Выбор высоковольтных выключателей и автоматов на подстанциях 10/0,4 кВ и предохранителей на РП

 

Выбор высоковольтных выключателей на стороне низкого напряжения ГПП

 

Схема соединений ГПП на низком напряжении 10 кВ выполнена с высоковольтными выключателями на ВЛ-1. В курсовом проекте произведём выбор высоковольтных выключателей без технико-экономического обоснования.

Высоковольтные выключатели выбираются по номинальному току, номинальному напряжению, по типу, роду установки и проверяют по электродинамической и термической устойчивости и отключающей способности в режиме к.з.

Технические данные выключателей 10 кВ приведены в табл.36 мет. пособия.

Определим расчётный ток:

 

Как видно, он много меньше номинального тока всех ВВ, приведённых в таблице 36. Ударный ток, равный 27,57 кА, также меньше допустимого ударного тока всех высоковольтных выключателей таблицы 36. Учитывая, что данные о стоимости высоковольтных выключателей в табл. 36 не приведены, выбираем вакуумный выключатель ВВЭ-10-20/630У3, который в настоящее время наиболее компактен и удобен в обслуживании.

 

Выбор автоматов и предохранителей в сети 380

 

Проверка их чувствительности.

На всех КЛ и ВЛ 0,38 кВ, отходящих от ТП-10/0,4 кВ, устанавливаются автоматические (автоматы, АВ) и предохранители. Они предназначены для отключения линий при аварийных и ненормальных режимах (короткое замыкание, перегрузки, исчезновение или снижение напряжения), а также для нечастых включений и отключений ВЛ и КЛ (от 2 до 6 часов).

Характеристики выбранных автоматов и предохранителей для фрагмента электрической сети, подлежащих к установке на отходящих от ТП-1 и ТП-2 линиях 0,38 кВ, приведены в таблице 20.

Автоматы выбираются исходя из следующих условий.

1. Номинальное напряжение трансформатора должно быть не ниже номинального напряжения сети. Условие выполняется для всех АВ (табл.20).

2. Номинальный ток автомата и его теплового расцепителя больше расчётного тока. Условие выполняется для всех автоматов.

3. Отключающая способность автоматов где –максимальный ток трёхфазного к.з. сразу за автоматом, т.е. на шинах 0,4 кВ ТП или РП. Условие выполняется для всех автоматов. Для автоматов серии А37 проверка на отключающую способность не проводится.

Проверка автомата на чувствительность для обеспечения селективной работы осуществляются по следующим условиям.

Таблица20.

№ ТП	Sном тр-ра	№ ВЛ (КЛ)	Sрасч, кВА	Iрасч, А	I(3)к, кА	I(2)к, кА	I(1)к, кА	Тип автомата (предохр.)	Iном, А	Номинальный ток теплового расцепителя, А	Уставка тока мгновенного срабатывания электромагн. Расцепителя, А	Предельно откл. ток, кА
1	630	КЛ-1	165,6	251,6	12,93	11,2	4,78	АВМ10С	1000	800	625	20
		КЛ-2	78,76	119,7	4,64	4,02	2,12	ПН2-250	125		125	100
		СРП-1	333,98	507,4	26,45	22,9		АВМ15С	1500	1000	1250	35
		СРП-2	337,28	512,5	26,45	22,9		АВМ15С	1500	1000	1250	35
		СРП-3	167,59	254,6	26,45	22,9		АВМ10С	1000	800	625	20
2	160	ВЛ-1	7,32	11,12	4,51			А3716Б	160	32	630
		ВЛ-2	11	16,71	4,51	1,4	1,29	А3716Б	160	32	630
		КЛ-1	120	182,3	4,51	2,4	1,81	А3726Б	250	200	2000
		КЛ-2	90	136,7	4,51			А3716Б	160	80	630

 

1.Ток уставки срабатывания теплового расцепителя Iу.т.отстраивается от максимального длительного рабочего тока по выражению где Кн– коэффициент надёжности, принимается в пределах 1,1–1,3. Условие выполняется для всех АВ (табл.20).

2.Электромагнитный расцепитель автомата осуществляет мгновенную максимальную токовую отсечку. Для обеспечения селективной работы отсечки её ток срабатывания определяют по

Если выбирается защита для группы двигателей, то вместо  принимается пиковый ток.

