Система электроснабжения завода по производству древесных гранул в Выборском районе Ленинградской области

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Выбор коммутационной  аппаратуры

7.1 Выбор выключателей  и разъединителей

Выключатель – коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения электрических цепей в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа.

Условия выбора:

1) Напряжение установки  ;

2) Условие длительного  нагрева ;

3) Ток отключения выключателя  ;

4) Динамическое действие  тока КЗ  ;

5) Тепловой импульс тока  КЗ  .

Проводим выбор выключателей и разъединителей на стороне 35 кВ в цепи ВН трансформатора ТМГ-10000/35.

На стороне 35 кВ принимаем элегазовые баковые выключатели типа ВГБ-35–630/1000 УХЛ1, предназначенные для выполнения коммутационных операций в нормальном и аварийном режимах в сетях трехфазного переменного тока с заземленной нейтралью при номинальном напряжении 35 кВ и частоте сети 50 Гц с умеренным или холодным климатом. Используются встроенные трансформаторы тока для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты. Контроль утечки элегаза из полюсов выключателя осуществляется при помощи электроконтактных сигнализаторов плотности. Полюсы выключателя снабжены аварийной разрывной мембраной. наличие встроенных трансформаторов тока с высокими классами точности, что достигается использованием сердечников из нанокристаллического магнитомягкого сплава.

 

 

Верхнее рабочее значение температуры окружающего выключатель воздуха составляет 40°С, нижнее рабочее значение температуры окружающего выключатель воздуха составляет: для климатического исполнения У1 – минус 40°С, для исполнения УХЛ1 – минус 55°С, для исполнения УХЛ1 – минус 60°С;

 

Таблица 8 – Проверка условий выбора выключателя и разъединителя

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
		Выключатель ВГБ-35–630/1000 УХЛ1	Разъединители РДЗ.1–35/1000 УХЛ1 РДЗ.2–35/1000 УХЛ1
			-
		кА

 

Выключатель ВГБ-35–630/1000 УХЛ1, номинальный ток отключения 630 кА, номинальное напряжение 35 кВ, номинальное напряжение включающего электромагнита (ЭВ) привода 220 В и номинальное напряжение отключающего электромагнита (ЭО) привода и катушки контактора 220 В.

 

Разъединители высоковольтные типа РДЗ.2–35/1000 УХЛ1, предназначены для включения и отключения находящихся под напряжением обесточенных участков электрических цепей высокого напряжения 35 кВ, а также заземления отключенных участков при помощи заземлителей.

Для выбора выключателей в КРУ на стороне 10 кВ в цепи НН трансформатора ТМГ-10000/35 необходимо провести расчеты.

В цепи НН трансформатора и секционной перемычки принимаем к установке комплектные распределительные устройства серии К-59. Произведем проверку выключателей BB/TEL , установленных в КРУ.

 

Таблица 9 – Проверка условий выбора выключателя в К-59

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные ВВ/TEL

 

7.2 Выбор шин

Для РУ напряжением 35 кВ и выше используются гибкие шины, выполненные проводами АС. В установках напряжением до 20 кВ применяются жесткие алюминиевые шины с сечением различной формы. Согласно ПУЭ сборные шины и ошиновку выбираем по длительно допустимому току. Определение сечения шин производится по условию нагрева, т.е. по рабочему максимальному току.

Условие выбора шин по условию нагрева

. (84)

Допущения при выборе гибких шин:

а) шины выполнены из голых проводов на открытом воздухе, на термическую стойкость короткого замыкания не проверяют;

б) гибкие шины РУ при Iпо < 20 кА не проверяют на электродинамическое действие токов КЗ;

На стороне ВН

Принимаем гибкие шины из сталеалюминевого провода АС-240/32. Проверяем выбранный провод по условию нагрева

,

.

Условие выбора шин по току выполняется.

Для линии 35 кВ сечение проводов 70мм2 является минимально допустимым по условию короны, значит провод АС-240/32 проходит.

Проверка шин на термическое и электродинамическое действие тока КЗ не производится.

На стороне НН

В закрытых РУ ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами. При токах до 3000 А применяются одно- и двухполосные шины.

Выбор сечения шин производится по нагреву (по допустимому току). При этом учитываются не только нормальные, но и послеаварийные режимы, а также режимы в период ремонтов и возможность неравномерного распределения токов между секциями шин.

Принимаем жесткие алюминиевые шины прямоугольного сечения.

Выбираем сечение шин (h=10мм, b=120мм), по три полосы на фазу, расположение на ребро.

. (85)

Проверка по допустимому току

. (86)

Проверка на термическую устойчивость

, (87)

где С – коэффициент принимаемы  равный 91 для алюминиевых шин.

 

Жесткие шины, укрепленные на изоляторах, представляют собой динамическую колебательную систему, находящуюся под воздействием электродинамических сил. В такой системе возникают колебания, частота которых зависит от массы и жесткости конструкций. Электродинамические силы, возникающие при КЗ, имеют составляющие, которые изменяются с частотой 50 и 100 Гц. Если собственные частоты колебательной системы шины – изоляторы совпадут с этими значениями, то нагрузки на шины и изоляторы возрастут. Если собственные частоты меньше 30 и больше 200 Гц, то механического резонанса не возникает. В большинстве практически применяемых конструкций шин эти условия соблюдаются, поэтому ПУЭ не требуют проверки на электродинамическую стойкость с учетом механических колебаний.

 

, (88)

 

где а=0,3 м – расстояние между фазами для КРУ;

– ударный ток на стороне низшего напряжения, кА.

Изгибающий момент

 

, (89)

, (90)

 

где – момент сопротивления шин, установленных на ребро по рисунку 11.2;

– допустимое механическое напряжение в материале шин, для алюминия [2, табл. 4.7];

 – расстояние между опорными  изоляторами, м.

 

Рисунок 11.4 – Расположение шин ЗРУ

 

Шины механически прочны, так как выполняется условие

.

Проверка на термическую стойкость к токам КЗ производится по условию ,

где – температура шин при нагреве током КЗ, 0С;

 – допустимая температура нагрева шин при КЗ, 0С.

Температура проводника в предшествующем режиме, 0С

(91)

 

где – температура окружающей среды, 0С;

 – длительно допускаемая  температура проводника, 0С;

– номинальная температура окружающей среды, 0С.

. (92)

По [2] определяем – тепловое состояние проводника к моменту начала КЗ.

 

7.3 Выбор автоматических  выключателей

Автоматический воздушный выключатель предназначен для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при коротких замыканиях, перегрузках, для оперативных включений и отключений электрических цепей напряжение до 1000 В.

Выбор автоматических выключателей производится по:

1) Напряжение установки  ;

2) Условие длительного  нагрева  ;

3) Ток отключения автомата  ;

4) Быстродействующие автоматы  благодаря токоограничивающему  эффекту на электродинамическую  стойкость не проверяются и  по термической стойкости проверяются только селективные автоматы.

Токи нормального и аварийного режимов работы трансформатора ТМ 630/10

 

(93)

=1,4·909=1172,6 А. (94)

 

Выбираем автоматический выключатель CDM1 225L 3п 1250А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 10 – Проверка условий выбора автоматического выключателя на трансформаторе ТМ 630/10

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные CDM1 225L 3п 1250А

 

 

Токи нормального и аварийного режимов работы трансформатора ТМ 630/10

 

(95)

=1,4·577,2=808,08 А. (96)

 

Выбираем автоматический выключатель CDM1 225L 3п 1000А.

 

Таблица 11 – Проверка условий выбора автоматического выключателя на трансформаторе ТМ 400/10

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные CDM1 225L 3п 1000А

 

Токи нормального и аварийного режимов работы трансформатора ТМ 100/10

(97)

=1,4·144,3=202,02 А. (98)

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 12 – Проверка условий выбора автоматического выключателя на трансформаторе ТМ 100/10

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные CDM1 225L 3п 250А

 

 

7.4 Выбор измерительных  трансформаторов тока

На ВН и НН трансформаторы тока встроены в силовые трансформаторы.

Таблица 13 – Расчет нагрузки трансформаторов тока на ВН в цепи силового трансформатора

Прибор	Нагрузка по фазам			Тип
	А	В	С
Амперметр	0,5	0,5	0,5	VDQ96-sw
Ваттметр	0,5		0,5	Д335
Варметр	0,5		0,5	Д335/1
Счетчик активной энергии	0,05		0,05	СЭТ3а-01Т-22–01 – С1
Счетчик реактивной энергии	0,05		0,05	СЭТ3 р-01–24–09
Итого:	1,6		1,6

 

Таблица 14 – Расчет нагрузки трансформаторов тока на НН в цепи силового трансформатора