Реконструкция электроснабжения села

 

4.4 Выбор  коммутационной аппаратуры (КА) на  ПС «Фрунзе» 35/10 Кв

 

4.4.1 Выбор  коммутационной аппаратуры на  стороне 35 кВ ПС «Фрунзе»

На стороне 35 кВ выбираем комплектную трансформаторную подстанцию (КТП) блочную марки КТПБР–М–35/10–5АН–2х4000–Б–I–95–У1 Ровенского завода высоковольтной аппаратуры. Такая подстанция предназначена для электроснабжения промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных потребителей. Схема электрических соединений и план-разрез комплектной ПС 35/10 кВ находятся в приложениях.

Коммутационная аппаратура на стороне 35 кВ выбирается по следующим условиям [18]:

по номинальному напряжению:

 

, (4.7)

 

где – номинальные напряжения электрической установки и где предполагается установка КА, кВ;

 – номинальное напряжение  КА, кВ;

2) по рабочему току:

 

, (4.8)

 

где – номинальный ток КА, А;

 – максимальный рабочий ток,  который может протекать через  КА, А;

3) по конструктивному исполнению;

4) по динамической устойчивости:

 

, (4.9)

 

где – ток динамической устойчивости КА, кА;

 – расчетный ударный ток  при трехфазном КЗ, кА.

5) по термической устойчивости:

 

, (4.10)

 

где – тепловой импульс тока КЗ, (формула 4.6);

 – ток термической стойкости  из справочника, кА;

 – допустимое время действия  тока термической стойкости, с.

Выбираем разъединитель РДЗ-35/1000УХЛ1 [20]. Проверяем его по условиям 4.7–4.10.

1) по номинальному напряжению:

 кВ, кВ, следовательно .

Условие выполняется.

2) по рабочему току:

 А,  А, следовательно .

Условие выполняется.

3) по конструктивному исполнению  разъединитель наружной установки;

4) по динамической устойчивости:

 кА, кА, .

Условие выполняется.

5) по термической устойчивости:

 

 кА2∙с, кА2∙с.

 

Получаем что  . Следовательно условие выполняется.

Выбираем выключатель  вакуумный наружной установки ВБЗП-35-20/1000У1 [21]. Выключатели проверяются аналогично разъединителям и дополнительно выбираются по следующему условию:

– коммутационной способности  на семеричный ток:

 

, (4.11)

 

где – действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени после начала расхождения дугогасильных контактов выключателя;

 – номинальный ток при КЗ, который способен выключить выключатель.

Выбор выключателя сведен в таблицу 4.3. Как видно из этой таблицы выключатель подходит по всем условиям.

Выбираем предохранитель марки ПВТ104-35-100-3,2У1. Предохранители выбираются по следующим условиям:

1) по номинальному  напряжению:

 

.

 

Для выбранного предохранителя кВ, для установки кВ.

Условие выполняется.

2) по рабочему току:

 

.

 

В нашем случае А, А.

3) по роду установки:

предохранитель ПВТ104-35-100-3,2У1 наружной установки.

Условие выполняется.

 

Таблица 4.3 – Выбор выключателя на высокой стороне

Расчетные параметры		Каталожные параметры
1	2	3	4
Наименование	Числовое значение	Наименование	Числовое значение
Номинальное напряжение, кВ	35	Номинальное напряжение, кВ	35
Максимальный рабочий  ток, А	63,94	Номинальный ток, А	1000
Ударный ток КЗ, кА	19,009	Ток динамической стойкости, кА	52
Тепловой импульс тока КЗ, А2∙с	96,774	Тепловой импульс тока термической стойкости, А2∙с	1200
Периодическая составляющая тока КЗ, кА	12,7	Номинальный ток отключения, кА	20

 

Произведем выбор шины на стороне 35 кВ. Согласно [15] сборные шины не выбираются по экономической плотности тока. Поэтому выбор будем производить по минимально допустимому сечению, по номинальному току и по условию динамической стойкости. Согласно рекомендациям [12] сборные шины на стороне высокого напряжения ПС 35/10 кВ выполняют гибкими, и тем же проводом, что и питающую линию.

Питающая линия выполнена проводом марки АС-70 и рабочий ток  в ней равен 63,94 А. Таким образом принимаем, что шины ОРУ 35 кВ будут изготовлены из провода марки АС-70.

Проверяем выбранную  нами шину по следующим условиям:

1) по длительно допустимому  току:

 

, (4.12)

 

 А,  А. Условие выполняется.

2) на термическую стойкость:

 

, (4.13)

 

 мм2, мм2. Условие выполняется.

3) на динамическую  стойкость:

 

, (4.14)

 МПа

 

МПа, следовательно условие выполняется.

Выбираем маслонаполненные трансформаторы тока марки ТОЛ-35III-УХЛ1 и напряжения марки ЗНОЛЭ-35-У1 [22]. Проверка выбранных трансформаторов тока и напряжения сведены в таблицы 4.4-4.5.

На стороне 35 кВ также  нужно поставить ограничитель перенапряжений (ОПН), который будем выбирать в  соответствии с [25]:

1) Для 35 кВ выбираем  ОПН серии ОПН-ВР/TEL.

