Курсовая работа (т): Распределительные устройства РУ-110 кВ концевой и ответвительной подстанции

Рис. 1.3. Выключатель вакуумный ВБП-С-10-31,5/1600 УЗ:

1 - выкатная тележка; 2 - рама; 3 - изоляционные тяги; 4 - узел поджатия; 5- токовыводы; 6 - изоляционный каркас; 7 - вакуумная дугогасительная камера (КДВ); 8 - пружинно-моторный привод; 9 - кулачковый вал привода; 10 - кнопка отключения; 11 - блок защелок; 12 - блок сигнализации; 13 - отключающая пружина; 14 - буфер; 15 - вал выключателя; 16 - индукционно-динамическое устройство управления (ИДУУ)

Отключение производится кнопкой отключения 10, которая выбивает удерживающую защелку, а отключающая пружина 13 через систему рычагов возвращает подвижный контакт камеры в отключенное состояние. Управление выключателем может осуществляться вручную или дистанционно. Рассмотренный выключатель может отключать и включать ток КЗ 31,5 кА, полное время отключения 0,04 с, время включения 0,03 с. Коммутационный ресурс: число циклов В - t_n- О номинального тока равно 30000, число циклов В и О тока отключения - 50. Срок службы до среднего ремонта составляет 15 лет.

Выключатель ВВП - быстродействующий, устанавливается в ячейках КРУ секционных и на вводах в совокупности с быстродействующим АВР и служит для замены маломасляных выключателей, отслуживших свой срок в ячейках КРУ: К-XII, K-XIII, K-XXVI, К-37, КВЭ, КВС и КСО всех типов.

1.1.3 Выключатель вакуумный ВВ-TEL-10-1000

Для этих же целей освоен выпуск выключателей вакуумных ВВ-TEL производственным объединением «Таврида-электрик». На рис. 4.46 показан разрез по одному полюсу и общий вид вакуумного выключателя BB-TEL-10/1000. Выключатель состоит из трех полюсов на одном основании (см. рис. 4.46, а). Якори 8 приводных электромагнитов соединены между собой валом 11.

В разомкнутом положении контакты выключателя удерживаются отключающей пружиной 9 через тяговый изолятор 5. При подаче сигнала «Вкл» подается питание в катушку электромагнита 10; якорь 8, сжимая отключающую пружину, перемещается вверх вместе стяговым изолятором и подвижным контактом 3, который замыкается. В это время кольцевой магнит 7 запасает магнитную энергию, необходимую для удержания выключателя во включенном положении, а катушка 10 постепенно обесточивается, после чего привод оказывается подготовленным к операции отключения.

Во включенном положении выключатель удерживается силой магнитного притяжения якоря 8 к кольцевому магниту 7 так называемой «магнитной защелкой», при этом энергии из внешней цепи не потребляется.

При подаче сигнала «Откл» блок управления подает импульс противоположного направления в катушку 10, размагничивая магнит и снимая привод с магнитной защелки. Под действием пру-

Выключатели данной серии применяются для замены выключателей в ячейках КРУ, а также для вновь разрабатываемых камер КСО и КРН.

Вакуумные выключатели напряжением 110 кВ в каждом полюсе имеют четыре последовательно соединенные дугогасительные камеры КДВ, установленные на опорных изоляторах. Для равномерного распределения напряжения по разрывам применяются емкостные делители напряжения. Электромагнитный привод обеспечивает дистанционное управление выключателем.

Вакуумные выключатели устанавливаются для управления трансформаторами сталеплавильных печей, тяговых подстанций, насосных, на мощных экскаваторах. Отключение мощных синхронных двигателей вызывает срез тока при быстром разрыве цепи, отключение малых индуктивных токов может привести к перенапряжению, поэтому вакуумные выключатели снабжаются встроенными ограничителями перенапряжений или предусматривается установка ОПН (ограничитель перенапряжения).

Для замены выключателей, выработавших коммутационный ресурс, фирма АББ поставляет вакуумный выключатель VM2GT, который может устанавливаться на выкатных тележках КРУ (К-104, КМВ, КРУ2-10, K-XIII).

Достоинства вакуумных выключателей: простота конструкции, высокая степень надежности, высокая коммутационная износостойкость, малые размеры, пожаро- и взрывобезопасность, отсутствие загрязнения окружающей среды, малые эксплуатационные расходы.

Недостатки вакуумных выключателей: сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения, возможность коммутационных перенапряжений.

1.1.4 Выбор автоматических выключателей

Выбор высоковольтных выключателей производится по конструктивному выполнению и месту установки (наружная или внутренняя), по номинальным напряжению и току согласно условиям

Выбранный выключатель проверяется по току КЗ на динамическую стойкость:

по предельному периодическому току КЗ

Где I _пр.с - эффективное значение периодической составляющей предельного сквозного тока КЗ по каталогу, кА;

I _к - ток трехфазного КЗ

По ударному току

Где i пр.с - амплитудное значение предельного сквозного тока КЗ по каталогу, кА;

i у - ударный ток КЗ, кА; на термическую стойкость

Где I _т - предельный ток термической стойкости по каталогу, кА;

t_T - время протекания тока термической стойкости по каталогу, с (t_T = 3; 4; 5; 8 с);

В_к -тепловой импульс тока КЗ, кА² ∙ с.

