Проектирование электрической части ГЭС с агрегатами мощностью 225 МВт

При отключении одногоиз автотрансформаторов связи со стороны обмотки ВН (СН) расчетное зна-чение тока КЗ на шинах 10 кВ составит Iп0ВН = 43,44 кА, Iп0СН = 53,06 кА, чтоне приведет к изменению типа выбираемых аппаратов. При этом влияние на-грузки собственных нужд допускается в расчете не учитывать (составляетменее5% отсуммарноготока КЗ).Однакодлясуществующих в настоящеевремятипов выключателей10кВноминальныетокиотключениянаходятсявдиапазонеIоткл.ном=10–40кА,поэтому в данном случае при Iп0 = 96,54 кА необходимо принять меры дляограничения токов КЗ. Одним из наиболее распространенных техническихмероприятийдляограничениятоковКЗвсети6–10кВэлектростанцийи подстанций до необходимых пределов является применение токоограничи-вающихреакторов.Выбортокоограничивающихреакторов10кВРеакторы служат для ограничения токов КЗ в мощных электроустанов-ках,что позволяет применять более легкие и дешевые выключателии уменьшать площадь сечений кабелей, а следовательно, снижать стоимостьРУираспределительных сетей.Для ограничения тока КЗ в РУ 6–10 кВ электростанций применяютсекционныеилинейныереакторы.Секционные реакторы, преимущественно применяемые в главных схе-мах электрических соединений ТЭС (КЭС, ТЭЦ), ограничивают ток КЗ в зонесборных шин, присоединений генераторов, трансформаторов. Линейные ре-акторы (рис. 5.13) включаются последовательно, они хорошо ограничиваютток КЗ в распределительной сети и поддерживают остаточное напряжение UостнашинахустановкиприКЗнаоднойизотходящихлиний.Последнееблагопри-ятносказываетсянапотребителяхэлектрическойэнергии,ипоусловиямсамоза-пускаэлектродвигательнойнагрузкиUостдолжносоставлятьнеменее(65–70)%Uном. Для ограничения тока КЗ целесообразно иметь возможно большее ин-дуктивноесопротивлениереактора.Однакозначениехрдолжнобытьограни-чено допустимым значением потери напряженияв реакторе в нормальном режиме работы уста-новки(1,5–2,0% номинального).Основныепараметрыреакторовследую-щие:номинальноенапряжение,номинальныйток, индуктивное сопротивление, а также ток ди-намической стойкости Iдин(амплитудное значе-ние),токтермическойстойкостиIтермивремядействиятокатермическойстойкостиtтерм.норм.Рассмотрим порядок выбора линейных ре-акторовв цепиННАТС.Реакторы выбирают по номинальному на-пряжениюиноминальномутоку:UустUр.ном;Iраб.утжIр.ном.1АТРис. 5.13. СхемавключенияреактороввРУ10кВИндуктивное сопротивление реактора выбирают исходя из условий ог-раничениятокаКЗдозаданногоуровня,определяемогокоммутационнойспособностью выключателей, которые установлены в данной сети. Напри-мер, наметим к установке в РУ 10 кВ вакуумные выключатели ВВЭ-10 с то-ком отключения Iоткл.ном= 31,5 кА. Расчетный ток утяжеленного режима дан-ного присоединения (нагрузка собственных нужд запитана от одного из па-раллельно включенных АТС)Iраб.утж=8 2,500/(10,5)=1100 А.Результирующее сопротивление цепи КЗ до места присоединения реак-торов(рис.5.14)x(К-5)=xс=0,581.Начальное значение периодическойсоставляющейтокаКЗза реакто-ромдолжнобытьравнотокуотключениявыключателя:Iп0(К-5) Iоткл.СопротивлениецепиКЗдоточкиК-5 зареактором(о.е.)хΣ(К-5) Ес /(Iп0(К-5)/IбV)1,020/(31,50/54,99)=1,781.Разностьполученныхсопротивленийдастнеобходимоесопротивлениереактора(сучетомихпараллельногосоединения):хр2(хΣ(К-5)хΣ(К-5))2(1,7810,581)=2,400,или,вименованныхединицах,ххU2/S2,40010,52/1000 = 0,265Ом.ррбVбVВыбираемпокаталогутипреакторасближай-шимбольшимзначениемxр(прил.3,табл.П.3.1):РБГ-10-31,5-1600-0,35.Сопротивлениереакторавотносительныхединицахприбазисныхусловиях:Рис. 5.14. Схемазамещениядля определениясопротивленияреактораххS/U20,351000/10,52=3,175,тогдадействительноезначениепериодическойсо-ставляющейтока КЗзареактором:Iп0(К-5) [Ес /(хc 0,5хр)]IбV [1,020/(0,581+0,53,175)]54,99=25,87кА.РасчетапериодическойсоставляющейиударноготокаКЗвточке К-5По расчетной схеме замещения (рис. 5.4) определяем суммарное ак-тивноесопротивлениехарактерныхветвейсхемыотносительноточкиКЗК-5. Активное сопротивление реактора в относительных единицах при ба-зисныхусловиях:ΔРS111031000R*ркб0,0130;3I2U231,6210,52RΣ(K-5)(R43нбVR9R37/2)(R10R41R35)R40/2R*р/20,0149,следовательно,постояннаявременизатуханиядляэквивалентнойсистемыприКЗв точке К-5(см.(5.14):Та.экхΣ(K-5)/RΣ(K-5)(0,581+0,53,175)/(314,20,0149)= 0,46с.Значениеударногокоэффициентапоформуле(5.11)составитk1е0,01/Та.эк1е0,01/0,461,978,следовательно,iуд.(К-5)=Iп0(К-5)kуд.с=25,871,978=72,37 кА.ДлявакуумноговыключателятипаВВЭ-10-31,5-1600tс.о=0,06с;расчетноевремяКЗ = tр.зmin +tс.о=0,01+0,06=0,07с.АпериодическаясоставляющаятокавместеКЗ(см.(5.9):i2Iе/Та.с25,87е0,07/0,4631,42кА.a(K-5)п0(K-5)РасчетпериодическойсоставляющейтокатрехфазногоКЗвпроизвольный моментКЗОценимудаленностьисточников(G1–G8)отместаКЗпосредствомраспределениятока КЗповетвямрасчетнойсхемызамещения:Uост.220(К-5)I43(x43xр/2)(Eс/xΣ(К-5))(x43xр/2)= (1,020/2,168)(0,385+3,175/2) =0,928;Uост.500(К-5)Uост.220(К-5)I46x42Uост.220(К-5)х42[(E20Uост.220(К-5)/x46)0,928 + 0,275[(1,0360,928)/0,356] =1,011;II/2I1,120,928=0,49<2,0.G1G2п0G1G2Gном20,782501000II/6I1,121,011=0,49<2,0.G3G8п0G3G8Gном60,2732501000Такимобразом,всеисточникисчитаемзначительноудаленнымиотместа КЗ, а периодическую составляющую тока КЗ от них – неизменной вовремени,т.е.Iп(К5)Iп0(К5)25,87кА.Таблица5.5РезультатырасчетатоковкороткогозамыканиядляхарактерныхточексхемыТочкаКЗИсточникIп0,кАIп,кАiа,кАiуд,кАI(1),кАп0Вк,кА2сК-1(шины G1 (G2)15,75кВ)G1(G2)36,6630,0638,84102,55––Система55,7455,7431,15152,21––Суммарноезначение92,4085,8069,98254,76–4114,6К-2(шины220кВ)G1–G23,603,504,439,994,96–Система9,497,4910,6926,0010,61–Суммарноезначение13,0912,9915,1235,9915,5764,12К-3(шины500кВ)G3–G84,604,466,0830,387,28–Система11,3211,3210,9512,878,91–Суммарноезначение15,9215,7817,0343,2516,1975,74К-4(шиныG3(G4–G8)15,75кВ)G3(G4–G8)36,6630,0636,45102,29––Система63,2363,2323,09169,99––Суммарноезначение99,8993,2959,54272,28–4502,4К-5(шины10кВ)СуммарноезначениетокаКЗотсистемы96,54–––––К-5(шины 10 кВ,КЗзареактором)СуммарноезначениетокаКЗотсистемы25,8725,8731,4272,37–998,05.5.6. Расчет термического действия тока КЗ.