Все электрические аппараты, изоляторы, шины выбираются по номинальному напряжению, номинальному току и проверяются на электродинамическую и термическую стойкость.
6.1. Выбор и проверка выключателей напряжением свыше 1 кВ
Выбор выключателей осуществляем исходя из условий:
| Выбираемая и проверяемая величина | Обозначение | Формулы для выбора и проверки |
| Номинальное напряжение, кВ | Uном.а | Uном.а ≥ Uном.у |
| Номинальный ток, А | Iном.а | Iном.а ≥ Ip.max |
| Номинальный ток отключения, кА | Iном.от | Iном.от ≥ Ip.от |
| Номинальная мощность отключения, кВ-А | Sном.от | Sном.от ≥ S0.2 |
| Допустимый ударный ток КЗ, кА | iдин | iдин ≥ I(3)у.расч |
| Ток термической стойкости, кА | Iтc | It  ≥ I∞ 
|
Выбираем для установки на ОРУ-110 кВ выключатели типа
МКП-110Б-630-20У1.
Uном.а = 110 кВ ≥ Uном.у = 110 кВ;
Iном.а = 630 А ≥ Ip.max = 56,13 А;
Iном.от = 20 кА ≥ Ip.от = 4,74 кА;
iдин = 20 кА ≥ I(3)у.расч = 13,423 кА;
It = 20 кА ≥I∞ = 6,024  =2.55кА.
|
Выбираем для установки на ОРУ-35 кВ выключатели типа С-35М-630-10.
Uном.а = 35 кВ ≥ Uном.у = 35 кВ;
Iном.а = 630 А ≥  Iном.от = 10 кА ≥ Ip.от = 1.519 кА;
iдин = 10 кА ≥ I(3)у.расч = 3.85 кА;
It = 10 кА ≥ I∞ = 1,519 = 0,64 кА.
|
На стороне 6,6 кВ (на стороне ЦПП) принимаем КРУ типа КМ1Ф-6-20У3.
Uном.а = 6 кВ ≥ Uном.у = 6 кВ;
Iном.а = 630 А ≥ 
;
Iном.от = 16 кА ≥ Ip.от = 0,703 кА;
iдин = 51 кА ≥ I(3)у.расч =1.784 кА.
На стороне 6,3 кВ (на стороне потребителей поверхности) принимаем КРУ типа КМ1Ф-6-20У3.
Uном.а = 6 кВ ≥ Uном.у = 6 кВ;
Iном.а = 630 А ≥ 
;
Iном.от = 16 кА ≥ Ip.от = 3,98 кА;
iдин = 51 кА ≥ I(3)у.расч = 10,1 кА.
6.2. Выбор и проверка разъединителей
Выбор разъединителей осуществляем исходя из условий:
| Выбираемая и проверяемая величина | Обозначение | Формулы для выбора и проверки |
| Номинальное напряжение, кВ | Uном.а | Uном.а ≥ Uном.у |
| Длительный номинальный ток, А | Iном.а | Iном.а ≥ Ip.max |
| Допустимый ударный ток КЗ, кА | iдин | iдин ≥ I(3)у.расч |
| Ток термической стойкости, кА | Iтc | It ≥ I∞
|
Выбираем для установки на ОРУ-110 кВ разъединители типа РНД(3)-110/1000.
| Uном.а = 110 кВ ≥ Uном.у = 110 кВ;
Iном.а = 1000 А ≥ Ip.max = 56.13 А;
iдин = 80 кА ≥ I(3)у.расч = 13.423 кА;
It = 31,5 кА ≥I∞ = 6,024 = 2,55 кА.
|
Выбираем для установки на ОРУ-35 кВ разъединители типа РНД(3)-35/1000.
