РЗА. Курсовой проект по дисциплине Релейная защита и автоматика систем электроснабжения

• Название: Курсовой проект по дисциплине Релейная защита и автоматика систем электроснабжения
• Дата: 06.05.2023
• Размер: 469.38 Kb.
• Имя файла: 11_1.docx
• Тип: Курсовой проект; #1111845
• страница: 3 из 5

Выбор выключателей, разъединителей и измерительных трансформаторов

1. 
   Выбор выключателей РУВН-230 кВ
   

В пределах РУ выключатели выбираются по цепи самого мощного присо- единения, трансформатора ТРДНС-40000/220/11.

Выключатели выбираются по следующим условиям:

^Uн.выкл^{ U}уст.<sup>,

I</sup>н.выкл. ^{ I}н.цепи<sup>,

I</sup>н.выкл. ^{ I}max.цепи^.

^Imax.цепи

= ^{2  (1, 4Sном.Т)} = 2ˑ1,4ˑ40/(

ˑ230)=281,14 А.

По полученным данным выбирается выключатель типа ТЭБ-УЭТМ-220

Таблица 5.1 – Технические данные выключателя типа ТЭБ-УЭТМ-220

Тип	Uн, кВ	Iн, кА	Iотк,н, кА	βн, %	iдин, кА	Iтер, кА	tтерм, сек
ТЭБ-УЭТМ-220	220	2500	50	47	80	50	3

Что это за выключатель?

Проверяют выключатель по условиям КЗ. На ток отключения:

^Iотк.н ^{ I}П , ^;

^Iотк.н^{= 50 кА I}П,

= 6,70 кА

На возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ:

ⁱа.ном^{ i}а,

ⁱа .ном ⁼
2  (1+

_н

100
)  I


отк.н
= ˑ(1+23/100)ˑ50=103,94 кА;

i_а.ном= 103,94 кА i_а,= 6,50 кА. На электродинамическую устойчивость:

ⁱдин ^{ i}уд ^;

i_дин= 80 кА i_уд= 18,33 кА. На термическую устойчивость:

I
2

тер

^{ t}тер

 В_k ;

I²  t

= 50²ˑ3=7500

кА²с;

тер тер

В= I²  (t + t + Т

) = 6,70²ˑ(0,1+0,023+0,02)=6,42

кА²с;

k П.0 р.з с.в а

I²  t =7500 кА²с  В= 6,42

кА²с.

тер тер k
Выбранный выключатель проходит по всем условиям КЗ.

2. 
   Выбор разъединителей для РУ-220 кВ
   

Разъединители выбираются в тех же цепях и по тем же условиям, что и выключатели:

^Uном ^{≥ U}ном.сети ^(8.1)

I_ном ≥ I_max (8.2)
Выбирается разъединитель типа РНПСЭЩ-220/1250. Проверяем по условиям (8.1) и (8.2):

220 кВ ≥ 220 кВ

1250 А ≥ 281,14 А

Таблица 5.2 – Технические хакрактеристики разъединителя

Тип	Uн, кВ	Iн, А	iдин, кА	Iтер, кА	tтер, с
РНПСЭЩ-220/1250	220	1250	31,5	80	1

Проверяют разъединитель на электродинамическую устойчивость:

ⁱдин^{ i}уд^;

i_дин= 31,5 кА i_уд= 18,33 кА. Проверяют разъединитель на термическую устойчивость:

I²  t  В;

тер тер k

I²  t

= 80²ˑ1=6400

кА²с;

тер тер

I²  t

= 6400

кА²с  6,42

кА²с.

тер тер

Выбранный разъединитель проходит по всем условиям КЗ.

3. 
   Выбор выключателей для РУ- 10 кВ
   

Выберем выключатели на низкой стороне по тем же условиям:

U_ном = 10 кВ  U_{ном.сети} = 10 кВ I_ном =3150 А  I_max =2328,8 А.

Выбирается выключатель типа ВБ-10-31,5/3150. Выбираются выключатели на отходящих линиях 10 кВ.