ОпределениеимпульсаквадратичноготокаКЗВремя отключения (время действия тока КЗ) при установке выключа-телей ВВЭ-10-31,5-1600 учитывает время действия релейной защиты отхо-дящихлиний10 кВ,составляющее1–2 с:tоткл=1,0+0,075=1,075с.В рассматриваемом случае (точка К-5) для всех источников КЗ являет-сяудаленным,поэтомуинтегралДжоуляопределимпоформуле(5.22):В25,872[1,075+0,46(1–е–1,075/0,46)]= 997,56кА2с.Используя полученные значения, выполним проверку выбранных то-коограничивающихреакторов(1LR,2LR):наэлектродинамическуюстойкость:iудiуд(K-5)/272,37/236,18кАIдин37кА;натермическуюстойкость:В=997,56кА2сIt14,6281705,3кА2с;к(K-5)термтерм.нормпоостаточномунапряжениюнашинахустановки:Uост3Iп0(К5)хр100/Uном25,87(0,35/2)100/10,078,4%70%Uном.Сравнивполученныезначениясдопустимыми,отметим,чтовыбран-ныереакторыпроходятповсемпараметрам.ОБЩИЕВОПРОСЫВЫБОРАЭЛЕКТРИЧЕСКИХАППАРАТОВВраспределительныхустройствахэлектрическихстанцийиподстанцийсодержится большое число электрических аппаратов и соединяющих их про-водников. Выбор и расчет токоведущих частей аппаратов и проводников –важнейшийэтаппроектированиялюбойэлектроустановки,откотороговзначительнойстепенизависитнадежностьееработы.При выборе токоведущих частей необходимо обеспечить выполнениеряда требований, вытекающих из условий работы. Аппараты и проводникидолжны:длительно проводить рабочие токи без чрезмерного повышения тем-пературы;противостоять кратковременному электродинамическому и тепло-вомудействиютоковКЗ;выдерживать механические нагрузки, создаваемые собственной мас-сойимассойсвязанныхснимиаппаратов,атакжеусилия,возникающиев результате атмосферных воздействий (ветер, гололед). Это требование учи-тываетсяпримеханическомрасчетеЛЭПиРУ;удовлетворятьтребованиямэкономичностиэлектроустановки.Один из важнейших вопросов – обеспечение термической стойкостиаппаратов и проводников. При работе происходит нагрев электрических ап-паратовипроводников,чтоявляетсяследствиемпотерьихмощности:втоковедущихчастях,обмотках,контактах;отвихревыхтоковвметаллическихчастях,особенноферромагнитных;вмагнитопроводахтрансформаторовиэлектромагнитов;вдиэлектриках.Для аппаратов и проводников эти потери являются сложной функциейтока, напряжения, частоты. Однако, принимая во внимание, что наибольшейявляетсясоставляющаяпотерьвтоковедущихчастяхичтонапряжениеи частота обычно изменяются незначительно, можно в большинстве случаевсчитать,чтопотеримощностипропорциональныквадратутока.Различают два основных режима нагрева токоведущих частей:длительныйнагреврабочимтоком.Этотрежимхарактеризуетсятепло-вымравновесием,внемпроводникприобретаетопределенную(установив-шуюся)температуру;кратковременныйнагревтокомКЗ.Вэтомрежиметемпературапровод-никанепрерывнорастет,таккактеплотывыделяетсявомногоразбольше,чемвнормальномрежиме,онанеуспеваетотводитьсяитепловоеравновесиене устанавливается. Проверка токоведущих частей на термическую стойкостьсостоитвтом, чтобыубедиться,что ниводном изэтих режимовтемпературапроводниканепревыситдопустимой.Приэтомдопустимыетемпературывкаждомизрежимовразличныиопределяютсярядомтребований:обеспечитьэкономическицелесообразныйсрокслужбыизоляции;обеспечитьнадежнуюработуконтактнойсистемы;не допустить заметного ухудшения механических свойств металлатоковедущихчастей;недопуститьразрушенияизоляции.При длительной работе допустимая температура определяется первымили вторым требованием, при КЗ – третьим и четвертым. Для изолированныхчастейдопустимаятемператураопределяетсявосновномсрокомслужбыизоляции и устанавливается в зависимости от вида и класса изоляции. Длякоммутационных аппаратов и шин допустимые температуры в основном оп-ределяютсяусловияминормальной работыконтактов.Для каждого аппарата и проводника существует зависимость темпера-туры его частей в установившемся режиме от рабочего тока при постояннойтемпературе окружающего воздуха. При заданной допустимой температуреоднозначно определяется и соответствующий допустимый рабочий ток призаданной температуре воздуха и других принятых условиях. Значения этихтоков для проводников стандартных сечений приведены в специальных таб-лицах [19], которыми и пользуются при выборе сечений проводников по ус-ловиямдлительного нагрева.При выборе аппаратов и проводников учитываются также следующиефакторы:род установок (в помещении или на открытом воздухе);температураокружающейсреды;влажностьизагрязненностьатмосферыилипомещения;габариты, вес аппарата и удобство его размещения в распределитель-номустройстве;стоимостьаппарата;изоляция электрических аппаратов и кабелей должна соответствоватьноминальному напряжению установки Uу, для чего должно быть выполненоусловиеUyUном,(6.1)гдеUномноминальноенапряжениеаппаратаиликабеля.Таким образом, токоведущие элементы выбирают по условиям рабочегорежима и проверяют на термическую и электродинамическую стойкость притокахКЗ.Отключающиеаппараты(выключателиит.д.)проверяюттакжепо отключающей способности. Расчетные величины рабочих токов и токовкороткогозамыканиясопоставляютссоответствующиминоминальнымипараметрами аппаратов и проводников, выбираемых по каталогам и справоч-никам.ВыбораппаратовипроводниковпоусловиямрабочегорежимаЗначения рабочих токов присоединений необходимы для выбора аппа-ратов и проводников по рабочему режиму. Рабочий режим делится на нор-мальныйиутяжеленный.Поднормальнымрежимомустановкипонимаютрежим, предусмот-ренный планом эксплуатации. В нормальном режиме функционируют всеэлементы данной электроустановки без вынужденных отключений и без пе-регрузок.Утяжеленным режимом называется режим при вынужденном отклю-чении части присоединений вследствие их повреждения или в связи с профи-лактическим ремонтом. При этом рабочие токи других присоединений могутзаметно увеличиваться и значительно превышать рабочие токи нормальногорабочего режима. Так, например, при отключении одной из двух параллель-ных воздушных или кабельных линий или одного из двух параллельно вклю-ченных трансформаторов нагрузка второй линии или второго трансформато-раувеличиваетсявдвоепротивеенормальногозначения.Такойрежимдопускается в течение ограниченного времени (до нескольких суток), необ-ходимогодлявосстановлениянормального режима.Пропускную мощность линий, номинальную мощность трансформато-ров выбирают с учетом таких режимов. При этом может быть использованаперегрузочнаяспособностьсиловыхтрансформаторов,кабелей6–10кВи некоторых других элементов. Аппараты РУ, как правило, не допускают пе-регрузки в утяжеленном режиме. В особенности это относится к коммутаци-оннымаппаратам.РасчетныетокиIрабприсоединенийопределяютсяпо-разномудляраз-личныхэлементовэнергосистем.Дляприсоединенийгенераторов,синхронныхкомпенсаторовнаи-больший расчетный ток определяется при работе с номинальной мощностьюисниженномна5%напряжении:Iрабmax1,05IGном(6.2)Для присоединений силовых трансформаторов расчетный рабочий токнормального режима может быть равен номинальному току трансформатора,меньше или больше его, в зависимости от назначения и метода резервирова-ния трансформатора. Так, для присоединений трансформаторов, включенныхв блок с одним или несколькими генераторами, расчетный ток нормальногорежима равен номинальному току трансформатора, поскольку мощность по-следнего соответствует мощности генераторов. Утяжеленный режим по ука-заннойздесьпричинетакжеотсутствует.При определении расчетных рабочих токов присоединений трехобмо-точных трансформаторов и автотрансформаторов нужно учитывать распре-делениемощностимеждуобмоткамивнормальномиутяжеленномрежимах.На стороне среднего и низшего напряжений при двух работающихтрансформаторах(автотрансформаторах)Iраб.нормSн,(6.3)гдеSннаибольшаяперспективнаянагрузканасторонесреднегоинизшегонапряжения.ПриотключенииодноготрансформатораIраб.утж2Iраб.норм.(6.4)Втехслучаях,когдаожидаемыйрежимработытрансформаторанеможетбытьопределен(приотсутствиинеобходимыхданных),следуетпринимать:расчетныйтокнормальногорежимаIраб.нормIном.(6.5)расчетныйтокутяжеленногорежимаIраб.утж(1,251,3)Iном.т,(6.6)дляодиночнойрадиальнойлинииIраб.нормIраб.утж(6.7)иопределяетсяпонаибольшейнагрузкелинии.ДляnпараллельныхлинийIраб.нормSн,(6.8)гдеSн–наибольшаямощность,передаваемаяполиниям,МВА.Расчетныйтокутяжеленногорежимаопределяетсяприотключенииоднойизлиний:Iраб.утжnn1Iраб.норм.(6.9)Для сборных шин подстанций, аппаратов и шин в цепях шиносоедини-тельных и секционных выключателей ток утяжеленного режима определяет-ся с учетом токораспределения по шинам при наиболее неблагоприятномэксплуатационном режиме. Такими режимами являются: отключение частипитающих линий, перевод отходящих линий на одну систему шин, а источ-ников питания – на другую. Обычно ток, проходящий по сборным шинам,секционному и шиносоединительному выключателю, с учетом ремонтныхусловий принимается равным длительному рабочему току самого мощногогенератораилитрансформатора,присоединенногокэтимшинам.НоминальныйтокаппаратовIномнормированпритемпературеокру-жающеговоздухаθо.ном35С,адлительнодопустимыйтокпроводниковIдоппритемпературеокружающеговоздухаθо.ном25Силипритемпера-туреземлиθо.ном15С.Еслидействительнаятемператураокружающейсредыθоотличнаотноминальной,тоследуетсделатьперерасчетноминальноготокапосоотно-шениям:дляаппаратовIномIном;(6.10)дляшиникабелейIдоп Iдоп,(6.11)где Iноми Iдоп– номинальный и длительно допустимый ток при температуреокружающейсредыо;доп–продолжительнодопустимаятемператураап-паратаилипроводника(прирасчетахшинпринимаюто=70°Сдляалю-миния);Iдоп–допустимыйток,определяемыйпотаблицамприо.ном=25°С.Определение расчетных токов рабочего режима. Рассмотрим при-мер определения расчетных токов рабочего режима в соответствии с данны-мивыше рекомендациями.РасчетныйтокприсоединениягенераторовG1–G815,75кВ(см.(6.2)IGрабmax1,05IGном1,05SGном/(3UGном)1,05250,0/(15,75)9623А.РасчетныйтокприсоединенияблочноготрансформатораТ1(Т2)РУ220кВопределяетсярабочимтокомгенератора:IT1(T2)раб max1,05SGном/(UTном)1,05250,0/(230,0)658,9А.Расчетныйтокприсоединенияавтотрансформаторасвязи1АТ(2АТ)РУ220кВ(длясхемынормальногорежима,параграф3.4):I1AT(2AT)рабSперmax/(nАТUАTном)246,1/(2230,0)308,9А.Утяжеленныйрежимработыданногоприсоединениянаступаетприот-ключенииодногоизпараллельныхавтотрансформаторов:I1AT(2AT)раб.утжSперmax/((nАТ1)UАTном)246,1/(230,0)617,8А;присоединенияВЛ220кВприусловии,чтоотходящиелиниинеявля-ютсяпарнымиине резервируютсяотдругихподстанций:IW1(W2W8)рабmaxkоРнmax/(Uномcosн)0,850,0/(220,00,9)117А.РасчетныйтокприсоединенияблочноготрансформатораТ3(Т4–Т8)РУ500 кВ:I(T3T8)рабmax1,05SGном/(UTном)1,05250,0/(525,0)288,7А.Расчетныйтокприсоединенияавтотрансформаторасвязи1АТ(2АТ)РУ500кВ(длясхемынормальногорежима,параграф3.4):I1AT(2AT)рабSперmax/(nАТUАTном)246,1/(2500,0)142,1А.Утяжеленныйрежимработыданногоприсоединениянаступаетприот-ключенииодногоизпараллельныхавтотрансформаторов:I1AT(2AT)раб.утжSперmax/((nАТ1)UАTном)246,1/(500,0)284,2А.присоединениялинийсвязиссистемой500кВ(см.(6.8)–(6.9):I(W1W3)рабmaxSрабmax/(nWUном)АТСперmaxSG3G8(246,16250,0/(3500,0)672,1А;I(W1W3)раб.утжSрабmax/((nW1)Uном)АТСперmaxSG3G8 (246,16250,0/(2500,0)1008А.присоединенияотпаечноготрансформатора собственныхнужднагене-раторномнапряжении15,75 кВ:ITрабmax1,05STном/(UTном)1,052,500/(15,75)96,2А;с.н.с.н.с.н.присоединенияавтотрансформаторасвязи1АТ(2АТ)РУ10кВ:IННрабmaxSc.нmax/(nАТUном)82,500/(210,5)550А.Утяжеленныйрежимработыдлявводныхвыключателей10кВнасту-паетприотключенииодногоизпараллельныхавтотрансформаторов:IННраб.утж2IННрабmax2550,01100А;присоединенияотходящихкабельныхлинийРУ10кВ:IКЛрабmaxSнmax/(Uном)2,500/(10,5)137А.Сводные данные условий выбора и проверкиэлектрическихаппаратовипроводниковПроводники и аппараты выбирают по расчетным условиям нормаль-ного режима и проверяют на работоспособность в условиях анормальныхрежимов: допустимый нагрев длительным максимальным током, термиче-ская и динамическая стойкость при коротких замыканиях, опасное сближе-ниегибкихпроводниковподдействиемэлектродинамическихсилприКЗ(см.