ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ 2 страница

3.4. Выбор электрических аппаратов, кабелей и

электроизмерительных приборов

3.4.1. Общие сведения

Выбор электрических аппаратов и кабелей заключается в определении их типа, сопоставлении расчетных параметров с номинальными или допустимыми, приведенными в справочной литературе [2, 3, 9, 16].

Выбор вида, типа аппарата, марки кабеля производится в зависимости от его назначения, места в электрической схеме, характеристик окружающей среды, условий надежности. Если выбраны типы КТП, КРУ, то тем самым определены типы электрических аппаратов, а их проверка будет заключаться в сопоставлении их технических данных с расчетными параметрами. Параметры выбора и проверки аппаратов и кабелей приведены в таблице 4.

Таблица 4. Выбор аппаратов и кабелей

3.4.2. Объем работы по выбору электрических аппаратов, кабелей и электроизмерительных приборов

В курсовом проекте следует выбрать электрические аппараты, которые должны быть установлены на проектируемой ПС: выключатели, предохранители, разъединители, их приводы, ограничители перенапряжений нелинейные, ТТ, ТН, ТСН, электроизмерительные приборы и счетчики в цепях силовых трансформаторов и самого мощного потребителя НН.

Кабель с алюминиевыми многопроволочными жилами и бумажной изоляцией следует выбрать и проверить в цепи самого мощного потребителя НН.

Расчет кабелей, соединяющих ТТ, ТН с электроизмерительными приборами, выполнить для одного ТТ, установленного в цепи самого мощного потребителя НН, и для одного ТН НН.

3.4.3. Выбор по номинальному напряжению и категории изоляции

Номинальное напряжение аппарата не должно быть меньше номинального напряжения электроустановки или сети, в которой он будет установлен, а категория его внешней изоляции должна соответствовать степени ЗА согласно таблице 5 [11].

Таблица 5. Удельная эффективная длина пути утечки поддерживающих гирлянд изоляторов и штыревых изоляторов ВЛ на металлических и железобетонных опорах, внешней изоляции электрооборудования и изоляторов ОРУ

Степень загрязнения	, см/кВ (не менее), при номинальном напряжении, кВ
До 35 кВ	110-750 кВ
1 (легкая) 2 (средняя) 3 (сильная) 4 (очень сильная)	1,9 2,35 3,5	1,6 2,5 3,1

Примечания: удельная длина пути утечки является отношением длины пути утечки внешней изоляции к наибольшему рабочему напряжению сети.

При отсутствии электрооборудования, удовлетворяющего требованиям таблицы 5 для районов с 3–4-й СЗА, необходимо применять оборудование, изоляторы и вводы на более высокие номинальные напряжения с изоляцией, удовлетворяющей таблице 5.

В районах с условиями загрязнения, превышающими 4-ю СЗ, как правило, следует предусматривать сооружение ЗРУ.

Удельная эффективная длина пути утечки внешней изоляции электрооборудования и изоляторов в ЗРУ напряжением 110 кВ и выше должна быть не менее 1,2 см/кВ в районах с 1-й СЗ и не менее 1,5 см/кВ в районах с 2–4-й СЗ.

В районах с 1-3-й СЗ должны применяться КРУН с изоляцией по таблице 5. В районах с 4-й СЗ допускается применение КРУН с изоляторами специального исполнения.

3.4.4. Выбор кабелей по нормированной экономической плотности тока

Расчетной величиной при выборе является длительный ток нормального режима максимальных нагрузок (без перегрузок) .

В курсовом проекте допускается производить выбор сечения кабелей по нормированной экономической плотности тока по формуле:

, мм², (3.9)

, А, (3.10)

где – нагрузка самого мощного потребителя, МВт.

Экономическую плотность тока выбрать по таблицам [2,11] в зависимости от продолжительности использования максимума нагрузки. Полученное в результате расчета округляется до ближайшего стандартного сечения.

3.4.5. Выбор по длительному току

В качестве расчетного принимается наибольший из токов следующих режимов:

а) ток нормального режима, определяемый максимальной нагрузкой, ;

б) ток послеаварийного или ремонтного режима, , определяемый при отключении одного трансформатора или ВЛ и исключении нагрузки группы малоответственных потребителей III категории.

Допустимые длительные номинальные токи аппаратов и кабелей указаны в справочниках для стандартных номинальных условий.

3.4.6. Проверка электродинамической стойкости и включающей способности

Расчетное значение ударного тока не должно превышать амплитудных значений тока электродинамической стойкости и тока включения (для выключателя), имеющихся в справочниках.

3.4.7. Проверка термической стойкости

Расчетный импульс квадратичного тока КЗ не должен быть больше импульса квадратичного тока КЗ, вычисленного по предельному току термической стойкости и времени протекания этого тока, имеющихся в справочниках.

Методика проверки термической стойкости кабеля изложена в п. 3.2.2 настоящих методических указаний.

3.4.8. Проверка отключающей способности

Методика проверки отключающей способности выключателей по действующему значению периодической составляющей приведена в п. 3.2.2 настоящих методических указаний.

Проверку по апериодической составляющей рекомендуется провести только для выключателей ВН [2, 3, 6, 16].

3.4.9. Проверка на потерю напряжения

Потеря напряжения на кабеле

, %, (3.11)

где r₀ – удельное активное сопротивление кабеля, Ом/км;

х₀ – удельное индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км;

l – длина КЛ, км;

– расчетный ток кабеля, соответствующий максимальной нагрузке в нормальном режиме, А;

– номинальное значение НН, кВ.

Предельные значения потерь напряжения не должны превышать 5% для кабеля НН [6, 10, 12].

3.4.10. Выбор электроизмерительных приборов и измерительных трансформаторов

Виды, типы, комплектность, условные обозначения и технические характеристики приборов следует взять из справочников [4,12,15]. Они используются при проверках измерительных трансформаторов по нагрузке вторичных цепей, при расчете кабелей, соединяющих приборы с измерительными трансформаторами.

Типы измерительных трансформаторов определены конструкциями КРУН или КРУ, типами выбранных силовых трансформаторов, в которых установлены встроенные ТТ, выключателей ВН [4, 7, 8, 15].

3.4.11. Расчет кабелей, соединяющих измерительные трансформаторы с электроизмерительными приборами

Расчет кабелей, соединяющих ТТ с приборами, рекомендуется выполнить в следующем порядке:

1. Определить тип ТТ, исходя из выбранного типа комплектных ячеек (шкафов) КРУ [7, 15].

2. Определить класс точности обмотки ТТ, исходя из назначения.

3. Определить допустимую нагрузку в зависимости от класса точности и типа ТТ [4, 12, 15].

4. Выбрать схему присоединения приборов к ТТ [2].

5. Выбрать типы приборов и мощности их токовых катушек [4,15].

6. Просуммировать мощности приборов по фазам.

7. Вычислить общее сопротивление приборов по методике, приведенной в [2].

8. Вычислить расчетное сопротивление кабелей [2, 3].

9. Выбрать материал жилы кабеля и его минимальное сечение [2, 3, 17, 19].

10. Вычислить расчетную длину кабеля по расчетному и удельному сопротивлению и минимальному сечению [2, 3].

11. Вычислить предельную длину трассы, исходя из схемы присоединений приборов к ТТ.

Расчет допустимой нагрузки на ТН проделать в следующем порядке:

1. Определить тип ТН, исходя из выбранного типа ячеек (шкафов) КРУ [7, 15].

2. Определить требуемый класс точности ТН .

3. Определить номинальную мощность ТН в зависимости от его класса точности [4, 12, 15].

4. Уточнить количество катушек напряжения приборов, подключенных к различным фазам ТН.

5. Выбрать типы приборов, мощности их катушек напряжения и коэффициенты мощности [4, 15] с учетом типов приборов, уже выбранных по условиям подключения к ТТ (счетчики электроэнергии, ваттметры и др.).

6. Просуммировать активные и реактивные мощности катушек напряжения приборов.

