Расчет электрических нагрузок (стр. 4 )

  Трансформаторная подстанция  имеет 3 основных элемента: РУ высшего напряжения, трансформатор, РУ низшего напряжения.

РУ высшего напряжения примем закрытой, т. к. для открытых распредустройств требуется более дорогое оборудование. ЗРУ укомплектовано ячейками внутренней установки КРУ. Каждую отходящую от сборных шин РУ линию подключают к шинам через ячейку. В ячейку входят выключатель, разъединители и трансформаторы тока. Все оборудование ячейки комплектуется в шкафу. Применим ячейки типов КРУ. В них выключатель не закреплен стационарно, а установлен на тележке, что очень удобно при обслуживании и ремонте: тележку на это время можно выкатить из шкафа и доставить в мастерскую.

Для комплектации распределительных устройств на напряжение 380/220 В трехфазного переменного тока частотой 50Гц с глухозаземленной нейтралью будем применять распределительные панели типа ЩО – 70. Их используют при изготовлении щитов, предназначенных для приема электроэнергии и защиты отходящих линий от перегрузок и токов короткого замыкания.

Сначала выберем аппараты РУВН – ячейки КРУ.

Ячейка КРУ выбирается по номинальному напряжению Uном и току номинальному Iнорм – наибольшему току нормального режима и максимальному Iмах – наибольшему току ремонтного или послеаварийного режима:

Uном=10 кВ, номинальный ток при двухтрансформаторной подстанции определяется

где - номинальная мощность трансформатора, кВА.

Наибольший ток послеаварийного режима

Выбираем оборудование, исходя из следующих условий

- по напряжению установки

- по длительному току

по отключающей способности

  - по электродинамической стойкости

  - по термической стойкости

По максимальному току выбираем КРУ типа КРУ-2-6 Э  с  масляным выключателем ВМП – 10; Iн = 630 А, Uн = 10 кВ с электромагнитным приводом ПЭ-10к. Рассчитаем тепловой импульс

где tп – время протекания тока КЗ

Сравнение каталожных и расчетных величин приведены в таблице 6.  Таблица 6. Выбор ячейки КРУ.

Параметр	Расчетные величины	Каталожные данные
Номинальное напряжение Uном, кВ	10	10
Максимальный ток Iмах, А	32,37	630
Отключающая способность Iотк, кА	0,11	20
Электродинамическая стойкость iу, кА	0,155	52
Термическая стойкость Вн, кА2·с	0,0061	1960

Выберем выключатель нагрузки. Включатель нагрузки – коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включеиня токов нагрузки в нормальном режиме. Их выбирают также как и выключатели в КРУ – по максимальному току Imax, по номинальному напряжению, электродинамической и термической стойкости. Выбираем выключатель типа ВН – 10/400 – 163 – У3 с приводом ПРК – 10Б: ВН – выключатель нагрузки, 10 – номинальное напряжение 10 кВ, 400 – номинальный ток, 16 – номинальное значение периодической составляющей сквозного тока короткого замыкания, кА; цифра 3 внизу – заземляющие ножи снизу.

Сравнение его каталожных данных с расчетными данными в таблице 7.  Таблица 7. Выбор выключателей нагрузки.

Параметр	Расчетные величины	Каталожные величины
Номинальное напряжение Uном, кВ	10	10
Максимальный ток Imax, А	32,37	400
Электродинамическая стойкость iy, кА	0,155	41
Термическая стойкость BH, кА2·с	0,0061	256

Выберем высоковольтный предохранитель. Предохранитель – это коммутационный аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.  Он выбирается по напряжению, по длительному току, по отключающей способности. Выбираем предохранитель типа ПКТ101 – 10 – 101 – 31.5У3. Его данные и сравнение с расчетными-в таблице 8.

Таблица 8. Выбор высоковольтного предохранителя 

Параметр	Расчетные величины	Каталожные величины
Номинальное напряжение Uном, кВ	10	10
Длительный  ток Iнорм, А	16,18	20
Электродинамическая стойкость iy, кА	0,155	31,5

Выберем разъединитель. Разъединитель – это коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации цепи без тока. Он создает видимый разрыв цепи для обеспечения безопасного проведения ремонтных работ на оборудовании и токоведущих частях электроустановки.

Разъединители и отделители выбирают по тем же параметрам, что и выключатели, кроме проверки по отключающей способности. Выбираем разъединитель типа РВЗ10/400: РВ - разъединитель внутренней установки, З – с заземляющими ножами, 10 – номинальное напряжение, кВ 400 – номинальный ток, А; и приводом ПР – 10. Его данные – в таблице 9.

Таблица 9. Выбор разъединителей 

Параметр	Расчетные величины	Каталожные величины
Номинальное напряжение Uном, кВ	10	10
Длительный  ток Iнорм, А	16,18	400
Максимальный ток Iном, А	32,37	400
Электродинамическая стойкость iy, кА	0,155	41
Термическая стойкость Вп, кА2·с	0,0061	256

Выбор аппаратов защиты  до 1000 В. Для комплектования распределительных устройств на напряжение 380/220 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с глухозаземленной нейтралью применяют распределительные панели серии ЩО – 70. Их используют при изготовлении щитов, предназначенных для приема электроэнергии и защиты отходящих линий от перегрузок и токов короткого замыкания. К аппаратам защиты относятся плавкие предохранители,  автоматические выключатели и тепловые реле. Наиболее современными являются автоматы серии ВА и АЕ, предохранители серии ПР и ПН, тепловые реле серии РТЛ, встраиваемые в магнитные пускатели. Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и коротких замыканиях в защищаемой линии. Выберем вводный

автоматический выключатель распредустройства SF1.

Найдем максимальный ток в линии

Найдем расчетный ток в линии

Автомат выбираем по номинальному напряжению

по  длительному току

по электродинамической стойкости

Выбираем автомат типа ВА-55-41- 33: 55- номер серии, 41- номинальный ток, 3- число полюсов, 3 – количество расцепителей – полупроводниковый максимальный расцепитель, расцепитель для защиты от перегрузки, от короткого замыкания, тока включения  Iном=1000 А,  Uном=440 В. В таблице 10 сравнительные и каталожные данные автомата.

Таблица 10. Выбор вводного автомата. 

Параметр	Расчетные данные	Каталожные данные
Номинальное напряжение Uном, кВ	0,4	0,44
Номинальный ток автомата Iном, А	404,6	1000
Номинальный ток расцепителя Iрасц, А	809,25	1000
Электродинамическая стойкость iy, кА	0,155	55

Выберем секционный выключатель.

Выбираем выключатель по тем же параметрам, что и вводный выключатель. Выбираем тот же выключатель ВА55 – 41 – 33.