Проверим автоматы для КЛ-1 0,38кВ ТП-2 и КЛ-1 0,38кВ ТП-1. На объекте №5 установлен АД со следующими параметрами: kи=0,2; Рном.Дв=30кВт; cosφ=0,75.

Номинальный ток двигателя:

 

Пиковый ток:

 

 

На данной линии установлен автомат марки А3726Б:

Таким образом, условие соблюдается.

Для РП-1 РП-5 (цех №2), получающих питание по КЛ-1и КЛ-2 от ТП-1, номинальный ток двигателя, установленного в цехе №2:

 

 

Пиковый ток:

 

 

На КЛ-1 установлен автомат марки АВМ10С:

Таким образом, условие соблюдается.

3. Коэффициент чувствительности отсечки электромагнитного расцепителя соблюдается для всех выбранных в табл.20 автоматов:

4. Коэффициент чувствительности теплового расцепителя для всех автоматов, выбранных в табл.20, также соблюдается:

Выбор предохранителей выполняется из условий.

Пиковый ток:

 

Ток плавкой вставки предохранителя должен быть:

- по условию отстройки от расчётного тока

- по условию пикового режима

Всем этим ограничениям соответствует предохранитель типа ПН-2-250 (предохранитель разборный с наполнителем) с номинальным током 250 А и током плавкой вставки на 125 А.После выбора предохранителя проверяется чувствительность защиты оборудования по минимальному току короткого замыкания. Минимальный ток однофазного короткого замыкания в точке К-6 составляет 2,12 кА, т.е. более чем 3 раза превышает ток плавкой вставки.

 

Выбор плавких вставок предохранителей для защиты трансформаторов ТП 10/0,4 кВ. Проверка их селективности на ступени 10 и 0,38кВ

 

Плавкую вставку предохранителей ПКТ, устанавливаемых на стороне высокого напряжения трансформаторов ТП, выбирают по условию отстройки от бросков намагничивающего тока. Для ТП 10/0,4 кВ с трансформатором мощностью 160 кВА номинальный ток плавкой вставки берётся не ниже 20 А, мощностью 630 - 80 А.

Селективность работы выбранной плавкой вставки при отключении автоматов на стороне 0,38 кВ считается обеспеченной, когда при к.з. за автоматом последует именно отключение автомата (время срабатывания tс.з.), и только в случае его отказа со ступенью селективности ∆t произойдёт плавление вставки предохранителя. Селективность будет обеспечена, если время плавления вставки ( коэффициент приведения каталожного времени плавления вставки ко времени её разогрева).

Полное время срабатывания автомата с учётом разброса его характеристик

, ступень селективности принимается равной .Тогда

Ток трёхфазного к.з. за автоматами трансформаторов ТП-1 с номинальной мощность составляет величину , а за автоматами трансформаторов ТП-2 с номинальной мощность составляет величину . Тогда ток на шинах 10,5 кВ при к.з. за автоматом составит для ТП-1 и ТП-2 соответственно:

По ампер-секундным характеристикам плавких вставок предохранителей ПКТ (рис.4[1])при токе 503 А (ТП-1) время плавления с обеспечивается для плавкой вставки с , при токе 171А (ТП-2) – .

Таким образом, для трансформаторов ТП-1 селективность защиты будет обеспечена при установке плавкой вставки ПКТ с (), ТП-2 – (). Для защиты трансформаторов ТМ–630/10 ТП-1 выбираем предохранители ПКТ102-10-31,5-40-31,5 У3, трансформатора ТМ–160/10 ТП-2 выбираем предохранители ПКТ101-10-10-20-12,5 У3. Для них выполняются условия:

 

 

Плавкая вставка также должна быть проверена по условию

где допустимое время протекания тока к.з. в трансформаторе по условию термической стойкости, с; отношение установившегося тока к.з. к номинальному току трансформатора.

В нашем случае для ТП-1 и ТП-2:

 

 

Тогда допустимое время протекания тока к.з. для ТП-1 и ТП-2:

 

 

Таким образом, выбранные плавкие вставки обеспечивают безопасность трансформаторов при коротких замыканиях.