Uном.а = 35 кВ ≥ Uном.у = 35 кВ;
Iном.а = 630 А ≥  ;
iдин = 63 кА ≥ I(3)у.расч = 3.85 кА;
It = 25 кА ≥I∞ = 1,519 = 0,644 кА.
|
6.3. Выбор изоляторов и шин
Все изоляторы выбираются по номинальному напряжению, роду установки и допустимой механической нагрузки. Проходные изоляторы дополнительно выбирают по номинальному току, проверяются на электродинамическую и термическую стойкость.
Выбор шин и изоляторов на стороне потребителей поверхности.
Определим ударную нагрузку при трехфазном токе КЗ:
где l - длина пролета между изоляторами, см; а- расстояние между шинами, см.
Выбираем опорный изолятор типа ОФ-6-375.
| Uном.из = 6 кВ ≥ Uном.с = 6 кВ; F(3)доп = 375 кН ≥ 0,6∙F(3)р = 26.12 Н. |
Выбираем проходной изолятор типа П-6/400-375.
| Uном.из = 6 кВ ≥ Uном.с = 6 кВ; F(3)доп = 375 кН ≥ F(3)р = 43.53 Н; Iном.а = 400 А ≥ Ip.max = 379.145 А. |
Сечение шин выбирают по нагреву, длительным максимальным токам нагрузки и проверяют на электродинамическую и термическую стойкость к токам КЗ, а также на устойчивость к механическим усилиям, возникающим в шинах от собственных колебаний.
Предварительно принимаем алюминиевые шины 100x8 однополосные.
Проверка на длительно допустимый ток:
≥ Ip.max = 356,06 А,
где 
- поправочный коэффициент при расположении шин плашмя, принимается равным 0,95; 
- поправочный коэффициент для многополосных шин, принимаем равным 1 для однополосных шин; 
- поправочный коэффициент для шин при температуре окружающей среды, отличной от +25°С (для t = +20°С, =1,05); 
- длительно допустимый ток для одной полосы при температуре шины 
= +70° С, температуре окружающей среды 
= +25° С.
Проверка на динамическую стойкость:
,
где 
- расчетное напряжение в шине; 
- допустимое напряжение в шине.
Порядок определения :
а) определим ударную нагрузку при трехфазном токе КЗ:
б) определим изгибающий момент (при числе пролётов больше двух):
;
в) определим момент сопротивления (при установке шин плашмя):
,
где b и h - соответственно толщина и ширина шины, см.
г) определяем расчетное сопротивление на изгиб:
.
Сравниваем полученное значение с допустимым: 32.7 < 65 (алюминий АТ).
Определим минимальное сечение шин по условию термической стойкости:
где α – термический коэффициент (для алюминия α = 11).
Проверяем шины на термическую стойкость по условию:
Smin < S → 15.84 
< 800 .
Выбор шин и изоляторов на стороне ЦПП.
Определим ударную нагрузку при трехфазном токе КЗ:
Выбираем опорный изолятор типа ОФ-6-375.
| Uном.из = 6 кВ ≥ Uном.с = 6 кВ; F(3)доп = 375 кН ≥ 0,6∙F(3)р = 1.12 Н. |
Выбираем проходной изолятор типа П-10/630-750.
| Uном.из = 10 кВ ≥ Uном.с = 6 кВ; F(3)доп = 750 кН ≥ F(3)р = 1.12 Н; Iном.а = 630 А ≥ Ip.max = 360.91 А. |
Сечение шин выбирают по нагреву, длительным максимальным токам нагрузки и проверяют на электродинамическую и термическую стойкость к токам КЗ, а также на устойчивость к механическим усилиям, возникающим в шинах от собственных колебаний.
Предварительно принимаем алюминиевые шины 40x4 однополосные.
Проверка на длительно допустимый ток:
≥ Ip.max = 453,18 А.
Проверка на динамическую стойкость.
Порядок определения :
а) определим ударную нагрузку при трехфазном токе КЗ:
б) определим изгибающий момент (при числе пролётов больше двух):
;
в) определим момент сопротивления (при установке шин плашмя):
,
где b и h - соответственно толщина и ширина шины, см.
г) определяем расчетное сопротивление на изгиб:
.
Сравниваем полученное значение с допустимым: 18.7 < 65 (алюминий АТ).
Определим минимальное сечение шин по условию термической стойкости:
где α – термический коэффициент (для алюминия α = 11).
Проверяем шины на термическую стойкость по условию:
Smin < S → 3.28 < 160 .
6.4. Выбор и проверка трансформаторов тока
Трансформаторы тока выбирают:
1) по номинальному напряжению Uном.ТТ ≥ Uном.у;
2) по первичному номинальному току I1.ном ≥ Ip.max;
При питании от мощных энергосистем для обеспечения устойчивости к динамическим воздействиям тока КЗ принимают
I1.ном = (5-10)Ip.max;
3) по роду установки;
4) по классу точности: при этом учитываются тип и назначение присоединяемых приборов;
5) по вторичной нагрузке
S2ном ≥ S2расч,
где S2ном - допустимая (номинальная) нагрузка вторичной обмотки ТТ; S2расч - расчетная нагрузка вторичной обмотки ТТ в нормальном режиме.
где 
- номинальный ток вторичной обмотки (по каталогу); 
- полное допустимое сопротивление внешней цепи,
,
где 
- сумма сопротивлений последовательно включенных обмоток приборов и реле; 
- допустимое сопротивление соединительных проводов; 
- сопротивление контактов, = 0,1 Ом.
Рассчитаем допустимое сопротивление соединительных проводов. Максимальная длина соединительных проводов l = 10 м; минимальное рекомендуемое сечение для алюминиевого провода s = 2,5 мм2, удельное сопротивление ρ = 0,028 Ом∙мм2/м.
Для ТТ, расположенных при понизительных силовых трансформаторах, во вторичной цепи используются амперметр, ваттметр, варметр, счетчик активной энергии. Сопротивления приборов: амперметра – 0,02 Ом; вольтметра – 0,08 Ом; ваттметра – 0,08 Ом; варметра – 0,32 Ом; счетчика ватт-часов – 0,48 Ом.
Определим полное допустимое сопротивление цепи понизительных силовых трансформаторов:
.
Для напряжения 110 кВ.
Выбираем трансформатор тока ТФНД-110-100/5.
Uном.ТТ = 110 кВ ≥ Uном.у = 110 кВ;
I1.ном = 100 А ≥ Ip.max = 56.13 А;
S2ном = 30 ВА ≥ S2расч = 52∙1,224 =30,6 ВА;
Кд = 150 ≥ I(3)у/  I1.ном = 13423/1,41∙100 = 95.2;
Ктс = 75 ≥(I∞ )/(I1.ном  ) = 6024 /100  = 14.75.
|
Для напряжения 35 кВ.
Выбираем трансформатор тока ТФЗМ35Б-I.
| Uном.ТТ = 35 кВ ≥ Uном.у = 35 кВ;
I1.ном = 300 А ≥ Ip.max = 62.024 А;
S2ном = 30 ВА ≥ S2расч = 52∙1,224 = 30,6 ВА;
Кд = 150 ≥ I(3)у/ I1.ном =3850/(1,41∙300) = 7.41;
Ктс = 75 ≥(I∞ )/(I1.ном ) = 1519 /(300 ) = 1,24.
|
Для напряжения 6 кВ (на стороне ЦПП).
Выбираем трансформатор тока ТПОЛ-10. Для обеспечения номинальной мощности во вторичной цепи нагрузку распределяем по двум обмоткам ТТ
| Uном.ТТ = 10 кВ ≥ Uном.у = 6,6 кВ;
I1.ном = 600 А ≥ Ip.max = 360.91 А;
S2ном = 10 ВА ≥ S2расч = 52∙0,38 = 9,5 ВА;
Кд = 81 ≥ I(3)у/ I1.ном = 1784/(1,41∙600) = 1.72;
Ктс = 32 ≥(I∞ )/(I1.ном ) = 703 /(600 ) = 0,29.
|
Для напряжения 6 кВ (на стороне потребителей поверхности).
Выбираем трансформатор тока ТПОЛ-10. Для обеспечения номинальной мощности во вторичной цепи нагрузку распределяем по двум обмоткам ТТ
| Uном.ТТ = 10 кВ ≥ Uном.у = 6,6 кВ;
I1.ном = 600 А ≥ Ip.max = 379,145А;
S2ном = 10 ВА ≥ S2расч = 52∙0,38 = 9,5 ВА;
Кд = 81 ≥ I(3)у/ I1.ном = 8614/(1,41∙600) = 10.18;
Ктс = 32 ≥(I∞ )/(I1.ном ) = 3394 /(600 ) = 1,39.
|
Проверка выбранных трансформаторов осуществляется в следующей последовательности:
1) определяется расчетный первичный ток
I1расч = kα Ip.max,
где Ip.max - максимальный ток, проходящий через ТТ при КЗ в таких точках защищаемой сети, где увеличение погрешности ТТ сверх допустимой может вызвать срабатывание защиты; kα - коэффициент, учитывающий влияние переходных процессов на быстродействующие защиты.
Для токовой отсечки и максимально токовых защит с независимой выдержкой времени
I1max = 1,1 Icp.з (kт /kсх),
где Icp.з - вторичный ток срабатывания защиты; kт - коэффициент трансформации ТТ; 1,1 - коэффициент, учитывающий возможное уменьшение вторичного тока на 10% из-за погрешностей ТТ; kсх - коэффициент схемы.
Коэффициент kα принимается равным: для дифференциальных защит с БНТ (быстронасыщающийся трансформатор) kα = 1.
Ток срабатывания защиты определяется как:
IСР.З1 = kн Iном,
где kн = 1,3-2,0 – коэффициент надёжности отстройки; Iном – номинальный ток силового трансформатора.
IСР.З2 = kн IНБрасч,
где IНБрасч – расчётный ток небаланса:
IНБрасч = I1НБрасч + I2НБрасч,
гдеI1НБрасч– ток небаланса, определяемый погрешностями ТТ:
I1НБрасч = kаkоднδIкз.max,
где kа - коэффициент, учитывающий влияние на быстродействующие защиты переходных процессов при КЗ; kодн - коэффициент однотипности работы, при токах отличных от номинальных kодн = 1, а при токах, близких к номинальным kодн = 0,5; δ = 0,1 – погрешность ТТ; I2НБрасч - расчетный ток небаланса, определяемый изменением коэффициента трансформации защищаемого трансформатора:
I2НБрасч = 0,1Iкз.max.
2) определяется расчётная кратность первичного тока
m = I1расч /(0,8I1.ном);
3) по кривым 10%-ной кратности для данного типа ТТ и данного коэффициента трансформации по расчётной кратности определяется допустимая нагрузка на вторичную обмотку ТТ;
4) сравниваются фактическая и допустимая нагрузки.
Для напряжения 110 кВ.
IСР.З1 = kн Iном = 1,7∙56.13 = 95.42 А;
I1НБрасч = kаkоднδIкз.max = 1∙1∙0,1∙6024 = 602.4 А;
I2НБрасч = 0,1Iкз.max = 0,1∙6530 = 602.4 А;
IНБрасч = I1НБрасч + I2НБрасч = 602.4 + 602.4 = 1204.8 А;
IСР.З2 = kн IНБрасч = 1,7∙1204.8 = 2048.16 А;
I1max = 1,1 Icp.з (kт /kсх) = 1,1∙2048.16/1,76 = 1280.1 А;
I1расч = kα I1max = 1∙1280.1= 1280.1 А;
mрасч = I1расч /(0,8I1.ном) = 1280.1/ (0,8∙100) =16;
= 1 Ом ≥ 
Трансформатор тока ТФНД-110 выбран правильно.
Для напряжения 35 кВ.
IСР.З1 = kн Iном = 1,7∙62.024= 105.424 А;
I1НБрасч = kаkоднδIкз.max = 1∙1∙0,1∙1519= 151.9А;
I2НБрасч = 0,1Iкз.max = 0,1∙1519= 151.9А;
IНБрасч = I1НБрасч + I2НБрасч = 151.9 + 151.9 = 303.8 А;
IСР.З2 = kн IНБрасч = 1,7∙303.8 = 516.46 А;
I1max = 1,1 Icp.з (kт /kсх) = 1,1∙516.46/1,76 = 322.79 А;
I1расч = kα I1max = 1∙357 = 322.79 А;
mрасч = I1расч /(0,8I1.ном) = 322.79 / 0,8∙300 = 1.345;
= 8 Ом ≥ 
Трансформатор тока ТФЗМ35Б-I выбран правильно.
Для напряжения 6 кВ (на стороне ЦПП).
IСР.З1 = kн Iном = 1,7∙360.91 = 613.547 А;
I1НБрасч = kаkоднδIкз.max = 1∙1∙0,1∙703= 70.3А;
I2НБрасч = 0,1Iкз.max = 0,1∙703 =70.3 А;
IНБрасч = I1НБрасч + I2НБрасч = 70.3 + 70.3= 140.6 А;
IСР.З2 = kн IНБрасч = 1,7∙140.6 = 239.02 А;
I1max = 1,1 Icp.з (kт /kсх) = 1,1∙239.02 /1,76= 149.39 А;
I1расч = kα I1max = 1∙149.39 = 149.39 А;
mрасч = I1расч /(0.8I1.ном) =149.39 / 0,8∙600 = 0.311;
= 10 Ом ≥ 
Трансформатор тока ТПОЛ-10 выбран правильно.
Для напряжения 6 кВ (на стороне потребителей поверхности).
IСР.З1 = kн Iном = 1,7∙379,145= 644.547 А;
I1НБрасч = kаkоднδIкз.max = 1∙1∙0,1∙3394=339.4 А;
I2НБрасч = 0,1Iкз.max = 0,1∙3394 = 339.4 А;
IНБрасч = I1НБрасч + I2НБрасч = 339.4 + 339.4 = 678.8 А;
IСР.З2 = kн IНБрасч = 1,7∙678.8= 1153.96 А;
I1max = 1,1 Icp.з (kт /kсх) = 1,1∙1153.96/1,76 = 721.225 А;
I1расч = kα I1max = 1∙721.225 = 721.225 А;
mрасч = I1расч /(0.8I1.ном) = 721.225/ 0,8∙600 = 1.503;
= 10 Ом ≥ 
Трансформатор тока ТПОЛ-10 выбран правильно.
6.5 Выбор и проверка трансформаторов напряжения
Трансформаторы напряжения выбирают:
1) по номинальному напряжению;
2) по классу точности: класс точности ТН определяет питаемый от него прибор с высшим классом точности;
3) по роду установки и конструкции;
4) по схеме соединения обмоток.
Проверяют ТН по вторичной нагрузке подключенных приборов:
S2ном ≥ S2,
где S2ном-номинальная мощность ТН в принятом классе точности; S2 - расчетная вторичная нагрузка ТН.
где 
- полная суммарная мощность приборов, присоединенных к ТН. Мощность приборов: вольтметр - 2 ВА, ваттметр - 2 ВА, варметр - 2 ВА, фазометр - 5 ВА, счетчик ватт-часов – 2,5 ВА.
В случае незначительного расхождения 
приборов можно принять S2= 
Для установки на напряжение 110 кВ принимаем трансформатор типа НКФ-110-57 с техническими характеристиками:
Класс точности 0,5.
Для установки на напряжение 35 кВ принимаем трансформатор типа ЗНОМ-35-65 с техническими характеристиками:
Класс точности 0,5.
Принимаем трансформатор для установки на напряжение 6 кВ типа НТМИ-6-66У3 с техническими характеристиками:
Класс точности 0,5.