7. Определить полную расчетную мощность приборов

, (3.12)

, (3.13)

. (3.14)

8. Сопоставить расчетную мощность приборов с номинальной мощностью ТН. Должно соблюдаться неравенство

. (3.15)

9. Определить материал жил кабеля и его минимальное сечение [2, 3, 17, 19].

10. Проверить соединительные кабели на потерю напряжения [2].

3.4.12. Выбор приводов коммутационных аппаратов

Вид и тип привода выключателя зависит от вида оперативного тока.

Рекомендуется в КП применять выключатели с пружинным приводом на ВН и выключатели с электромагнитными приводами на НН.

При выборе приводов можно использовать таблицу 6, оборудование дано в качестве примера.

Таблица 6. Применение приводов высоковольтных аппаратов

3.4.13. Выбор ограничителей перенапряжений нелинейных

Для защиты изоляции трансформаторов и электрооборудования РУ ПС установить ограничители перенапряжений нелинейные.

При выборе их типов можно использовать таблицу 7 настоящих методических указаний.

Таблица 7. Применение ограничителей перенапряжений нелинейных

3.5 Разработка конструкции подстанции

Согласно разработанной главной схеме следует подобрать номер схемы, исполнение и тип ПС. Предпочтительным является применение типовых и комплектных ПС заводского изготовления [5, 7, 13, 15, 18, 19].

Выбор вида, типа ПС, а также РУ ВН и НН зависит от климатических условий, степени ЗА, количества присоединяемых КЛ НН, наличия ограничения на площадь, выделенную под проектируемую ПС и других условий [2, 15, 17, 19].

В обычных условиях стараются применять ОРУ ВН. При ограничениях на площадь (возможно применение КРУЭ), повышенных ЗА (более IV степени), тяжелых климатических условиях, например, в районах Крайнего Севера приходится применять ЗРУ ВН.

В комплектных открытых ПС в настоящее время в качестве РУ НН применяют шкафы КРУН серии К-59, К-63 и другие. Они могут быть установлены в модульном здании, которое представляет собой комплекс, состоящий из транспортабельных модулей размером 6750 2250 3300 мм со смонтированными в пределах модуля ячейками, межшкафными связями, сборными шинами, шинными мостами, шинными вводами и кабельными лотками для вспомогательных цепей [7, 15].

В зависимости от номинального напряжения и тока, типов применяемых выключателей, трансформаторов тока и напряжения, размещения их в шкафу в электроустановках применяются различные типы КРУ или КРУН, выбор производится по каталогам.

Рекомендуется применить в КП общеподстанционный пункт управления серии ОПУ-7, состоящий из одного блока размером 9100 3300 4700 мм, имеющий лестничную площадку.

3.6. Выполнение графической части

Графическая часть курсового проекта содержит:

а) принципиальную однолинейную электрическую схему главных цепей подстанций;

б) разрез и план подстанции.

Принципиальная однолинейная электрическая схема главных цепей, а также разрез и план подстанции должны отвечать требованиям действующих стандартов и могут выполняться неавтоматизированным методом – черным карандашом, пастой, чернилами или тушью, либо автоматизированным методом – с применением графических и печатающих устройств вывода ЭВМ на белой плотной чертежной бумаге формата А1.

Оборудование, аппараты и приборы следует показать на схемах согласно действующим ГОСТам условными обозначениями элементов схем, представленными в [2–6, 12, 15], и дополнить их буквенно-цифровыми обозначениями, отражающими вид элемента схемы, его порядковый номер и тип. Буквенно-цифровые обозначения целесообразно изобразить в непосредственной близости от условного обозначения аппарата, а типы и основные характеристики оборудования и аппаратов поместить в рамки и расположить в левой части чертежа напротив соответствующих условных обозначений элементов схемы, как показано на рисунке 3.6.

Рис. 3.6. Однолинейная схема подключения основных аппаратов

Однотипные аппараты и оборудование рекомендуется изображать по схеме в одном ряду соответственно их действительному расположению на ПС, главная схема должна отражать схему заполнения РУ, быть совмещенной со схемой присоединения ПС к сети и содержать ТСН.

