Комплектная трансформаторная подстанция. Расчет и выбор компонентов КТП

align="BOTTOM" border="0" />,

639,48 А > 581,346 А.

Так как Iном.дв1 =83,049 А, выбираем выключатель (из таблицы 7) АЕ-2050М

условия выполняются.

Выбранный выключатель имеет тепловой расцепитель, пятиполюсное исполнение.

Автоматический выключатель QF3 - линия нагрузки 2 двигателя

Выбор автоматического выключателя по номинальному току расцепителя:

Из условия несрабатывания отсечки при пуске двигателя, номинальная отсечка расцепителя выключателя:

;

Ток отсечки Iо найдём из условия:

903,708 А>446,866 А.

Так как Iном.дв2 =59,582 А, выбираем выключатель (из таблицы 7) АЕ-2443 с

условия выполняются.

Выбранный выключатель имеет тепловой расцепитель, трехполюсное исполнение.

10. Выбор измерительного трансформатора тока

Трансформаторы тока (ТТ) предназначены для измерения тока в установках высокого напряжения и изоляции измерительных приборов и устройств релейной защиты от высокого напряжения. Первичный ток проходит через первичную обмотку, вторичная обмотка подключается к измерительным приборам и реле либо замыкается накоротко. Первичная обмотка изолирована от вторичной в соответствии с классом изоляции аппарата (на полное напряжение).

Таблица 8. Трансформаторы тока внутренней установки на напряжение сети 0,66…35 кВ .

5епм	Варианты исполнения	Номинальный первичный ток, А	Трехсекундная термическая стойкость или кратность	Электродинамическая стойкость или кратность
ТЛМ-6	1/10Р 0,5/10Р	300; 400; 600; 800; 1000; 1500	33*	125*
ТОЛК-6	1; 10Р	50	40	340
		80	40	340
		100; 150;	4,6*	26*
		200
		300; 400; 600	11*	—
ТВЛМ-6	1; 10Р	10; 20; 30; 50; 75; 100	20	350
		150; 200; 300; 400	20	52*
ТПЛ-10	10Р	30; 50; 75; 100 150	45	250
	0,5/10Р	200		-
	10/01Р	300	45	175
	10/10Р	400	35	165
ТПЛУ-10	10Р; 0,5/10Р; 10Р/10Р	30; 50; 75; 100	60	250

* Термическая и электродинамическая стойкость приведены в килоамперах.

1. Номинальное напряжение трансформатора должно соответствовать напряжению сети, в которой он устанавливается.

2. Наибольший возможный длительный ток должен быть по возможности ближе к номинальному току трансформатора для получения наименьшей погрешности. Допускается, чтобы первичный ток трансформатора был на 5 — 20 % больше тока линии.

Iном.т = 243,1 А.

По таблице 8 выбираем токовый трансформатор ТПЛ -10.

Iном.т.т = 300 А.

класс точности — 0,5.

электродинамическая стойкость или кратность — 250 кА.

трехсекундная термическая стойкость или кратность — 45.

3. Класс точности выбирается в соответствии с его назначением, более точные трансформаторы (класс 0,5 и 1) используется для измерений, более грубые для релейной защиты.

4. Проведем проверку электродинамической и термической стойкости.

Ток термической защиты стойкости должен быть больше действующего значения тока к.з.:

Ток КЗ силового трансформатора рассчитан ранее:

Ударный ток:

Электродинамическая стойкость может быть задана отношением амплитуды ударного тока к амплитуде номинального тока.

кратность.

т.е. 250 кА > 7640 А.

Условие выполняется.

Трансформатор тока на малые номинальные токи хотя и имеют достаточную кратность по динамической и термической устойчивости, но абсолютная величина устойчивости может быть недостаточна. Поэтому часто приходится брать ТТ на номинальный ток больше чем ток уставки, чтобы получить необходимую устойчивость, при этом, как правило, ТТ работает с большей погрешностью. По условиям механической прочности сечение алюминиевых проводов должно быть не менее 2,5 мм .

По условию термической прочности:

т.е. 13500 А > 5402 А.

Условие термической стойкости выполняется, следовательно ТТ выбран правильно.

11. Выбор предохранителей высокого напряжения (FV4, FV5, FV6) в цепи силового трансформатора и предохранителей линии уличного освещения (FV1,FV2,FV3)

Выбор предохранителей высокого напряжения для защиты силовых трансформаторов осуществляется по условию:

где: Iкз.т1 и Iкз.т2 максимальные токи КЗ высокой и низкой стороны силового трансформатора.

Для выбранного трансформатора:

где: - коэффициент трансформации силового трансформатора.

Таблица 9. Предохранители с кварцевым наполнителем

Тип исполнения	Uн ,кВ	Пределы изменения Iн ,А	Iоткл ,кА	Размеры, мм	Масс а, кг
				А	Н	В
ПКТ101-6-2-20-40 УЗ	6	2...20	40	285	100	77	3,9
ПКТ101-10+2-20-31,5 УЗ	10	2...20	31,5	385	120	82	4,9
ПКТ102-6-31,5-50-31,5 УЗ	6	31,5...50	31,5	330	-	-	-
ПКТ102-10-50-12,5 УЗ	10	50	12,5	430	120	84	6,3
ПКТ 103-10-80-20 УЗ	10	80	20	430	120	84	9,2
ПКЭ106-10-5-20-12,5 УЗ	10	5...20	12,5	402	120	96	5,8

По таблице 9 выбираем предохранитель ПКЭ106-10-5-20-12,5 УЗ, у которого .