2) Так как возможна  не симметрия нагрузки принимаем  .

3) Для этого ограничителя  по таблице из [25] находим допустимое рабочее напряжение равное кВ.

4) Выбираем ОПН марки  ОПН-ВР/TEL-35/40,5-УЧЛ1, предназначенный для внешней установки.

5) При номинальном  разрядном токе равном  кА остаточное напряжение для него составляет кВ.

6) Соответствующий вентильный разрядник III группы обеспечивает остаточное напряжение кВ.

Выбранный ОПН по всем параметрам подходит.

 

Таблица 4.4 – Проверка трансформатора тока

Условие выбора	Параметры сети		Параметры трансформатора тока		Выполнение условия
	Наименование	Числовое значение	Наименование	Числовое значение
	Номинальное напряжение, кВ	35	Номинальное напряжение, кВ	35	Да
	Максимальный рабочий  ток, А	63,94	Номинальный первичный  ток  А	150	Да
	Ударный ток, кА	19,009	Ток электодинамической стойкости, , кА	141	Да
	Тепловой импульс тока КЗ, А2∙с	96,774	Тепловой импульс тока термической стойкости, А2∙с	300	Да
	Номинальная нагрузка сети, Ом	1,17	Номинальная нагрузка вторичной  обмотки трансформатора, Ом	1,2	Да

 

Таблица 4.5 – Проверка трансформатора напряжения

Условие выбора	Параметры сети		Параметры трансформатора тока		Выполнение условия
	Наименование	Числовое значение	Наименование	Числовое значение
	Номинальное напряжение, кВ	35	Номинальное напряжение, кВ	35	Да
	Номинальная мощность сети, В∙А	17	Номинальная мощность в  классе точности, В∙А	600	Да

 

4.4.2 Выбор  коммутационной аппаратуры на  стороне 10 кВ ТП «Фрунзе»

На стороне 10 кВ условия  выбора КА такие же, как для КА на высокой стороне ПС. Дополнительно на низкой стороне выбираем комплектные распределительные устройства (КРУ) [23] и трансформатор собственных нужд (ТСН) [24].

Выбираем комплектное  распределительное устройство марки  КРУ/TEL-10-16/400-1-У2. В состав КРУ включаем выключатель марки ВВ/TEL-10-12,5/630, ТСН маркой ТВП/10/0,1/0,22-225/2250, разъединитель марки РВЗ-10/630-1-УХЛ4, трансформатор тока ТОЛ-10-1У2, трансформатор напряжения марки ЗНОЛ.06-10У3, ограничитель перенапряжения марки ОПН-КР/TEL-10/11,5-УХЛ1.Параметры выбранной аппаратуры приведены в таблицах 4.6–4.10. Из таблиц видно, что по всем проверкам выбранная аппаратура подходит.

 

Таблица 4.6 – Параметры  КРУ/ТЕL-10-16/400-1-У2

Наименование параметра	Числовое значение
Номинальное напряжение, кВ	10
Номинальный ток главных  цепей, А	400
Ток термической стойкости протекающий в течении 3 с, кА	16
Номинальный ток электродинамической стойкости, кА	41,0

 

Таблица 4.7 – Параметры  разъединителя марки РВЗ-10/630-1-УХЛ4

Наименование параметра	Числовое значение
Номинальное напряжение, кВ	10
Номинальный ток, А	630
Ток термической стойкости  протекающий в течении 3 с, кА	20
Номинальный ток электродинамической стойкости, кА	51,0

 

Таблица 4.8 – Параметры  выключателя ВВ/TEL-10-12,5/630

Расчетные параметры		Каталожные параметры
1	2	3	4
Наименование	Числовое значение	Наименование	Числовое значение
Номинальное напряжение, кВ	10	Номинальное напряжение, кВ	10
Максимальный рабочий  ток, А	106,9	Номинальный ток, А	630
Ударный ток КЗ, кА	17,296	Ток динамической стойкости, кА	32
Тепловой импульс тока КЗ, А2∙с	362,91	Тепловой импульс тока термической стойкости, А2∙с	468,75
Периодическая составляющая тока КЗ, кА	6,119	Номинальный ток отключения, кА	12,5

 

ТСН имеет следующие  параметры:

– номинальное напряжение: 10 кВ;

– номинальные вторичные  линейные напряжения соответствующих обмоток: 100/220 В;

– класс точности по напряжению 100 В: 0,5;

– мощность стовольтовой обмотки в классе точности 0,5: 225 В∙А;

– мощность максимальной обмотки напряжением 220 В: 2250 В∙А.

 

Таблица 4.9 – Параметры трансформатора тока ТОЛ-10-1У2

Наименование параметра	Числовое значение
1	2
Номинальное напряжение, кВ	10
Номинальный ток, А	150
Ток термической стойкости  протекающий в течении 1 с, кА	12,5
Номинальный ток электродинамической стойкости, кА	31,8
Номинальная нагрузка вторичной  обмотки трансформатора, Ом	4

 

 

Таблица 4.10 – Параметры трансформатор напряжения марки ЗНОЛ.06-10У3

Наименование параметра	Числовое значение
Номинальное напряжение, кВ	10
Номинальная мощность в  классе точности, В∙А	300