Выбор изоляторов на подстанциях

Опорные изоляторы выбирают:

1. По напряжению, формула (4.1).

2. По допустимой нагрузке:

F_расч ≤ F_доп, (4.56)

где F_расч – сила, действующая на изолятор; F_доп – допустимая нагрузка на головку изолятора: F_доп = 0,6F_разр; F_разр – разрушающая нагрузка на изгиб.

Расчетная сила, Н, при горизонтальном или вертикальном расположении изоляторов всех фаз

, (4.57)

где k_h – поправочный коэффициент на высоту шины, если она расположена на ребро (рис. 4.8):

; , (4.58)

где Н_из – высота изолятора.

Проходные изоляторы выбирают:

1. По напряжению, формула (4.1).

2. По длительному току, формула (4.2).

3. По допустимой нагрузке, формула (4.56).

Расчетная сила, Н, для проходных изоляторов

. (4.59)

Пример 4.1.Дляусловий примера 3.1 (см. схему на рис. 3.5, а) выбрать высоковольтное оборудование на подстанциях 35/10 и 10/0,4 кВ. Результаты расчета токов КЗ приведены в табл. 3.5.

Решение.1. Для выбора электрооборудования рассчитываем токи, А, нормального режима работы сети:

; ;

2. Выбор электрооборудования проводим в табличной форме.

В табл. 4.8 приведен выбор выключателей и разъединителей, устанавливаемых на высокой стороне подстанции 35/10 кВ.

В табл. 4.9 приведен выбор выключателей и разъединителей, устанавливаемых на низкой стороне подстанции 35/10 кВ.

В табл. 4.10 – выбор измерительных трансформаторов тока, устанавливаемых на стороне 10 кВ. Перечень приборов, потребляемая мощность и распределение вторичной нагрузки трансформатора тока, соответствующие
рис. 4.1, приведены в табл. 4.11. Из табл. 4.11 видно, что наиболее загружены трансформаторы тока фаз А и С.

Таблица 4.8

Выбор выключателей и разъединителей на U = 35 кВ

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
Выключатель ВБЭК-35	Разъединитель
1. U_уст ≤ U_ном 2. I_раб._max ≤ I_ном 3. I_п_τ ≤ I_{откл.ном} 4. I^" ≤ I_пр.с 5. i_у ≤ i_пр.с 6. В_к	U_уст = 35 кВ I_раб._max_с = 1,4·165,1 = 231,14 А I_п_τ = 3,98 кА I^" = 3,98 кА i_у = 6,96 кА В_к = 3,98²(0,1+0,1) = 3,168 кА²·с	U_ном = 35 кВ I_ном = 630 А I_{откл.ном} = 25 кА I_пр.с = 63 кА i_пр.с =	U_ном = 35 кВ I_ном = − − i_пр_. _с =

Таблица 4.9

Выбор выключателей и разъединителей на U = 10 кВ

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
Выключатель	Разъединитель
1. U_уст ≤ U_ном 2. I_раб._max ≤ I_ном 3. I_п_τ ≤ I_{откл. ном} 4. I^" ≤ I_{пр. с} 5. i_у ≤ i_{пр. с} 6. В_к	U_уст = 10 кВ I_раб._max = 1,4·115,6 = 161,84 А I_п_τ = 5,01 кА I^" = 5,01 кА i_у = 12,71 кА В_к = 5,01²(0,1+0,1) = 5,02 кА²·с	U_ном = 10 кВ I_ном = I_{откл. ном} = I_{пр. с} = i_{пр. с} =	U_ном = 10 кВ I_ном = − − i_{пр. с} =

Таблица 4.10

Выбор трансформаторов тока

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные ТОЛ-10
1. U_уст ≤ U_ном 2. I_раб._max ≤ I_ном 3. I_дин 4. В_к =	U_уст = 10 кВ I_раб._max = 161,84 А I^˝ = 5,01 кА В_к = 5,02 кА²·с	U_ном = 10 кВ I_ном =200 А I_дин =52 кА 17,5²·1 = 306 кА²·с

Таблица 4.11

Вторичная нагрузка трансформаторов тока

Приборы	Тип	Нагрузка фазы, ВА
А	В	С
Амперметр Ваттметр Счетчик активной энергии Счетчик реактивной энергии	Э351 Д365 И680 И673	0,5 0,5 2,5 2,5	0,5 − − −	0,5 0,5 2,5 2,5
Итого:	6,0	0,5	6,0

Общее сопротивление приборов, Ом:

Допустимое сопротивление проводов, Ом:

Для подстанции 35/10 кВ применяем контрольный кабель с алюминиевыми жилами, ориентировочная длина 50 м, трансформаторы соединены в полную звезду, поэтому l_расч = l, тогда сечение, мм²

Принимаем три контрольных кабеля АКРВГ с жилами сечения 6 мм². Фактическое сопротивление проводов, Ом:

Фактическая вторичная нагрузка трансформатора тока, Ом

В табл. 4.12 приведен выбор измерительных трансформаторов напряжения, устанавливаемых с низкой стороны трансформатора 35/10 кВ, а в
табл. 4.13 – перечень приборов, подключенных к трансформатору напряжения, причем учтено, что счетчики установлены в двух отходящих линиях
10 кВ и на выходе трансформатора.

Таблица 4.12

Выбор измерительных трансформаторов напряжения

на стороне 10 кВ подстанции

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные НАМИ-10
1. U_уст ≤ U_ном 2. S₂ ≤ S_{2 ном}	U_уст = 10 кВ ВА	U_ном = 10 кВ S_{2 ном}=120 ВА

В табл. 4.14 приведен выбор высоковольтного предохранителя, устанавливаемого на подстанции 10/0,4 кВ для защиты силового трансформатора. (Рекомендуемые ПУЭ значения номинальных токов плавких вставок для этих предохранителей в зависимости от мощности трансформатора 10/0,4 кВ приведены в табл. 4.3). Проверка плавкой вставки на селективность срабатывания с автоматами, установленными на стороне 0,4 кВ подстанции, осуществляется следующим образом.

Таблица 4.13

Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения

Прибор	Тип	Мощность одной обмотки, ВА	Число обмоток	сos φ	sin φ	Число приборов	Общая потребляемая мощность
Р, Вт	Q, квар
Вольтметр	Э350
Счетчик активной энергии	И680	2,3		0,38	0,925		5,244	12,765
Счетчик реактивной энергии	И673	2,3		0,38	0,925		5,244	12,765
Ваттметр	Д365	1,5						−
Варметр	Д365	1,5						−
Итого:	25,49	25,53

Таблица 4.14

Выбор высоковольтного предохранителя

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные ПК-10/100
1. U_уст ≤ U_ном 2. I_раб._max ≤ I_ном 3. I_п_τ ≤ I_{откл. ном}	U_уст = 10 кВ I_раб._max_с = 1,4·57,8 = 80,92 А I_п_τ = 4,15 кА	U_ном = 10 кВ I_ном = 100 А I_{ном. откл.} кА

По рис. 4.2 определяется время плавления плавкой вставки при коротком замыкании на стороне 0,4 кВ (ток КЗ в точке К4 определен в примере 4.2). Для этого ток I_к.К4 приводим к напряжению 10 кВ, кА:

По току по ампер-секундной характеристике плавкого предохранителя на 100 А (рис. 4.2) определяем время плавления плавкой вставки t_в ≈ 14 с.

Сравниваем полученное время, с, с временем, вычисленным по формуле:

, условие выполняется 14 > 0,69.