U_ном = 10 кВ  U_{ном.сети} = 10 кВ;

^Iном
=3150 А  I
max <sup>=

S</sup>нагр
=42,35/((72-1)ˑ
ˑ10,5)= 32,8 А

Таблица 5.3 – Технические данные выключателей

Тип	Uн, кВ	Iн, А	Iотк,н, кА	βн, %	iдин, кА	Iтер, кА	tс.в, с	tп.в, с
ВБ-10-31,5/3150	10	3150	31,5	50	80	31,5	0,05	0,065
ВРС-10	10	630	31,5	44	102	31,5	0,07	0,065

Проверяются выключатель по условиям КЗ. На ток отключения:

^Iотк.н^{ I}П,^;

I_отк.н= 31,5 кА I_П,= 6,89 кА.

На возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ:

ⁱа .ном ^{ i}а , ^;

ⁱа .ном ⁼
2 (1+

_н

100
) I


отк.н
= ˑ(1+50/100)ˑ 31,5 =66,82 кА;

i_а.ном= 66,82 кА i_а,= 9,11 кА. На электродинамическую устойчивость:

ⁱдин ^{ i}уд ^;

i_дин= 80 кА i_уд= 16,65 кА.

На термическую устойчивость:



I
2

тер
^{ t}тер
 В_k ;

I²  t

= 31,5²ˑ1=992,25

кА²с;

тер тер

В= I²  (t + t + Т

) = 6,89²ˑ(0,1+1+0,05)=54,546

кА²с;

k П.0 р.з с.в а

I²  t = 992,25 кА²с  В= 54,546

кА²с.

тер тер k

Выбранный выключатель проходит по всем условиям КЗ.

4. 
   Выбор разъединителей для РУ- 10 кВ
   

Разъединители выбираются в тех же цепях и по тем же условиям, что и выключатели:

^Uном ^{≥ U}ном.сети ^(8.1)

I_ном ≥ I_max (8.2)
Выбирается разъединитель типа РВФ-10/630. Проверяем по условиям (8.1) и (8.2):

10 кВ ≥ 10 кВ

630А ≥ 32,8 А

Таблица 5.4 – Технические хакрактеристики разъединителя

Тип	Uн, кВ	Iн, А	iдин, кА	Iтер, кА	tтер, с
РВФ-10/630		630	52	20	4

Проверяют разъединитель на электродинамическую устойчивость:

ⁱдин^{ i}уд^;

i_дин= 52 кА i_уд= 16,65 кА. Проверяют разъединитель на термическую устойчивость:

I²  t  В;

тер тер k

I²  t

= 20²ˑ4=1600

кА²с;

тер тер
I²  t = 1600 кА²с  54,546 кА²с.

тер тер
Выбранный разъединитель проходит по всем условиям КЗ.

4. 
   Выбор измерительных трансформаторов тока 230 кВ
   

Трансформаторы тока устанавливаются на каждом выключателе.

Выбирается трансформатор ток типа ТВ.

U_ном = 220 кВ  U_уc = 220 кВ.

I_ном = 150 А I_норм = 100 А. Выбирают трансформатор тока типа ТОГФ-220

Таблица 5.4 – Технические данные трансформатора ТФЗМ-110Б-III

Тип	Uн, кВ	IнII, А	IнI, А	Iтер, кА			iдин, кА		крат. обмотки		Sн, ВА
				1 с	3 с	изм. об.					защ. об.
ТФЗМ- 110Б-III	220	5	150	68	3	212		20		50		30

Проверяют выбранный трансформатор тока. На электродинамическую устойчивость:

ⁱдин ^{ i}уд ^;

i_дин= 212 кА i_уд= 18,33 кА. На термическую устойчивость:

I
2

тер

^{ t}тер

 В_k ;

I²  t = 68²ˑ1=4624 кА²с;

тер тер
I²  t =4624 кА²с  В= 6,42
кА²с.

тер тер
На вторичную нагрузку:

k

^Z2ном^{ Z}2 расч^;

^Z2ном

^S2ном


I

=
2

2ном

= 30/5²=1,2 Ом.

Так как индуктивное сопротивление приборов очень мало, то считают что

Z₂  r₂ :

^r2 ^{= r}приб^{+ r}пров^{+ r}конт^;

Определение потребляемой мощности приборов представляют виде таблицы.