табл.5.5,6.1,6.2).Таблица6.1УсловиявыборатоковедущихчастейТиппроводникаНоминальноенапряжениеТехнико-экономическиепоказателиНагревдлительнымтокомСтойкостьКоронаРадиопомехиэлектродина-мическаятермическаяВоздушныелинии–++(+)(+)++Кабельныелинии+++(+)+––Шинныелинии (то-копроводы)+(+)+++––При мечан ия:Учитываемыефакторыобозначенызнаком«плюс»,неучитываемые–знаком«минус».Факторы,отмеченныезнаком(+),учитываютсякосвенноиливчастныхслучаях.Технико-экономическиепоказателишинныхлинийучитываютсяприразработкеихконструкций.Выборсеченийпроводниковпроизводитсясучетомэкономическойплотностито-ка(кромесборныхшин,сетейдо1000Вприmax 40005000ч,сетейвременныхсо-оруженийиустройствсмалымсрокомслужбы).Выборсеченийпроводниковлинийна-пряжением330кВивыше,линиймежсистемныхсвязей,жесткихигибкихтокопроводовсбольшимmaxпроизводитсянаоснованиитехнико-экономическихрасчетов.При больших токахКЗ воздушные линиипроверяютна отсутствие схлестыванияпроводов.Проводникивоздушныхлиний(110–220)кВивышепроверяютпоусловиямот-сутствияобщейкороны.Таблица6.2УсловиявыборааппаратовТип аппаратаилиустройстваНоминальноенапряжениеНоминальныйтокДинамическаястойкостьТермическаястойкостьНагрузкавторичныхцепейКоммутационнаяспособностьХарактеристикатокоограниченияПотеринапряжениявнормальномрежимеВыключатель++++–+––Разъединитель++++–(+)––Короткозамыкатель+–++––––Отделитель++++–(+)––Предохранитель++–––++–Выключательнагрузки++++–+––Разрядник+––––+––Трансформатортока+++++–––Трансформаторнапряжения+–––+–––Опорныйизолятор+–+–––––Проходнойизолятор+++–––––Реактор++++–––+Автомат++(+)––++–Контактор++–––+––Магнитныйпускатель++–––+++Рубильник++++–+––Сучетомвышеизложенного,условиявыбораипроверкиаппаратовипроводниковсостоятвследующем.Выключатели:UномUсети ном;(6.12)IномImax норм;(6.13)IномIраб.утж;(6.14)Iвкл.номIп0;(6.15)iвкл.номiу;(6.16)Iпр.сквIп0;(6.17)iпр.скв=iдинiу;(6.18)терм.нормтерм.нормкtотклкотклтерм.нормI2tВi2dt,приtt;0(6.19а)В=I2tВ,приtt;(6.19б)термтерм.нормотклкотклтерм.нормIоткл.номIпτ;iа.номномIоткл.номiаτ,(6.20)(6.21)гдеIпр.скв–предельныесквозныетоки.Дляустановок,гдеIоткл.номIпτ,iа.номiаτ,допускаетсявыполнениеусловияiоткл.ном=(1+ном)Iоткл.номiк=iп+iа=Iп+iа;(6.22)duвосстdtгарантиспыт.(6.23)Разъединители:UномUсети ном;(6.24)IномImax норм;(6.25)IномIдлит max;(6.26)iпр.скв=iдинiуд;(6.27)I2tВ,приtt;(6.28а)терм.нормтерм.нормкотклтерм.нормВ=I2tВ,приtt.(6.28б)термтерм.нормотклкотклтерм.нормПлавкиепредохранители:UномUсети ном;(6.29)IномImax норм;(6.30)IномIраб.утж;(6.31)Iоткл.номIп.(6.32)Необходимотакжепроверитьсоответствиевремятоковойхарактери-стикизаданнымусловиям.Выключателинагрузки:UномUсети ном;(6.33)IномImax норм;(6.34)IномIраб.утж;(6.35)iпр.скв=iдинiуд;(6.36)I2tВ,приtt;(6.37а)терм.нормтерм.нормкотклтерм.нормВ=I2tВ,приtt.(6.37б)термтерм.нормотклкотклтерм.нормОграничителиперенапряжения:UномUсети ном;(6.38)uпробuдоп.расч;(6.39)uост.нбuдоп.расч;(6.40)iотклiсопр.расч.(6.41)Трансформаторытока:UномUсети ном;(6.42)IномImax норм;(6.43)IномIраб.утж;(6.44)iдин=kдинI1номiуд;(6.45)I2t(kI)2tВ;(6.46)терм.нормтерм.нормтерм1номтерм.нормкZ2номZ2расчr2расч(внеобходимомклассеточности),(6.47)гдеkдинкратностьтокаэлектродинамическойстойкости,о.е.;kтермкрат-ностьтокатермическойстойкости,о.е.Трансформаторынапряжения:UномUсети ном;(6.48)SномS2расч(внеобходимомклассеточности).(6.49)Токоограничивающиереакторы:UномUсети ном;(6.50)IномImax норм;(6.51)IномIраб.утж;(6.52)iдинiуд;(6.53)I2tВ;(6.54)терм.нормтерм.нормкхрхр.расч(6.55)(определяетсяпоусловиюнеобходимогоограничениятоковКЗипредельнодопустимойпотеринапряжениянареакторевнормальномрежиме работы).Автоматы:UномUсети ном;(6.56)IномImax норм;(6.57)IномIраб.утж;(6.58)iвкл.нбiуд;(6.59)iдинiуд;(6.60)I2tВ ;(6.61)Контакторы:терм.нормтерм.нормкIоткл.номIпож.(6.62)UномUсети ном;(6.63)IномImax раб;(6.64)Рподкл.допРподкл.расч.(6.65)Магнитныепускатели:UномUсети ном;(6.66)IномImax норм;(6.67)IномIраб.утж;(6.68)Рподкл.допРподкл.расч.(6.69)Рубильники:UномUсети ном;(6.70)IномImax норм;(6.71)IномIраб.утж;(6.72)iдинiуд;(6.73)I2tВ ;(6.74)терм.нормтерм.нормкIоткл.допIраб(6.75)(еслирубильникимеетдугогасительныекамерыиразрывныеконтакты).Шиныипроводанеизолированныенапряжением110–1150кВвыби-раютсяпотаблицам(номограммам)экономическихинтервалов(прил.8):Iдл.допImax норм;(6.76)Iдл.допIраб.утж;(6.77)допрасч;(6.78)SSтермmin,(6.79)гдеС–коэффициент,принимаемыйравным170дляшинизмедииравным90дляшинизалюминия.Силовыекабелиипроводаизолированные:UномUсети ном;(6.80)SSэкн=Iнорм.расч/Jэкн.(6.81)Iдл.допImax норм;(6.82)Iдл.допIраб.утж;(6.83)SSтермmin(6.84)Закрытыешинныетокопроводы:UномUсети ном;(6.85)IномImax норм;(6.86)IномIраб.утж;(6.87)iдинiуд;(6.88)I2tВ.(6.89)терм.нормтерм.нормкПроверка шин на термическую стойкость. Проверка гибких и жест-кихшиннатермическуюстойкостьприкороткомзамыканиипроизводитсяпоусловиюКЗКЗдоп,(6.90)гдеКЗ–температурашинпринагреветокомкороткогозамыкания;КЗдоп–допустимаятемпературанагревашинприкороткомзамыкании.При проектировании распределительных устройств и сетей часто возни-кает необходимость определить минимальное сечение проводника Smin, отве-чающего термической стойкости при коротком замыкании. В приближенныхрасчетах частопользуются упрощеннойформулойSminС.(6.91)ВыборвыключателейиразъединителейВыключателипредусматриваютсявовсехцепяхсхемы,гденеобходимокоммутироватьток.ВцеляхудобствакомпоновкииэксплуатацииРУ35кВи выше во всех цепях устанавливаются одинаковые выключатели, разъедини-телиитрансформаторытока,которыевыбираютсяпосуммарномутокуКЗнасборных шинах (за выключателем тупикового присоединения) и по макси-мальному рабочему току наиболее мощного присоединения в нормальномрежиме.Своднаятаблицаповыборувысоковольтныхаппаратовгенераторногонапряжения15,75кВG1–G2КаталожныеданныеТаблица6.3При мечан ия:привод выключателя ШРПФ-3М;привод разъединителя ПД-12У3;приводзаземляющихножейПЧ-50.