При выполнении главной схемы ПС надо стремиться к наименьшему количеству изломов и пересечений линий. Компоновка всех элементов главной схемы, соединений, надписей должна быть выбрана такой, чтобы получился, возможно, более наглядный и выразительный чертеж.

Общий вид ПС должен быть представлен на чертеже планом и разрезом. На плане показываются трансформаторы, разъединители и другое оборудование и аппараты. Разрез ПС показывается по вводу НН с изображением подъездных и внутриплощадочных дорог и других сооружений [5]. Железнодорожные пути выполняются только на ПС 110 кВ и выше при наличии близко расположенных внутризаводских железнодорожных путей [17, 19].

При разработке общего вида ПС нужно использовать габаритные размеры трансформаторов [4], коммутационных аппаратов [14], зданий, конструкций, ОРУ, ЗРУ, КРУН [7, 12, 15], а также наименьшие расстояния от токоведущих частей до различных элементов РУ [11].

Планы и разрезы некоторых ПС представлены в [2,3,7,13,15] и в типовых проектах.

4. ОФОРМЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Расчетно-пояснительная записка (РПЗ) курсового проекта (КП) выполняется ко всем этапам проектирования (см. раздел 3 настоящих МУ). Она может быть написана чернилами (пастой) черного, синего или фиолетового цвета (почерк должен быть разборчив) или напечатана на стандартных листах белой писчей бумаги формата А4 (210 297 мм) с одной стороны листа [20].

РПЗ начинается с титульного листа (см. приложение Г), за которым следуют задание (см. приложение Д), реферат, содержание, перечень принятых сокращений, введение, основная часть, заключение, список использованных источников и приложения (при необходимости).

Устанавливаемые размеры полей: левое – не менее 30 мм, правое – не менее 10 мм, верхнее и нижнее – не менее 20 мм.

Абзацный отступ выполняется одинаковым по всему тексту документа и равен пяти знакам (15–17 мм).

Иллюстрации, таблицы и распечатки с ЭВМ допускается выполнять на листах формата А3, при этом они должны быть сложены на формат А4.

Опечатки, описки, графические неточности, обнаруженные в текст, допускается исправлять аккуратным заклеиванием или закрашиванием белой краской и нанесением на том же месте и тем же способом исправленного текста. Повреждение листов, помарки и следы не полностью удаленного текста не допускаются.

Нумерация и наименование разделов, подразделов и подпунктов РПЗ должны соответствовать нумерации и наименованиям, примененным в настоящих МУ.

Текст РПЗ объемом 30–40 страниц должен быть четким и ясным, сокращения слов в тексте должны соответствовать ГОСТ и «Перечню сокращений», приведенному в настоящих методических указаниях.

В РПЗ следует поместить расчетные формулы в общем виде и с подстановкой числовых значений и указанием единиц измерений в системе СИ [4].

В тексте РПЗ необходимо привести ссылки на использованные источники с указанием номеров глав, разделов, параграфов, рисунков, таблиц и т.п.

Все листы РПЗ, включая приложения, должны иметь сквозную нумерацию. Первым листом является титульный лист. Номер листа проставляется в его правом нижнем углу. На титульном листе номер не проставляется.

Разработанные и выбранные схемы, преобразованный и скорректированный ГН должны быть помещены в РПЗ в порядке выполнения этапов проектирования.

В конце РПЗ следует привести список литературы, которым студент пользовался при работе над курсовым проектом, а также приложения (при необходимости).

Студент должен при защите:

1 представить КП руководителю в виде доклада, содержащего:

а) цель КП;

б) задача КП;

в) исходные данные (основные);

г) методика расчета;

д) результаты КП.

Примечание: время доклада семь минут (пользоваться конспектом запрещено).

2 знать:

а) назначение основных элементов схемы;

б) типы, технические характеристики и обозначения элементов схемы;

в) состояние элементов схемы при основных режимах работы ПС;

г) выбор аппаратов и кабелей.

1)