Таблица 5.5 – Приборы, нагружающие ТФЗМ-110Б-III

Наименование приборов	тип	Sприб, ВА
Многофункциональный измерительный прибор (амперметр, ваттметр, варметр, счетчик акт и реакт энергии)	SATEC EM133	4,9
	Σ	4,9

r = ^Sприб = ^4,9 = 0,196 Ом.

5

I
приб

2 2

2ном

Сопротивление контактов принимают равным r_конт=0,1 Ом, так как число приборов больше трех.

На подстанциях с высшим напряжением 110 кВ и выше применяются провода с медными жилами [6] (ρ=0,0175).

По условию прочности сечение медных жил не должно быть меньше 2,5 мм²[1].

r_пров = Z_2ном  r_приб  r_конт = 1, 2  0,196  0,1 = 0, 904 Ом.

Определяют сечение проводов:

_{S =}  l

^rпров

₌ 0, 0175 100 _{= 1,94 мм2 .}

0, 904

Выбирают кабель КПсВБ-2,5. Зная теперь сечение кабеля, определяют истинное значение r_пров:

^rпров

₌   l ₌ 0, 0175 100 _{= 0, 7 Ом.}

S 2, 5

Таким образом вторичная нагрузка равна:

Z_2ном = 1, 2 Ом  Z_2расч = 0,906 Ом.

Выбранный трансформатор тока удовлетворяет всем требованиям.

4. 
   Выбор измерительных трансформаторов напряжения 220 кВ
   

Трансформаторы напряжения выбирают только по номинальному напряжению.

U_ном= 220 кВ. Выбрали трансформатор типа ЗНОГ-220.

Таблица 5.6 – Технические характеристики типа ЗНОГ–220

Класс напряжения, кВ	Номинальное напряжение обмоток		Номинальная мощность в классе точности			Предельная мощность Sмах, ВА
	ВН, кВ	НН, В	0,2	0,5	1,0
220	220/ 3	100/ 3	150	200	300		1600

Проверяют выбранный трансформатор напряжения на вторичную нагрузку:

^S2ном^{ S}2 расч^.

Нагрузку на вторичную обмотку приводят в виде таблицы. Таблица 5.7 – Приборы, нагружающие ЗНОГ-220

Цепь	Наим. приб.	тип	Sпот, ВА	Кол-во катушек	Кол-во приборов	Sрасч, ВА
Линия 220 кВ	Многофункциональны й измерительный прибор (ваттметр, варметр, фик. прибор. акт и реакт счетчик)	SATECE M133	4,9	1	1	4,9
					Σ	4,9

Выбранный трансформатор напряжения проходит по вторичной нагрузке.

4. 
   Выбор измерительных трансформаторов тока 10 кВ
   

Трансформаторы тока устанавливаются на каждом выключателе.

Выбирается трансформатор ток типа ТЛК .

^Imax<sup>=

S</sup>max
= 42,35/(
ˑ10,5)=2328,8 А.

Выбирают трансформатор тока типа ТЛК-10.

Таблица 5.8 – Технические данные трансформатора ТЛК-10

Тип	Uн, кВ	IнII, А	IнI, А	Iтер, кА			iдин, кА		крат. обмотки		Sн, ВА
				1 с	3 с	изм. об.					защ. об.
ТЛК-10	10	5	3000	40	-	100		12		10		30

Так как трансформаторы тока поставляются встроенными в ячейки КРУ

10 кВ, то их не проверяют на допустимую нагрузку.

4. 
   Выбор измерительных трансформаторов напряжения 10 кВ Трансформаторы напряжения выбирают только по номинальному
   

напряжению.

U_ном =10 кВ. Выбрается трансформатор типа ЗНОЛ-10.

Таблица 5.7 – Технические данные трансформатора типа ЗНОЛ-10

Тип	Uном			Sном, ВА в классе точности					Smax, ВА
	ВН, кВ	НН, В	0,2		0,5	1	3
ЗНОЛ-10	10/√3	100 / 3	50		75	150	300	400

Так как трансформаторы напряжения поставляются встроенными в ячее- йки КРУ-10 кВ, то их не проверяют на допустимую нагрузку.