Рубильник SA1 предназначен для ручного включения и отключения тока в цепях с напряжением источника до 220 В постоянного, и 380 В переменного тока, при больших значениях напряжения этот аппарат коммутирует цепь только при отсутствии тока. Рубильники выпускаются в одно-, двух- и трёхполюсных исполнениях, номинальный ток рубильника должен быть больше чем отключаемый ток:

Uном =380 В,

Конструктивно рубильники различаются типом привод. Выбираем переключатель - разъединитель с центральной рукояткой с Iном.т =100 А >

Iном.осв =44,737 А, тип П-11

Предохранители низкого напряжения для линии уличного освещения

Выбор проводится аналогично выбору высоковольтных предохранителей. Номинальное напряжение предохранителя равно 380 В. Номинальный ток предохранителя должен быть не меньше номинального тока осветительных сетей.

Для сетей защищаемых от перегрузки следует выбирать плавкие вставки предохранителя с учётом пусковых токов:

Iном.осв =44,737 А; Iкз.осв =803 А (Расчёт произведён в пункте 7).

Широко применяются плавкие предохранители ПР - 2 - 60. При защите сетей предохранителями, они устанавливаются во всех не заземлённых полюсах или фазах. Категорически запрещается устанавливать предохранители в нулевых и нейтральных проводниках.

Выбираем предохранитель по условию 4500 > 803.

Предохранитель ПР-2-60, Iном. =60 А, Iпред.откл =4500 А, габариты 173x50,5x43.

12. Выбор разрядника высокого напряжения

Разрядники служат для защиты КТП от перенапряжений, возникающих в процессе коммутации воздействий атмосферных явлений. При повышении напряжения сверхноминального значения, разрядник срабатывает и ограничивает напряжение на фазе уставки.

Выбор разрядника происходит по номинальному значению напряжения, которое должно быть равно номинальному напряжению уставки, т. е. первичному напряжению силового трансформатора:

Номинальное напряжение разрядника входит в его обозначение.

Таблица 11. Трубчатые разрядники фибробакелитовые (серии РТФ).

	Номинальное напряжение, кВ	Наибольшее допустимое напряжение (действующее значение), кВ	Ток отключения (действующее значение), кА	Размеры искровых промежутков, мм	Масса, кг
			Нижний	Верхний	Внешнего	Внутреннего
РТФ-10- 0,2/1 УХЛ	10	12	0,2	1,0	25	225	1,6
РТФ-10-0,5/5 УХЛ	10	12	0,5	5,0	25	150	1,6
РТФ-10- 35-1/5 УХЛ	35	40,5	0,5	2,5	130	250	2,34

Выбираем разрядник, по таблице 11: РТФ-10-0,2/1 УХЛ, Uном =10 кВ, Uнаиб.доп =12 кВ.

13. Выбор высоковольтного выключателя нагрузки - QS1

При выборе выключателя, его номинальные параметры сравниваются с параметрами сети в точке, где они устанавливаются. Номинальное напряжение должно быть не меньше номинального напряжения установки:

Номинальный длительный ток выключателя должен быть больше тока установки: , А.

Когда длительный ток установки не велик, выключатель с релейной защитой можно заменить выключателем нагрузки (ВН) и высоковольтными предохранителями. Тогда для отключения номинальных токов нагрузки используют выключатель, имеющий дугогасительное устройство небольшой мощности - выключатель нагрузки, а токи к.з. отключаются предохранителями.

ВНПР-10/400-203 У2ВН- выключатель нагрузки.

П- с пружинным приводом.

Р- с ручным заводом- местным управлением.

10- номинальное напряжение (кВ).

20- номинальная периодическая составляющая сквозного тока короткого замыкания (кА).

3- с заземленными ножами.

Выводы

В результате проделанных расчетов выбраны следующие аппараты и соединительные кабели:

силовой трансформатор ТМ-160/10;

автоматический выключатель серии АЕ-2050М для защиты двигателя 1;

автоматический выключатель серии АЕ-2443 для защиты двигателя 2;

автоматический выключатель серии А-3710Б для защиты силового трансформатора;

трансформатор тока типа ТПЛ-10;

предохранитель высокого напряжения типа ПКЭ106-10-5-20-12,5УЗ;

предохранителей для защиты осветительных сетей типа ПР-2-60;

трехполюсный переключатель-разъединитель типа П11;

трубчатый разрядник высокого напряжения типа РТФ-10-0,2/1 УХЛ1;

автогазовый выключатель нагрузки ВН-10/400-203 У2ВН;

кабель марки АВВГ на разные сечения:

- для двигательной нагрузки 1 – 3*35+1*16 мм2;

- для двигательной нагрузки 2 – 3*16+1*10 мм2;

- для линии освещения – 3*10+1*6 мм2.

В процессе выполнения данной работы использовались следующие программы: Microsoft Word, Microsoft Visio, Mathcad.