Выбранный выключатель проверяется также по отключающей способности:

Где I ном. откл - номинальный ток отключения выключателя по каталогу, кА;

I _к - ток трехфазного КЗ, кА;

по полному току отключения

Где βном - номинальное относительное значение апериодической составляющей в отключаемом токе (определяется по кривой рис.1.4.)

i_at - апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя, кА.

Рис. 1.5. Зависимость относительной апериодической составляющей тока КЗ от времени.

Выбор разъединителей, выключателей нагрузки, отделителей производится по конструктивному выполнению, количеству заземляющих ножей и месту установки (наружная или внутренняя), по номинальному напряжению и току согласно условию (1.5).

Короткозамыкатели не имеют номинального тока, так как нормально они отключены, и выбираются по тем же условиям, что и другие коммутационные аппараты, исключая выбор относительной номинальному току. Выберем и проверим коммутационные аппараты РУ-1 Ю кВ при максимальном рабочем токе 800 А. Время отключения КЗ принимается 0,7 с.

Выбор и проверка аппаратуры сведены в табл.1.1.

Таблица 1.1. Выбор и проверка аппаратов РУ-110 кВ

Расчет  для:

МКП- 110М

РНДЗ- 2- 110/1000  

ОД-110/1000

КЗ- 110

2. Расчет мощности электрической подстанции

.1 Выбор трансформаторов, расчёт мощности и максимальных рабочих токов подстанции

От подстанции питаются потребители со следующими данными:

_уст1 = 8500 кВт; _с1 = 0,21; ₁ = 0,93;

_уст2 =3300 кВт; _с2 = 0,29; ₂ = 0,92.

Данное задание выполняем согласно схемы представленной на рис. 2.1.

Рис.2.1. Схема двухтрансформаторной подстанции с первичным напряжением 35 кВ.

Порядок расчёта:

.     Расчет максимальных активных мощностей потребителей:

P_макс = P_уст × K_с , (2.1)

где P_уст - установленная мощность потребителя, кВт; K_с - коэффициент спроса, учитывающий режим работы потребителя, загрузку и КПД оборудования, одновременность его включения.

_макс1 = 8500 × 0,22 = 1870 кВт;

_макс2 = 3300 × 0,27 = 891 кВт;

_макс = 1870 + 891 = 2761 кВт.

2.   Расчет максимальных реактивных мощностей потребителей:

_макс =_макс × , (2.2)

где  определяется по заданному

_макс1 = 1870 × 0,394 = 736 квар;

_макс2 = 891 × 0,424 = 377 квар;

_макс = 736 + 377 =1113 квар.

3.   Максимальная полная мощность всех потребителей:

_макс = K_р.м(1+), (2.3)

где K_р.м - коэффициент разновременности максимумов нагрузок проектируемой подстанции;

P_пост - постоянные потери, принимаемые 1...2%; P_пер - переменные потери, принимаемые 5... 8%.

_макс = 0,92(1+) = 2833 кВ.

4.   Расчет мощности трансформатора:

S_ном.т ≥ , (2.4)

где 1,4 - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора; n - количество устанавливаемых трансформаторов.

S_ном.т ≥  = 2024 кВ

По результатам расчёта выбирается трансформатор типа ТМН - 2500/35.

5.   Мощность тупиковой подстанции, питающейся транзитом от шин проектируемой:

S_тп = n × S_ном.т, (2.5)

где n - число трансформаторов; S_ном.т - номинальная мощность выбранных трансформаторов.

S_тп = 2 × 2500 = 5000 кВ·А.

6.   Мощность проектируемой подстанции с учетом транзита:

S_тп = (n × S_ном.т + _транз)K”_р, (2.6)

где _транз - суммарная мощность подстанций, питающихся транзитом через РУ проектируемой; К”_р - коэффициент разновременности максимумов нагрузок проектируемой и смежных подстанций, питающихся транзитом через РУ проектируемой, принимаемый 0,6...0,8.

S_тп = (2 × 2500 + 6000) × 0,8 = 8800 кВ·А.

7.   Максимальные рабочие токи сборных шин и присоединений подстанции.

Вводы подстанций:

I_{раб.макс} = , (2.7)

где K_пр - коэффициент перспективы развития подстанций и потребителей, равный 1,3;

S_тп - максимальная полная мощность трансформаторной подстанции, кВ·А; U_ном - номинальное напряжение на вводах, сборных шинах подстанций и потребителей, кВ.

I_{раб.макс} =  = 188 А.

Сборные шины РУ-35кВ:

I_{раб.макс} = , (2.8)

где K_р.н - коэффициент распределения нагрузки на шинах распре-делительного устройства, равный 0,5 ... 0,7.

I_{раб.макс} =  = 113 А.

Первичная обмотка трансформатора:

I_{раб.макс} = , (2.9)

где K_пер - коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов, равный 1,5; S_ном.т - номинальная мощность трансформатора, кВ·А; U_ном1 - номинальное первичное напряжение трансформатора, кВ.

I_{раб.макс} =  = 62 А.

Вторичная обмотка трансформатора: