Оборудование напряжения подстанции

Размещено на http:\\www.allbest.ru\

25

Филиал Государственного Общеобразовательного Учреждения Высшего Профессионального Образования

“МОСКОВСКОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА (технического университета)” в г. Смоленске

кафедра ЭЭС

Лабораторная работа

по «Электроэнергетике»

Преподаватель: Марков В. С.

Группа: Э-00

Вариант: 49

Студент: Иванов А.С.

Смоленск 2003 г.

Задание

Выбрать оборудование РУ высшего, среднего и низшего напряжения подстанции:

а) высоковольтные выключатели;

б) разъединители (в РУ ВН и СН);

в) трансформаторы тока;

г) трансформаторы напряжения(в РУ СН и НН);

Размещено на http:\\www.allbest.ru\

25

Табл.1. Исходные данные

№ схемы	UНОМ, кВ	SНОМ.АТ МВА	SНН.МАХ, МВА	SЛЭП..МАХ РУ НН, МВА	Число ячеек ЛЭП, подкл. к РУ	IПО, кА	Та, с	Трз рунн, с
4	ВН - 220 СН - 35 НН -10	40	25	3.5	СН - 5 НН - 10	ВН - 25 СН - 21 НН - 23	0.034 0.025 0.061	1.2

1. Выбор выключателей

1.1 Выбор выключателей в РУ ВН (цепь I).

Номинальное напряжение

U_НОМ=220 кВ

Ток максимального режима

Выбираем элегазовый выключатель ВГК-220

U_НОМ=220 кВ

I_НОМ=3,150 кА

I_ОТКЛ=31.5кА

?_НОМ=50%

i_ДИН=102 кА

I_ДИН=31.5 кА

I_{НОМ_ВКЛ}=31.5 кА

I_{ТЕРМ_СТ}=31.5 кА

t_{ТЕРМ_СТ}=3 c

t_ОТКЛ=0,05 c

t_{СОБС_ОТКЛ}=0,025 c

Проверка выключателя:

1) по напряжению

U_НОМ?U_{НОМ_УСТ} 220 кВ=220 кВ

2) по длительному току

I_НОМ?I_{РАБ_МАХ} 3,150 кA> 0,147 кA

3) по отключающей способности

условие отключения симметричного тока

I_ОТКЛ?I_{П_?} (I_ПО) 31,5 кA>25 кA

условие отключения асимметричного тока

i_{А_НОМ}? i_{а_?}

i_{А_НОМ}=

?=0,01+t_{СОБС_ОТКЛ}=0,01+0,025=0,035 с

i_{а_?}=

22,274 кА>12,622 кА

4) по включающей способности

I_ВКЛ?I_ПО 31,5 кA> 25 кA

5) по динамической стойкости

I_ДИН? I_ПО 31,5 кА ? 25 кА

=

i_ДИН? iуд 102 кA?61,702 кA

6) по термической стойкости

I²_ТЕРМ t_ТЕРМ? B_K

2976.75 >133,75

1.2 Выбор выключателей в РУ CН (цепь V)

Номинальное напряжение

U_НОМ=35 кВ

Ток максимального режима

Выбираем вакуумный выключатель ВБС-35III-25/1600 УХЛ1

U_НОМ=35 кВ

I_НОМ=1600 А

I_ОТКЛ=25 кА

i_ДИН=64 кА

I_ВКЛ=25 кА

I_ДИН=25 кА

I_{ТЕРМ_СТ}=25 кА

t_{ТЕРМ_СТ}=3 c

t_ОТКЛ=0,06 c

t_{СОБС_ОТКЛ}=0,04c

?_НОМ=30%

Выключатель изготавливается совместно с трансформатором тока ТОЛ-35-III-II-1 УХЛ1

Проверка выключателя:

1) по напряжению

U_НОМ? U_{НОМ_УСТ} 35 кВ =35кВ

2) по длительному току

I_НОМ?I_{РАБ_МАХ} 1,600 кA>0,511кA

3) по отключающей способности

условие отключения симметричного тока

I_ОТКЛ?I_{П_?} (I_ПО) 25 кA>21 кA

условие отключения асимметричного тока

i_{А_НОМ}? i_{а_?}

i_{А_НОМ}=

?=0,01+t_{СОБС_ОТКЛ}=0,01+0,04=0,05 с

i_{а_?}=

10,575 кА>4,019 кА

4) по включающей способности

I_ВКЛ?I_ПО 25 кA>21 кA

5) по динамической стойкости

I_ДИН? I_ПО 25 кА?21 кА

=

i_ДИН? iуд 64кА ? 49,606кА

6) по термической стойкости

I²_ТЕРМ t_ТЕРМ? B_K

1875>257,985

1.3 Выбор выключателя в РУ НН (цепь II)

Номинальное напряжение

U_НОМ=10 кВ

Ток максимального режима НН



Выбираем элегазовый выключатель HD4/C-12

(Каталог элегазовых выключателей типа HD4_cat_total)

U_НОМ=12 кВ

I_НОМ=1,6 кА

I_ОТКЛ=31.5 кА

i_ДИН=80 кА

I_ДИН=31.5 кА

?_НОМ=30%

I_ВКЛ=31.5 кА

I_{ТЕРМ_СТ}=31.5 кА

t_{ТЕРМ_СТ}=3 c

t_{СОБС_ОТКЛ} =0,04

t_ОТКЛ=0,06 c

Проверка выключателя:

1) по напряжению

U_НОМ? U_{НОМ_УСТ} 12 кВ >10 кВ

2) по длительному току

I_НОМ?I_{РАБ_МАХ} 1,6 кA > 1,443 кA

3) по отключающей способности

условие отключения симметричного тока

I_ОТКЛ?I_{П_?} (I_ПО) 31.5 кA > 23 кA

условие отключения асимметричного тока

i_{А_НОМ}? i_{а_?}

i_{А_НОМ}=

?=0,01+t_{СОБС_ОТКЛ}=0,01+0,048=0,058 с

i_{а_?}=

13,364 кА>12,569 кА

4) по включающей способности

I_ВКЛ?I_ПО 31.5 кA > 23 кA

5) по динамической стойкости

I_ДИН? I_ПО 31.5 кА ? 23 кА

=

i_ДИН? iуд 80кА ? 60,136кА

6) по термической стойкости

I²_ТЕРМ t_ТЕРМ? B_K

2976.75 > 963,309

1.4 Выбор секционного выключателя в РУ НН (цепь IV)

Номинальное напряжение

U_НОМ=10 кВ

Ток максимального режима секционного выключателя

Выбираем элегазовый выключатель HD4 12 но на I_НОМ=1250 А

Номинальные данные и общий вид смотри пункт 1.3

Проверка выключателя:

1) по напряжению

U_НОМ? U_{НОМ_УСТ} 12 кВ >10 кВ

2) по длительному току

I_НОМ?I_{РАБ_МАХ} 1,25 кA > 0,722 кA

3) по отключающей способности

условие отключения симметричного тока

I_ОТКЛ?I_{П_?} (I_ПО) 31.5 кA > 23 кA

условие отключения асимметричного тока

i_{А_НОМ}? i_{а_?}

i_{А_НОМ}=

?=0,01+t_{СОБС_ОТКЛ}=0,01+0,048=0,058 с

i_{а_?}=

13,364 кА>12,569 кА

4) по включающей способности

I_ВКЛ?I_ПО 31.5 кA > 23 кA

5) по динамической стойкости

I_ДИН? I_ПО 31.5 кА ? 23 кА

=

i_ДИН? iуд 80кА ? 60,136кА

6) по термической стойкости

I²_ТЕРМ t_ТЕРМ? B_K

2976.75 > 963,309

1.5 Выбор выключателя в цепи III РУ НН

Номинальное напряжение

U_НОМ=10 кВ

Ток максимального режима секционного выключателя

1.6 Выбираем элегазовый выключатель HD4 12 но на I_НОМ=630 А

Номинальные данные и общий вид смотри пункт 1.3

Проверка выключателя:

1) по напряжению

U_НОМ? U_{НОМ_УСТ} 12 кВ >10 кВ

2) по длительному току

I_НОМ?I_{РАБ_МАХ} 0,63 кA > 0,202 кA

3) по отключающей способности

условие отключения симметричного тока

I_ОТКЛ?I_{П_?} (I_ПО) 31.5 кA > 23 кA

условие отключения асимметричного тока

i_{А_НОМ}? i_{а_?}

i_{А_НОМ}=

?=0,01+t_{СОБС_ОТКЛ}=0,01+0,048=0,058 с

i_{а_?}=

13,364 кА>12,569 кА

4) по включающей способности

I_ВКЛ?I_ПО 31.5 кA > 23 кA

5) по динамической стойкости

I_ДИН? I_ПО 31.5 кА ? 23 кА

=

i_ДИН? iуд 80кА ? 60,136кА

6) по термической стойкости

I²_ТЕРМ t_ТЕРМ? B_K

2976.75 > 963,309

2. Выбор разъединителей

2.1 Выбор разъединителей в РУ ВН (цепь I).

Номинальное напряжение

U_НОМ=220 кВ

Ток максимального режима

Выбираем разъединитель РДЗ-220/1000

U_НОМ=220 кВ

I_НОМ=1000 А

i_ДИН=100 кА

I_ТЕРМ=40 кА

I_ДИН=40 кА

t_{ТЕРМ_СТ}=3 c

t_{ТЕРМ_СТ}=2 c

t_ОТКЛ=0,05 c

Проверка разъединителя:

1) по напряжению

U_НОМ ? U_{НОМ_УСТ} 220 кВ=220 кВ

2) по длительному току

I_НОМ ?I_{РАБ_МАХ} 1,0 кA>0,147 кA

3) по динамической стойкости

I_ДИН ? I_ПО 40 кА ? 25 кА

=

i_ДИН ? iуд 100 кA ? 61,702 кA

4) по термической стойкости

I²_ТЕРМ t_ТЕРМ ? B_K

3200 > 52,5

2.2 Выбор разъединителей в РУ СН (цепь V).

Номинальное напряжение

U_НОМ=35 кВ

Ток максимального режима

Выбираем подвесной разъединитель РДЗ-35

U_НОМ=35 кВ

I_НОМ=1,0 кА

I_ОТКЛ=25 кА

i_ДИН=63кА

I_ВКЛ=25 кА

I_ДИН=25 кА

I_{ТЕРМ_СТ}=25 кА

t_{ТЕРМ_СТ}=1 c

t_ОТКЛ=0,055 c

Проверка разъединителя

1) по напряжению

U_НОМ ? U_{НОМ_УСТ} 35 кВ = 35кВ

2) по длительному току

I_НОМ ?I_{РАБ_МАХ} 1,0 кA > 0,511кA

3) по динамической стойкости

I_ДИН ? I_ПО 25 кА ? 21 кА

=

i_ДИН? iуд 63кА ? 49,606кА

4) по термической стойкости

I²_ТЕРМ t_ТЕРМ ? B_K

625>35,28

3. Выбор трансформаторов тока

3.1 Выбор трансформаторов тока на стороне ВН трансформаторов Т1 (цепь I)

Ток максимального режима

Приборы, подключённые к трансформатору Табл.1

Табл.1

Приборы	S,МВА	Тип
	А	В	С
Амперметр	0,5	-	-	Э-335

Выбираем трансформатор типа ТОГ 220 - II - I У1

U_НОМ=220 кВ

I_1НОМ=300 А

I_2НОМ=5 А

Z_2НОМ=1,2 Ом(в классе точности 0.5)