Таблица6.4Сводная таблица по выбору высоковольтных аппаратов генераторногонапряжения15,75кВ G3–G8РасчетныеданныеКаталожныеданныеВыключательВВГ-20-160/12500У3РазъединительРВПЗ-2-20/12500У3Uсетином=15,75кВUном=20кВUном=20кВIрабmax=9623АIном=12500АIном=12500АIп0=63,23кАIпр.скв=160кА–iу=169,99кАiпр.скв=410кАiпр.скв=490кАIп=63,23кАIоткл.ном=160кА–iа=36,45кАiа.ном20,2016045,25кА–В=4502,4кА2сI2tтерм.нормтерм.нормI2tтерм.нормтерм.нормк16024102400кА2с18024129600кА2сПри мечан ия:привод выключателя ШРПФ-3М;привод разъединителя ПД-12У3;приводзаземляющихножейПЧ-50.Таблица6.5Своднаятаблицаповыбору высоковольтныхаппаратовОРУ220кВКаталожныеданныеПри мечан ия:привод выключателя ШРНА;приводразъединителяПРН-110У1;приводзаземляющихножейПРН-110У1;поусловиюотключенияапериодическойсоставляющейтокаКЗвыключательнепрохо-дитсогласноГОСТ687–78;вэтомслучаедопускаетсяпроверкапополномутокуКЗ.Таблица6.6Своднаятаблицаповыбору высоковольтныхаппаратовОРУ500кВРасчетныеданныеКаталожныеданныеВыключательВВБ-500А-35,5/2000У1РазъединительРНДЗ.2-500/3200У1Uсетином=500кВUном=500кВUном=220кВIраб.утж= 1008 АIном=2000АIном=3200АIп0=15,92кАIпр.скв=40кА–iу=43,25кАiпр.скв=102кАiпр.скв=160кАIп=15,78кАIоткл.ном=35,5кА–iа=17,03кАiа.ном=20,435,5=20,1кА–В=75,74кА2сI2tтерм.нормтерм.нормI2tтерм.нормтерм.нормк40223200кА2с63213969кА2сПри мечан ия:привод выключателя ШРНА;приводразъединителяПДН-1У1;приводзаземляющихножейПРН-1У1.Таблица6.7Своднаятаблицаповыбору высоковольтныхаппаратовРУ10кВ(вводныевыключатели)РасчетныеданныеКаталожныеданныеВводной,секционныйвыключательВВЭ-10-31,5/1600У3Выключатели отходящих КЛВВЭ-10-31,5/630У3Uсетином=10кВUном=10кВUном=10кВIраб.утж=1100АIном=1600А–Iраб.утж=137А–Iном=630АIп0=25,87кАIпр.скв= 31,5 кАiпр.скв= 80 кАIоткл.ном=31,5кАiа.номзаводом-изготовителемнерегламентируетсяI2t31,5233200кА2стерм.нормтерм.нормiу=72,37кАIп=25,87кАiа=31,42кАВ= 998,0кА2скВ укрупненных электрических блоках при большой величине тока ко-роткого замыкания на выводах генератора рекомендуется выбирать генера-торный выключатель с номинальным током отключения не менее величинытока короткого замыкания от генератора для защиты трансформатора привнутренних повреждениях. При этом динамическая и термическая стойкостьтакого выключателя должна соответствовать току короткого замыкания навыводах генератора. Отключение тока короткого замыкания на выводах ге-нераторадолжнопроизводитьсявыключателем(выключателями)высокойстороны блочного трансформатора с последующим отключением генератор-ноговыключателяивосстановлениемработыукрупненногоблока.В РУ 6–10 кВ целесообразно определять расчетный ток КЗ и рабочийтокнормальногорежимадлякаждойцепи,т.е.каждыйвыключательвыбира-етсяотдельно.При выборе выключателя, согласно ГОСТ 687–78, необходимо учесть12 различных параметров. При учебном проектировании допустимо произво-дитьвыборвыключателейповажнейшимпараметрам(формулы(6.12),(6.14),(6.17)–(6.20),(6.22).При курсовом и дипломном проектировании проверку по параметрамвосстанавливающегося напряжения на контактах выключателя (скорость вос-становления, частота, коэффициент превышения амплитуды) обычно не де-лают, так как для большинства энергосистем реальные условия восстановле-ниянапряжениялегчетех,вкоторыхиспытанвыключатель.В отличие от выключателей, разъединители выбираются только по на-пряжению и току утяжеленного режима и проверяются на термическую и ди-намическуюстойкостьпотемжезначениям,чтоивыключатели.Разъединители, так же как и выключатели, устанавливаются во всех це-пяхсхемы:влинияхпередач–собеихсторонвыключателя;вцепяхгенерато-ровитрансформаторов–соднойсторонывыключателя;придвойнойсистемесборных шин предусматривается развилка разъединителей со стороны сбор-ных шин. В ячейках КРУ 6–10 кВ собственных нужд и местной нагрузки вме-сторазъединителейприменяютсявтычныеконтакты.Результатывыбораипроверкиаппаратавсоответствиисрасчетнымии каталожными данными обычно сводятся в таблицу. Для выключателей при-соединений рассматриваемого задания результаты выбора и проверки комму-тационныхаппаратовпредставленывтабл.6.3–6.7.Выбор трансформаторов токапоконструкциииклассуточностиИзмерительные трансформаторы предназначены для уменьшения пер-вичныхтоковинапряженийдозначений,наиболееудобныхдляподключенияизмерительных приборов, реле защиты, устройств автоматики. Применениеизмерительныхтрансформаторовобеспечиваетбезопасностьработающих(так как цепи высшего и низшего напряжений разделены), а также позволяетунифицироватьконструкциюприборовиреле.ТрансформаторытокахарактеризуютсяноминальнымпервичнымтокомI1ном(стандартнаяшкаланоминальныхпервичныхтоковсодержитзначенияот1до40000А)иноминальнымвторичнымтокомI2ном,которыйпринятрав-ным1или5А.Отношениеноминальногопервичногокноминальномувторич-ному току представляет собой коэффициент трансформации тока kтт = I1ном/I2ном.Взависимостиоттоковойпогрешностиизмерительныетрансформато-ры тока разделены на пять классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Наименованиеклассаточностисоответствуетпредельнойтоковойпогрешноститрансформа-торатокаприпервичномтоке,равном1–1,2номинального.Выборклассаточностиопределяетназначениетрансформаторатока.В соответствиес ПУЭ:трансформаторы тока для подключения электроизмерительных прибо-ровдолжныиметьклассточностинеболее1,0;обмотки трансформаторов тока для присоединения счетчиков, по кото-рымведутсяденежныерасчеты,должныиметь классточностинеболее0,5;для технического учета допускается применение трансформаторов токаклассаточности1,0.По конструкции различают трансформаторы тока катушечные, одно-витковые (типаТПОЛ), многовитковыеслитой изоляцией (типаТПЛи ТЛМ). Трансформатор типа ТЛМ предназначен для КРУ и конструктивносовмещен с одним из штепсельных разъемов первичной цепи ячейки. Длябольших токов применяют трансформаторы типа ТШЛ и ТПШЛ, у которыхрольпервичнойобмоткивыполняетшина.Электродинамическаястойкостьта-кихтрансформаторовтокаопределяетсястойкостьюшины.ДляОРУвыпуска-ют трансформаторы типа ТФН в фарфоровом корпусе с бумажно-маслянойизоляцией. Для релейной защиты имеются специальные конструкции. На вы-водахмасляныхбаковыхвыключателейисиловыхтрансформаторовнапряже-нием35кВивышеустанавливаютвстроенныетрансформаторытока.