Підвищення надійності розподільчої мережі 10 кВ

1.3 Обґрунтування реконструкції розподільчої мережі

 

1.3.1 Характеристика ліній електропередачі 10 кВ.

Проаналізувавши стан надійності електропостачання  сільськогосподарських споживачів Іванківського району Київської  області, якість електроенергії на вводах споживачів, приймаємо рішення щодо підвищення надійності та економічності повітряних ліній напругою 10 кВ в зоні РТП 35/10 кВ «Іванків». Пояснювальна схема ліній  електропередачі 10 кВ наведена на рис. 1.1.

В магістерській роботі пропонується здійснити резервування живлення споживачів по лініях електропередавання напругою 10 кВ Л-14 «Макалевичі» РТП 35/10 кВ «Іванків» і лінії Л-44 «Макарівка» РТП 35/10 кВ «Обуховичі».

Магістраль лінії 10 кВ Л-14 «Макалевичі», що відходить від шафи №7  1 секції шин РП 10 кВ, секціонована лінійними роз’єднувачами ЛР-204, ЛР-143, ЛР-155 і ЛР-35. Саме за допомогою лінійного роз’єднувача ЛР-35 лінія Л-14 «Макалевичі» розмикається з лінією  Л-44 «Макарівка»  РТП 35/10 кВ «Обуховичі»  (між точкою під’єднання споживчих ТП 10/0,4 кВ №342 і 81 та точкою під’єднання споживчої  ТП 10/0,4 кВ №319).

Характеристика навантаження ліній 10 кВ наведена в табл. 1.4.

Таблиця 1.4 – Номери ТП 10/0,4 кВ та їх номінальні потужності.

Л-14 «Макалевичі» РТП 35/10 кВ «Іванків»			Л-44 «Макарівка»  РТП 35/10 кВ «Обуховичі»			Л-24 «Піски» РТП 35/10 кВ «Красилівка»
№п/п	№ТП	Sном,кВА	№п/п	№ТП	Sном,кВА	№п/п	№ТП	Sном,кВА
1	490	100	1	319	160	1	198	160
2	75	100	2	82	63	2	207	63
3	70	100	3	489	40	3	206	250
4	357	100	4	78	63	4	248	160
5	72	63	5	325	250	5	203	100
6	87	160	6	79	100	6	199	160
7	247	160	7	77	160	7	200	100
8	84	160	8	330	160	8	356	40
9	342	160	9	45	63			S∑Кр=1033
10	81	160			S∑Об=1059
		S∑Ів=1263

 

Окрім цього, лінія 10 кВ Л-14 «Макалевичі» РТП 35/10 кВ «Іванків»  має резервне з’єднання з лінією Л-24 «Піски» РТП 35/10 кВ «Красилівка».

Враховуючи значне скорочення обслуговуючого мережі персоналу, підвищені  вимоги споживачів до надійності електропостачання  і якості електроенергії, доцільно автоматизувати пункти резервного вмикання, попередньо визначивши місця розмикання взаєморезервованих ліній 10 кВ.

 

1.3.2 Характеристика районної підстанції 35/10 кВ «Іванків».

 

Схема електрична з¢єднань підстанції «Іванків» наведена на рис. 1.2.

Трансформаторна підстанція напругою 35/10 кВ «Іванків» живить  виробничих та комунально-пубутових споживачів Іванківського району, власних споживачів підстанції «Іванків». Перелік і тип електрообладнання розподільного пристрою 35 і 10 кВ ТП 35/10 кВ «Іванків» наведено на схемі електричній з¢єднань підстанції (рис.1.2).

В розподільному пристрої напругою 10 кВ встановлені масляні  вимикачі типу ВМП-10, ВМПП-10 та ВМГ-133, трансформатори напруги НТМИ-10/6 кВ, трансформатори власних потреб ТМ-25/10 та ТМ-63/10. В  зв’язку зі  зношеністю електрообладнання  РП-10 кВ, особливо комутаційного, виникає необхідність реконструкції цього РП. А оскільки в зоні електропостачання є споживачі I і II категорії за надійністю електропостачання, то виникає потреба в забезпеченні вимог цих споживачів щодо надійності електропостачання.

 

 

Рис.1.1- Схема електрична з'єднань РТП35/10 кВ «Іванків»

 

2.2  Вибір електрообладнання шафи №7 РП 10 кВ

 

В загальному випадку за умовами  довготривалого режиму апарати та провідники вибираємо за номінальною напругою і струмом, конструктивним виконанням, родом установки та за умовами навколишнього середовища. При виборі за номінальною напругою повинна виконуватись умова:

Uн_а ≥ Uн_уст                                                  

Всі апарати можуть довготривало працювати  при напрузі на  10...15% вищій від її номінального значення, що дає можливість встановити апарати у рамках електросистеми на це значення.

Правильний вибір  за  номінальним струмом забезпечить  відсутність небезпечного перегрівання частин апарату при довготривалій роботі у номінальному режимі.

Для цього необхідно, щоб розрахунковий максимальний струм лінії 10 кВ за час   t > 3Т не перевищував номінального струму апарату:

Iр_мах ≤ Iн_а 

Iр_мах=Sр_max/Ö3×Uн=1263/1,73×10= 73 А                                                           

Провідники і апарати не повинні  нагріватися при короткому замиканні  більше максимальної температури, встановленої нормами для короткочасного нагрівання при проходженні по ним струму к.з. Для цього проводиться перевірка  на термічну та динамічну стійкість шин та апаратів.

Найбільш тяжкою і відповідальною операцією для вимикачів приєднань підстанції є вимикання струмів к.з. і вмикання на існуюче к.з.

Вимикачі високої напруги повинні  задовольняти такі вимоги:

- надійне вимкнення струмів  короткого замикання;

- висока швидкодія;

- можливість швидкого АПВ;

- зручність огляду контактів;

- пожежо- і вибухобезпечність;

- зручність транспортування та  експлуатації.

Вибір та перевірку вимикачів показано на прикладі лінії Л-1, для якої прийнято вакуумний вимикач типу  ВВ/TEL-10-12,5/630-У2.

Вибраний вимикач  ВВ/TEL відповідає всім умовам вибору і  може бути прийнятий для установки. Для встановленого розподільчого  пристрою вакуумний вимикач ВВ/TEL-10-12,5/630-У2 виконаний на викотному візку  ВЭ/TЕL .

Перевірку даного вимикача наведена в табл.2.2.

Таблиця 2.2 -Умови вибору вимикачів.

Параметри вимикача	Умови вибору
	Паспортні дані вимикача ВВ/TEL-10-12,5/630-У2	Розрахункові  дані електричної мережі
Номінальна напруга, кВ	=10 = =10
Номінальний струм, А	=630 > =73
Допустимий струм вимикання, кА	=12.5 > =3.413
Динамічна стійкість, кА	=32> =6.270
Термічна стійкість, кА ∙с	=469 > =22.19

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2.2 Вибір та перевірка вимірювальних трансформаторів.

 

Вибір трансформаторів струму.

Трансформатори струму в колах 10 кВ призначені для живлення релейного захисту, струмових котушок приладів обліку та контрлю навантаження.

Трансформатори струму вибираються  за номінальною напругою, номінальним  струмом, конструкцією і класом точності та перевіряють за вторинним навантаженням, термічною і електродинамічною стійкістю.

Вибір трансформаторів струму проводимо  для лінії 10 кВ Л-14. Вибираємо трансформатор струму типу ТПЛ-10.

Клас точності трансформаторів  струму, до яких приєднують лічильники комерційного обліку електроенергії не повинен перевищувати 0.5. Для приєднання релейних пристроїв достатніми є класи точності 3 і 5 (в деяких випадках – 10).