I_ДИН=161 кА

I_ТЕРМ=63кА

t_ТЕРМ=3 c

Проверка трансформатора

1). По напряжению

U_НОМ? U_{НОМ_УСТ} 220 кВ = 220 кВ

2). По току

I_НОМ?I_{РАБ_МАХ} 300 A>147 A

3). По термической стойкости

I²_ТЕРМ t_ТЕРМ?В

В=52,65 63²•3=11907 кA²•c > 52,65 кA²•c

4). По нагрузке в данном классе точности к данному ТТ присоединяется только амперметр на медных (?=0,0175 Ом•мм²/м) проводах сечением 2,5мм² и длиной 100 м

l_РАСЧ=100 м

R_ПРИБ= S_ПРИБ / I₂ ²=0,5/25=0,02 Ом

Z₂=R_ПРИБ+ R_ПРОВ+ R_КОНТ= Ом

Z₂< Z_2НОМ 0,4 Ом < 1,2 Ом

5). По динамической стойкости

=37,02 кА 161 кА >37,02 кА

3.2 Выбор трансформаторов тока на отходящих линиях РУ СН (цепь VI)

Ток максимального режима

Табл.2. Приборы, подключённые к трансформатору

Приборы	S,МВА	Тип
	А	В	С
Амперметр	0,5	0,5	0,5	Э-335
Ваттметр	0,5	-	0,5	Д-335
Варметр	0,5	-	0,5	Д-335
Счётчик активной энергии	2,5	-	2,5	СА3-4681
Счётчик реактивной энергии	2,5	-	2,5	СР4-Н676
Фиксатор импульсного действия	3	-	3	ФНП
Итого:	9,5	0,5	9,5

Выбираем трансформатор типа ТФЗМ 35 Б-1 У1

U_НОМ=35кВ

I_1НОМ=300 А

I_2НОМ=5 А

Z_2НОМ=1,2 Ом (в классе точности 0.5)

I_ТЕРМ=15 кА

t_ТЕРМ=3 c

i_ДИН=63 кА

Проверка трансформатора

1). По напряжению

U_НОМ? U_{НОМ_УСТ} 35 кВ = 35 кВ

2). По току

I_НОМ?I_{РАБ_МАХ} 300 A>205 A

3). По термической стойкости

I²_ТЕРМ t_ТЕРМ?В

15²•3=675 кA²•c > 257,985 кA²•c

4). По нагрузке в данном классе точности к данному ТТ присоединяется амперметр, счётчики активной и реактивной энергии, ваттметр, варметр и ФИП на медных(?=0,0175 Ом•мм²/м) проводах сечением 2,5мм² и длиной 60 м, l_РАСЧ=60 м

R_ПРИБ= S_ПРИБ / I₂ ²=9,5/25=0,38 Ом

Z₂=R_ПРИБ+ R_ПРОВ+ R_КОНТ=0.38+0.0175*60/2.5²+0.1=0,648Ом

Z₂ < Z_2НОМ

0,648 Ом< 1,2 Ом

5). По динамической стойкости

=

63 кА >кА

3. Выбор трансформаторов тока на стороне НН Т1 (цепь II).

Ток максимального режима НН

Табл.3. Приборы, подключённые к трансформатору.

Приборы	S,МВА	Тип
	А	В	С
Амперметр	0,5	0,5	0,5	Э-335
Ваттметр	0,5	-	0,5	Д-335
Варметр	0,5	-	0,5	Д-335
Итого:	1,5	0,5	1,5

Выбираем трансформатор типа ТШЛ10-У3 (Учебник Б.Н. Неклепаева и И.П. Крючкова (стр. 298))

U_НОМ=10 кВ

I_1НОМ=2000 А

I_2НОМ=5 А

i_ДИН= 81 кА

I_ТЕРМ=31,5 кА

t_ТЕРМ=3 с

Z_2НОМ=0,8 Ом (в классе точности 0.5)

Проверка трансформатора

1). По напряжению

U_НОМ? U_{НОМ_УСТ} 10 кВ =10 кВ

2). По току

I_НОМ?I_{РАБ_МАХ} 2000 A>1443 A

3). По термической стойкости

I²_ТЕРМ t_ТЕРМ?В

31,5²•3= 2977 кA²•c > кA²•c

4). По нагрузке в данном классе точности к данному ТТ присоединяется амперметр, ваттметр и варметр на медных(?=0,0175 Ом•мм²/м) проводах сечением 2,5мм² и длиной 40 м

R_ПРИБ= S_ПРИБ / I₂ ²=1,5/25=0,06 Ом

Z₂=R_ПРИБ+ R_ПРОВ+ R_КОНТ=0,272 Ом

Z₂ < Z_2НОМ

0,272 Ом< 0,8 Ом

5). По динамической стойкости

=кА 81 кА >кА

4. Выбор трансформаторов напряжения

4.1 Выбор трансформатора напряжения на CН

Табл. 1Приборы, подключаемые к трансформатору напряжения

Наименование ИП	Тип ИП	Количество обмоток напряжения	cos?/sin?	Количество приборов	РПРИБ	QПРИБ	Мощность обмотки ИП, ВА
Вольтметр	Э-335	1	1/0	2	4	-	2
Ваттметр	Д-335	2	1/0	3	9	-	1,5
Варметр	Д-335	2	1/0	3	9	-	1,5
Счётчик активной энергии	САЗ-Н681	2	0,38/0,925	3	12	30	2 Вт
Счётчик реактивной энергии	СР4-И689	2	0,38/0,925	3	18	43,82	3 Вт
Фиксатор импульсного действия	ФИП	2	1/0	3	18	-	3 Вт
ИТОГО:					70	73,82

Устанавливаем трёхфазный трансформатор напряжения типа НАМИ-35 УХЛ1 (Раменский каталог (стр. 12), который имеет в классе точности 0,5 номинальную мощность 360 ВА

Вторичная нагрузка:

S₂==101,73 ВА

1) U_НОМU_{НОМ.УСТ}

35 кВ = 35 кВ

2) S_2НОМS₂ 360 ВА > 101.73 ВА

3.2 Выбор трансформатора напряжения на НН

Табл. 2. Приборы, подключаемые к трансформатору напряжения.

Наименование ИП	Тип ИП	Количество обмоток напряжения	cos?/sin?	Количество приборов	РПРИБ	QПРИБ	Мощность обмотки ИП, ВА
Вольтметр	Э-335	1	1/0	2	2	-	2
Ваттметр	Д-335	2	1/0	5	15	-	1,5
Варметр	Д-335	2	1/0	5	15	-	1,5
Счётчик активной энергии	САЗ-Н681	2	0,38/0,925	5	20	48,68	2 Вт
Счётчик реактивной энергии	СР4-И689	2	0,38/0,925	5	30	73,03	3 Вт
ИТОГО:					82	121,71

Устанавливаем трёхфазный трансформатор напряжения типа НАМИ-10-95 УХЛ2 (Раменский каталог (стр. 14)), который имеет в классе точности 0,5 номинальную мощность 200 ВА

Вторичная нагрузка:

S₂==146,76 ВА

3) U_НОМU_{НОМ.УСТ}

10 кВ = 10 кВ

4) S_2НОМS₂ 200 ВА > 146,76 ВА

Литература

1. Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для ВУЗов.4-е издание-М.: Энергоатомиздат, 1989.

2. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения, под ред. И.А. Баумштейна и М.В. Хомякова.-2-е издание-М.: Энергоатомиздат, 1981.

3. Правила устройства электроустановок -6 изд. -М.: Энергоатомиздат, 1985.

4. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. -3-е издание. -М.: энергия, 1987.

5. Электронные источники

Размещено на allbest.ru