Измерительные трансформаторы тока (ТТ) предусматриваются во всехцепях схемы, как правило, в паре (рядом) с выключателями в виде отдельных(выносных)иливстроенныхввыключатели (ТВ).Наибольшее количество ТТ (4–8 комплектов) предусматривается в це-пях генераторов. Кроме того, на стороне ВН всех силовых трансформаторовустановлены встроенные трансформаторы тока (ТВТ). У автотрансформато-роввстроенныеТТпредусмотрены со всехсторон.УсловиявыбораТТ–теже,чтоиразъединителей,т.е.понапряжению,току,динамической итермическойстойкости,посколькуонивключаютсявэлектрическуюцепьпоследовательно.Крометого,ТТвыбираютпоклассуточности и проверяют по допустимой нагрузке измерительных приборов Zном.НагрузкаТТ–этополноесопротивлениевнешнейцепиZ2,выражен-ноевомах.Сопротивленияr2иx2представляютсобойсопротивлениепри-боров,проводовиконтактов.НагрузкуТТможнотакжехарактеризоватька-жущейсямощностьюSI2Z,ВА.ПодноминальнойнагрузкойТТZ22ном 2номпонимают нагрузку, при которой погрешности не выходят за пределы, уста-новленные для трансформаторов данного класса точности. Значение Zном да-етсяв каталогах.Для обеспечения выбранного класса точности необходимо, чтобы дей-ствительная нагрузка вторичной цепи Z2 не превосходила нормированнойдляданногоклассаточностинагрузкиZ2ном,Ом,т.е.Z2Z2ном.Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому Z2 r2.Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов rприб, соединитель-ныхпроводовrприпереходногосопротивленияконтактовrк:r2rприбrпрrк,(6.92)гдеrSI2,(6.93)прибприб2номгдеSприбмощность,потребляемаяприборами;I2номноминальныйвторич-ныйтокприбора.ДляподсчетаSприбрекомендуетсятабличнаяформа(табл.6.8,6.10).Класс точности измерительных приборов в цепях электростанции дол-женбытьнениже2,5.Переченьнеобходимыхизмерительныхприборовв цепях электростанции приводится в табл. 6.8, технические данные щитовыхприборов–втабл.П.7.1, П.7.2.Таблица6.8Контрольно-измерительныеприборынаэлектростанции№п/пЦепьМестоустановкиприборовПереченьприборовПримечание123451Гидрогенератор–Амперметрдляизмерениятока каждой фазы; вольт-метр, ваттметр, варметр;регистрирующие ампер-метр,вольтметр,ваттметр,варметр, частотомер; из-мерительные преобразова-телитока,напряжения,активнойиреактивноймощности;счетчикиак-тивнойиреактивнойэнер-гии;синхроноскоп–Продолжениетабл.6.8123452ДвухобмоточныйтрансформаторВННН–Амперметр,ваттметр,счетчики активной и ре-активнойэнергииЕслитрансфор-маторработаетвблоке с генерато-ром,токомплек-та измерительныхприборовнанизшем напряже-ниидлянегонетребуется,таккакиспользуются при-борыгенератора3Трехобмоточныйтрансформаторилиавтотранс-форматорВНСНННИзмерительный преобра-зовательтока.Измерительные преобра-зователитока,активнойи реактивной мощности,счетчики активной и ре-активнойэнергииТоже–4Сборныешины6,10,35кВНакаждойсек-цииилисистемешинИзмерительный преобра-зовательнапряжения.Вольтметрдляизмере-ниямеждуфазногона-пряжения и вольтметр спереключениемдляиз-мерениятрехфазныхна-пряжений–5Сборныешины110–220кВТожеИзмерительные преобра-зователинапряжения,частоты.Вольтметрспереключа-телемдляизмерениятрехмеждуфазныхнапряже-нийирегистрирующийвольтметр;фиксирующийприборТоже6Сборныешины330кВивышеНакаждойсек-ции или в систе-мешинТо же, что и в п. 4, и ре-гистрирующийчастото-мерГдепоусловиямработыэнерго-системытребу-етсяточнаяруч-наясинхрониза-ция, устанавлива-етсяколонкасин-хронизации7Секционныйишиносоедини-тельныйвы-ключатель–Измерительныйпреобра-зовательтока–Окончаниетабл.6.8123458Обходнойвыклю-чатель–Измерительные преобра-зователи тока (три фазы),напряжения,активнойиреактивноймощности;расчетныесчетчикиификсирующийприбор–9Линии6–10кВ–Измерительные преобра-зователи тока, расчетныесчетчики активной и ре-активнойэнергиидлялиний,принадлежащихпотребителюЕслипосчетчи-камневедетсяденежныйучет,то счетчики реак-тивнойэнергиинеустанавлива-ются10Линии35кВ–Измерительные преобра-зователи тока, расчетныесчетчики активной и ре-активной энергии на ту-пиковыхпотребительскихлинияхТоже11Линии110–220кВ–Измерительные преобра-зователитока,активнойи реактивной мощности,расчетныесчетчикиак-тивнойиреактивнойэнергиинатупиковыхпотребительских линиях,фиксирующийприбордляопределенияместаКЗДлялинийспо-фазнымуправле-ниемустанавли-ваютсятриам-перметра.На линиях с дву-стороннимпита-нием–двасчет-чикаактивнойэнергиисостопо-рами12Линии330–500кВ–Измерительные преобра-зователи тока (три фазы),напряжения,активнойиреактивноймощности;расчетныесчетчикиак-тивнойиреактивнойэнергии,осциллограф,фиксирующий прибор дляопределенияместаКЗНалинияхмеж-системнойсвязиустанавливаютсясчетчикиактив-нойэнергиисостопорами13ТрансформаторсобственныхнуждВНННИзмерительный преобра- зователь тока, расчетныйсчетчикактивнойэнергии––Сопротивление контактов rкпринимается равным 0,05 Ом при двух-трех приборах и 0,1 Ом при большем числе приборов. Чтобы трансформатортокаработалвзаданномклассеточности,необходимовыполнитьусловиеДляr2Z2номrприб+rпр+rкZ2ном.(6.94)rпр=Z2ном–rприб–rк.(6.95)Знаяrпр,можноопределитьминимальноесечениесоединительныхпроводов:qmin=lрасч/rпр,(6.96)где–удельноесопротивлениематериалапровода,Оммм2/м;lрасчрасчет-наядлина,м,соединительныхпроводов,зависящаяотсхемысоединенияТТирасстоянияlотТТдоприборов:привключениивнеполнуюзвездуlрасч =3l ; при включении в звезду lрасч = l ; при включении в одну фазу lрасч = 2l .Проводасмеднымижилами(=0,0175Оммм2/м)применяютсявовторичныхцепяхосновногоивспомогательного оборудованиямощных элек-тростанцийсагрегатами100МВтиболее,атакженаподстанцияхсвысшимнапряжением 220 кВ и выше. В остальных случаях во вторичных цепях при-меняютсяпроводасалюминиевымижилами(=0,0283Оммм2/м).Длину соединительных проводов от трансформаторов тока до прибо-ров (в один конец) можно принять для разных присоединений приблизитель-норавной,м:Линии6–10кВкпотребителям…………………………………..Цепигенераторногонапряженияблочныхстанций……………4–620–40Всецепи РУ:35кВ……………………………………………………………60–70110кВ…………………………………………………………..100220кВ…………………………………………………………..100–150330–500кВ……………………………………………………..150–175По условию прочности сечение соединительныхпроводов не должнобыть меньше 2,5 мм2 для медных и 4 мм2 для алюминиевых жил. Сечениебольше6мм2 обычнонеприменяются.Трансформаторытокапроверяют:а)надинамическуюустойчивостьпоусловиюiуkЭДI1ном,(6.97)гдеkЭД–кратностьдинамическойстойкостипокаталогу.Динамическая устойчивость шинных и встроенных трансформаторовтока определяется устойчивостью шин и токоведущих частей вводов аппара-тов,ипроверкапо условию(6.98)нетребуется;б)натермическуюустойчивостьпоформуле2ктерм1номтерм.нормРис.6.1.ИзмерительныеприборывцепяхэлектростанцииРассмотрим пример выбора и проверки измерительных трансформато-ров тока для нескольких присоединений данного варианта. При этом необхо-димо учитывать, что на станции в различных цепях устанавливаются разныеколичество и типы приборов. При выборе счетчиков активной и реактивнойэнергииследуетиспользоватьсовременныеприборыучетаиконтроляэлек-троэнергии: электронные счетчики серий EMP, ЦЭ, многотарифные микро-процессорные счетчики типа «АЛЬФА», «ЕвроАЛЬФА», технические харак-теристикикоторыхприведенывприл.7.Дляподключенияконтрольно-измерительных приборов следует использовать измерительные преобразова-тели типа Е. Подключение контрольно-измерительных приборов в цепях ос-новныхприсоединенийстанциипоказано нарис.6.1.Проиллюстрируемметодикувыборатрансформаторовтока,например,в цепях генераторов и линий связи 500 кВ. Подсчет мощности подключаемыхприборовведемвтабличнойформе(табл.6.9,6.11)Таблица6.9РасчетнагрузкитрансформаторовтокавцепигенераторовНаименованиеприбораТипприбораНагрузкаТТ,ВАФазаАФазаВФазаСАмперметрЭ-3650,50,50,5Н-394–10,0–ВаттметрД-3350,5–0,5Н-39510,0–10,0ВарметрД-3350,5–0,5Н-39510,0–10,0Счетчикактивнойэнер-гииЦЭ68220,05–0,05Счетчикреактивнойэнер-гииЦЭ68110,30,30,3Измерительные преобра-зователи:токаактивной мощностиреактивноймощностиЕ-824Е-829Е-830–1,01,01,0–1,0–1,01,0Итого23,8512,823,85Наметимкустановкевцепигенераторов(потабл.П.4.5прил.4)трансформаторытокатипаТШ-20-0,2-10000/5,длякоторыхноминальнаянагрузка,соответствующаяклассуточностиZ2ном= 1,2 Ом; номинальный вторичный ток I2ном= 5 А; Iтерм.норм= 160 кА;tтерм.норм=3с.Активноесопротивлениеподключаемыхприборов(6.93):r=23,85/52=0,954Ом.Далееопределяемдопустимоесопротивлениеконтрольногокабеля(со-единительныхпроводов)поформуле(6.95):rпр=1,2–0,954–0,1=0,146Ом.Минимальноесечениесоединительныхпроводов(6.96)(дляlрасч=l==30мприсоединенииТТв звезду):q=0,0175 30/0,146=3,60 мм2.Принимаемближайшеебольшеестандартноесечениеконтрольногокабеля q = 4,0 мм2. Тогда сопротивление соединительных проводов для при-нятогосеченияrпр = lрасч/ q = 0,0175  30/4,0 = 0,131 Ом,суммарноесопротивлениевторичнойнагрузкиZ2r2=0,131+0,954+0,1=1,185 Ом.Такимобразом,выбранныетрансформаторытокаповторичнойна-грузке в заданном классе точности проходят. Проверим выбранные ТТ подругимусловиям(табл.6.10).Таблица6.10ВыборипроверкатрансформаторовтокавцепяхгенераторовУсловиевыбораРасчетнаявеличинаДанныеТТпокаталогуUсетиномUномIраб maxI 1номZ2Z2номiу2kЭДI1номВВI2tктермтерм.нормотклUсетином=15,75кВI рабmax= 9623 АZ2 1,185Омiу=169,99кАВ=4502,4кА2скUном=20кВIном=10000АZ2ном 1,2 ОмПроверканетребуетсяВ=16023=76800кА2стермТаблица6.11Расчетнагрузкитрансформаторовтокавцепилинийсвязи500кВНаименованиеприбораТипприбораНагрузкаТТ,ВАФазаАФазаВФазаССчетчикактивнойэнергииЦЭ68230,10–0,10Счетчикреактивнойэнер-гииЦЭ68110,30,30,3Измерительныепреобразо-ватели:токаактивной мощностиреактивноймощностиЕ-824Е-829Е-8301,01,01,01,0–1,01,01,01,0Итого3,42,33,4Наметимкустановкевцепилинийсвязи500кВтрансформаторытокатипаТФЗМ-550Б-I-0,5-2000/1,длякоторыхноминальнаянагрузка,соответствующаяклассуточностиZ2ном= 30,0 Ом; номинальный вторичный ток I2ном= 1 А; Iтерм.норм= 68 кА;tтерм.норм=1с;iдин= 180 кА.Активноесопротивлениеподключаемыхприбороврассчитываемпоформуле(6.93):r=3,4/12=3,4Ом.Далееопределяемдопустимоесопротивлениеконтрольногокабеля(со-единительныхпроводов)поформуле(6.95):rпр=30,0–3,4–0,1=26,5Ом.Минимальноесечениесоединительныхпроводов(6.96)(дляlрасч=l==30мприсоединенииТТв звезду)qmin=0,0175 160/26,5=0,106 мм2.Принимаемближайшеебольшеестандартноесечениемедногокон-трольного кабеля (но не менее 2,5 мм2, по условию механической прочности)q=2,5 мм2.Тогдаrпр=lрасч/q=0,0175160/2,5=1,12 Ом,суммарноесопротивлениевторичнойнагрузкиZ2r2=1,12+3,4+0,1=4,62 Ом.Такимобразом,выбранныетрансформаторытокаповторичнойнагрузкев заданном классе точности проходят. Проверим выбранные ТТ по другимусловиям (табл.6.12).Таблица6.12Выборипроверкатрансформаторовтокавцепяхлинийсвязи500кВУсловиевыбораРасчетнаявеличинаДанныеТТпокаталогуUсети ном UномIраб max I1номZ2Z2номiуiдинВВI2tктермтерм.нормотклUсетином=500кВUном=500кВIраб.утж=1008АIном=2000АZ2=4,62ОмZ2ном30,0Омiу=43,25кАiдин=180кАВ= 75,74кА2скВ= 6823 =13872кА2 стермВыбортрансформаторовнапряженияпоконструкциииклассуточностиТрансформаторынапряжения(ТН)характеризуютсяноминальнымизначениямипервичногонапряжения,вторичногонапряжения(обычно100Вили100/В),коэффициентатрансформацииК=U1ном/U2ном.ВзависимостиотпогрешностиразличаютследующиеклассыточностиТН:0,2;0,5;1;3.В установках напряжением до 18 кВ применяются трехфазные и одно-фазные трансформаторы, при более высоких напряжениях – только однофаз-ные. При напряжениях до 20 кВ используется большое число типов транс-форматоровнапряжения:сухие(НОС),масляные(НОМ,ЗОМ,ЗНОМ,НТМИ, НТМК), с литой изоляцией (ЗНОЛ). Следует отличать однофазныедвухобмоточныетрансформаторыНОМотоднофазныхтрехобмоточныхтрансформаторовЗНОМ.ТрансформаторытипаЗНОМ-15,-20,-24иЗНОЛ-06устанавливаютсявкомплектныхтокопроводахмощныхгенераторов.Вуста-новках напряжением 110 кВ и выше применяют трансформаторы напряжениякаскадноготипаНКФ.В зависимости от назначения могут применяться разные схемы вклю-чения трансформаторов напряжения. Два однофазных трансформатора на-пряжения, соединенные в неполный треугольник, позволяют измерять двалинейных напряжения. Такая схема целесообразна для подключения счетчи-ков и ваттметров. Для измерения линейных и фазных напряжений могут бытьиспользованытриоднофазныхтрансформатора,соединенныепосхеме«звезда – звезда», или трехфазный типа НТМИ, третья обмотка которого со-единена в разомкнутый треугольник и используется для присоединения релезащиты от замыканий на землю. Так же соединяются в трехфазную группутрехобмоточныетрансформаторытипаЗНОМи НКФ.ТрансформаторынапряжениявыбираютпонапряжениюустановкиUсетиномUном,(6.99)по вторичной нагрузке в намечаемом классе точности (в зависимости от при-соединяемыхприборов)S2S2ном,(6.100)где S2ном – номинальная мощность нагрузки трансформатора напряжения, кВА.ЗаS2номпринимаютмощностьвсехтрехфазоднофазныхТН,соединен-ныхпосхемезвезды,иудвоеннуюмощностьоднофазноготрансформатора,включенногопосхеменеполноготреугольника.Трансформаторнапряженияустанавливаетсянакаждойсекцииилисистеме сборных шин, к нему подключаются измерительные приборы всехприсоединений (линий, трансформаторов и т. д.), а также приборы контроляизоляции в сети 10 кВ. Кроме того, ТН устанавливаются на выводах генера-торовивЛЭП330кВивыше,атакжемеждугенераторнымвыключателеми трансформатором блока для контроля напряжения при синхронизации ге-нератора и питании трансформатора собственных нужд при пуске и остановеблока.Переченьнеобходимыхприбороввыбираетсяпотабл.6.8.Дляупрощениярасчетовнагрузкуможнонеразделятьпофазам,тогда2Σ.(6.101)ДляподсчетаS2рекомендуетсятабличнаяформа(табл.6.13,6.14).ЕслиS2S2номввыбранномклассеточности,тоустанавливаетсявто-ройтрансформаторнапряженияичастьприборовприсоединяетсякнему.При определении вторичной нагрузки сопротивление соединительныхпроводов не учитывают (так как оно мало), однако сопротивление проводовсоздает дополнительную потерю напряжения. Согласно ПУЭ потеря напря-жениявпроводахоттрансформаторовксчетчикамнедолжнапревышать0,5%, ав проводахкщитовымизмерительнымприборам–3%.Рассмотрим пример выбора ТН в цепи генераторов G1–G8, а также ли-нии 500 кВ. Расчеты выполняются на основании следующих данных: рис. 6.1,табл.6.9,табл. П.7.1, П.7.2(прил.7).В цепи главных выводов генераторов устанавливаются трансформато-рынапряжениятипаЗНОЛ.06-20У3,S2ном=3·75=225ВА,классточности0,5.РасчетнагрузкитрансформаторовнапряжениявцепигенераторовG1–G8Таблица6.13НаименованиеитипприбораМощность однойкатушки прибора,В·АЧислокатушекcosприбsinприбЧислоприборовОбщаяпотребляемаямощностьP,ВтВольтметр:Э-365Н-393210111,01,000212,010,0Ваттметр:Д-335Н-3951,510221,01,000113,020,0Варметр:Д-335Н-3931,510,0221,01,000113,020,0ЧастотомерН-3977,011,0017,0Счетчикактивнойэнер-гииЦЭ-68225,021,00110,0Счетчикреактивнойэнер-гииЦЭ-68111,021,0012,0Синхроноскоп10,011,00110,0Измерительныепреобра-зователи:напряженияЕ-825активноймощностиЕ-829реактивноймощностиЕ-8305,010,010,01221,01,01,00001115,020,020,0Итого132,0 ВАПримечание.Нагрузка,потребляемаяприборами,характеризуетсятолькоак-тивнойсоставляющеймощности.Суммарнаямощность,потребляемаяприборами:S2=132,0ВА.ЗдесьS2S2ном,следовательно,выбранныйТНработаетвзаданномклассеточности.Вцепилиниисвязи500кВвыберемтрансформаторынапряжениятипаНКФ-500-78У1,S2ном=500ВА,классточности1.Таблица6.14Расчетнагрузкитрансформаторовнапряжениявцепилиниисвязи500кВНаименованиеитипприбораМощность однойкатушки прибора,В·АЧислокатушекcosприбsinприбЧислоприборовОбщаяпотребляемаямощностьP,ВтВольтметрН-3931011,00110,0Счетчикактивнойэнер-гииЦЭ-68225,021,00110,0Счетчикреактивнойэнер-гииЦЭ-68111,021,0012,0Фиксаторимпульсногодействия3,011,0013,0Измерительныепреобра-зователи:напряженияЕ-8255,011,0015,0активноймощностиЕ-82910,021,00120,0реактивноймощностиЕ-83010,021,00120,0Итого70,0 ВАСуммарнаямощность,потребляемаяприборами:S2=70,0ВА.ЗдесьS 2S2ном,следовательно,выбранныйТНработаетвзаданномклассеточности.ЗаключениеВ данной работе были произведены расчеты параметров ГЭС.Был произведен выбор основного оборудования. Рассчитаны токи короткого замыкания и на основании этих расчетов были выбраны трансформаторы напряжения и тока на средней и высокой стороне распределительного устройства ГЭС.Список использованной литературыАвторское свидетельство СССР SU 1686602 A1. Э. Б. Ахундов, Н. И. Бартош и Д.М. Ивинская. Кутлер П. П. и др. Способ оптимального распределения нагрузок между параллельно работающими энергоблоками.Дьяков А.Ф. Микропроцессорная автоматика и релейная защита электроэнергетических систем: учеб. пособие для вузов / А.Ф. Дьяков, Н.И. Овчаренко. – М.: Издательский дом МЭИ, 2010. – 336 с.Изобретение № 175664518-24. В. Н. Букин. Устройство для определения оптимального распределения нагрузок между электростанциями. Заявлено 06 марта. 1972 (21) 175664518-24.Изобретение № 557157649. В. Е. Казанский и Л. Д. Стернинсон. Устройство для автоматического регулирования частоты и распределения активной нагрузки между электростанциями в энергосистемах. Заявлено 25 апреля 1952 г. за № 557157649.Изобретение № 73311.И.С. Брук, И.М. Маркович, В.И. Горушкин и С.А. Совалов. Устройство для распределения активной нагрузки энергосистем между отдельными станциями. Заявлено 30 января 1948 г. за № 378417.Изобретение. № 68105В. М. Синьков. Устройство для расчета распределения активной нагрузки между параллельно работающими электрически станциями. Заявлено 26 марта 1945 года за № 418(337528). Опубликовано 31 марта 1947 года.Методика оценки технико-экономической эффективности применения устройств FACTS в ЕНЭС России. / Корнеев В.В., Шакарян Ю.Г., Новиков Н.Л. – М.: НТЦ электроэнергетики. 2009 г.Оптимизация режимов электростанций и энергосистем: Учебник для вузов / В.А. Веников, В.Г. Журавлев, Г.А. Филиппова. – М.: Энергоиздат, 1981 г. – 464 с.Экономика энергетики: учебное пособие для вузов / Н.Д. Рогалёв, А.Г. Зубкова, И.В. Мастерова и др.; под ред. Н.Д. Рогалёва. – М.: Издательство МЭИ, 2005. – 288 с.Энергетическая стратегия России на период до 2030 года / Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г. № 1715-р.