥ I_к1=2,8. кА;

Проверка на динамическую стойкость;

i_д=102. кА > i_у.к1=6,8. кА;

Проверка на термическую стойкость;

Условие проверки на термическую стойкость выполняется.

Результаты расчетов по выбору выключателей сведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2. Результаты расчетов по выбору выключателей 110 кВ.
Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст=110. кВ.	Uном=110. кВ.	Uуст<Uном.
Iмакс=222,0. А.	Iном=2500. А.	Iраб<Iном.
Iк1=2,8. кА.	Iоткл=40. кА.	Ino<Iоткл.
iу.к1=6,8. кА.	Iдин=102. кА.	iу<Iдин.
Вk=8,4. кА2с.	bK=4800.кА2с.	b£bK.
Результат выбора вводного выключателя : ВГТ-110-40/2500У1. ОАО “УралЭлектроТяжМаш”. Россия.
Результат выбора секционного выключателя : ВГТ-110-40/2500У1. ОАО “УралЭлектроТяжМаш”. Россия.
Результат выбора линейного выключателя : ВГТ-110-40/2500У1. ОАО “УралЭлектроТяжМаш”. Россия.

Примечание: Технические данные  секционного и линейного выключателя на стороне напряжения 110 кВ будут аналогичны выбранному линейному выключателю, так как при различной схеме РУ 110 кВ нагрузка через секционный и линейный включатели может протекать расчетная максимальная.

Аналогично производим расчет и выбор аппаратов на стороне напряжения 10, 6 кВ, результаты расчетов сведем в таблицы 6.3-6.4.

Таблица 6.3. Результаты расчетов по выбору выключателей 10 кВ.
Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст=10. кВ.	Uном=10. кВ.	Uуст<Uном
Iмакс=508,1. А.	Iном=630. А.	Iраб<Iном
Iк2=17,6. кА.	Iоткл=20. кА.	Ino<Iоткл
iу к2=34,1. кА.	Iдин=51. кА.	iу<Iдин
Вк=331,4. кА2с.	bK=1200.кА2с.	b£bK
Результат выбора вводного выключателя: ВР1-10-20/630. ОАО “РЗВА”. Украина.
Результат выбора секционного выключателя: ВР1-10-20/630. ОАО “РЗВА”. Украина.
Результат выбора линейного выключателя: ВР1-10-20/630. ОАО “РЗВА”. Украина.

Примечание: На базе вакуумных выключателей ВР 1 возможно применять шкафы КРУ марки КУ–10Ц, также возможна замена устаревших выключателей ВК-10, ВКЭ-10, ВМГ-133-10, ВМПЕ-10, ВЕМ-10Е в ячейках КРУ типа К-104, КМ-1Ф, КР6-У4, К-ХII, КРУ-2-10Е и др в ячейках КРУ.

Таблица 6.4. Результаты расчетов по выбору выключателей 6кВ.
Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст=6. кВ.	Uном=6. кВ.	Uуст<Uном
Iмакс=336,8. А.	Iном=630. А.	Iраб<Iном
Iк3=18,4. кА.	Iоткл=20. кА.	Ino<Iоткл
iу к3=35,6. кА.	Iдин=51. кА.	iу<Iдин
Вк=362,3. кА2с.	bK=1200.кА2с.	b£bK
Результат выбора вводного выключателя: ВР1-6-20/630. ОАО “РЗВА”. Украина.
Результат выбора секционного выключателя: ВР1-6-20/630. ОАО “РЗВА”. Украина.
Результат выбора линейного выключателя: ВР1-6-20/630. ОАО “РЗВА”. Украина.

Выбор предохранителей ТСН.

Для защиты ТСН используем предохранители марки ПК, ПКИ, ПКТ предназначенные для защиты силовых трансформаторов, воздушных и кабельных линий в сетях 6, 10 кВ, также  данные предохранители обладают токоограничивающим эффектом.

Рабочий ток для ТСН 6. кВ:

Исходя из этого предварительно выбираем предохранитель марки ПКТ101-6-20-31,5У3 [1. стр.254. Табл. 5.4] с плавкой вставкой большей через одну ступень.

Условия выбора по напряжению установки:

U_ном=6. кВ = U_пр=6. кВ;

По максимальному рабочему току;

I_н=20. А > I_раб=13,17. А;

Проверка на отключающую способность;

I_о=31,5. кА ≥ I_к3=18,4. кА;

Результаты расчетов по выбору предохранителей сведены в таблице