Навантаження трансформаторів  струму знаходимо по формулі:

де S_пр – сумарна потужність послідовно ввімкнених у вторинне коло трансформатора приладів, ВА; І_н2 = 5 А – номінальний вторинний струм; R_пров. – опір з’єднувальних проводів, Ом; R_конт. = 0.1 Ом – опір контактів.

В комірі лінії 10 кВ встановлюється електронний лічильник електроенергії типу «Каскад», потужністю та один амперметр типу Е-335, потужністю .

Допустимий опір проводів обчислюємо, умовно вважаючи S₂= S_н2

Отже, необхідний мінімальний переріз  з’єднувальних проводів:

де r = 0.0283 (Ом×мм²)/м – питомий опір алюмінієвих проводів; L = 3 м – довжина з’єднувальних проводів.

Отже за механічною міцністю вибираємо  алюмінієвий провід АВВГ перерізом 2,5 мм^2.

Обчислюємо навантаження вторинної  обмотки трансформатора струму:

Перевірка трансформатора струму, вибраного  для встановлення в комірці 10 кВ приведена в табл.2.3.

 

 

 

 

 

Талиця 2.3 - Превірка трансформатора струму 10 кВ.

Параметр	Умова вибору	Паспортні дані	Розрахункові (робочі) дані
Номінальна напруга	Uн ³ Uр	Uн = 10 кВ	Uр = 10 кВ
Номінальний первинний  струм	Iн1 ³ Ір max	Iн1 = 100 А	Ір max = 73 А
Номінальний вторинний  струм	Iн2 = 5 А	Iн2 = 5 А
Клас точності	Відповідно приладам	0.5/Р
Номінальна вторинна потужність	Sн2³ S2	Sн2 = 15 ВА	S2 =15 ВА
Кратність струму термічної стійкості	(Кt×Ін1)2³(Iк(3))2× tк	(Кt×Ін1)2 = = (90×0.1)2 = =81 кА2×с	(Iк(3))2× tк = 22.19 кА2×с
Кратність струму динамічної стійкості		= 35.35 кА	iу =6.27 кА

 

Перевірка трансформатора напруги.

Трансформатори напруги в лінії 10 кВ призначені для пониження високої  напруги до стандартної виличини 100 або 100 В, а також для розділення кіл вимірювання і релейного захисту від первинних кіл високої напруги.

В розподільному пристрої 10 кВ становлено трансформатори напруги типу НАМИ-10.

Перелік приладів, підключених до ТН приведено в табл. 2.4.

Таблиця 2.4 - Параметри електричного навантаження приєднаних приладів.

Назва і тип приладу	Тип	Кількість	Р, Вт	Q, Вар
Лічильник електроенергій Регулятор потужності КУ	«Каскад» РКМ	1 1	17.1 3.8	41.63 9.30
Вольтметр	Е-335	1	4	-
Всього		6	24.9	50.93

 

Вторинне навантаження S₂ (ВА) знаходять за формулою:

                                                    ;                                       

 ВА

де P, Q  – відповідно активна  і реактивна потужності приладів, приєднаних до вторинної обмотки  трансформатора напруги, Вт; Вар.

Згідно умов вибору трансформатор  вибрано правильно, отже він буде працювати у заданому класі точності. Захист трансформаторів напруги від дії струмів короткого замикання здійснюється за допомогою запобіжників ПКТ-10.

Таблиця 2.5 - Превірка і  вибір трансформатора напрури

Параметр	Умова вибору	Паспортні дані	Розрахункові (робочі) дані
Номінальна первинна напруга	Uн1 ³ Uр	Uн1 = 10 кВ	Uр = 10 кВ
Номінальна потужність	Sн2³ S2	Sн2 = 120 ВА	S2 =56.7 ВА
Клас точності		0.5
Конструкція та схема  з’єднання обмоток	Ύ/ Ύ/∆