ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 232
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1 Краткая характеристика инструментального цеха
2 Выбор напряжения и режима нейтрали для цеховой распределительной сети
3 Расчет электрических нагрузок цеха с учетом освещения
4 Определение числа и мощности цеховых трансформаторов и
4.1 Определение возможных вариантов
4.2 Технико-экономический расчёт вариантов
4.3 Выбор типа и группы соединения трансформаторов
4.4 Технико-экономический расчёт рассматриваемых вариантов
5 Выбор оптимального местоположения ТП и схемы цеховой электрической сети
5.1 Центр электрической нагрузки
5.2 Место установки трансформаторной подстанции
5.3 Выбор схемы цеховой электрической сети
5.4 Конструктивное устройство цеховой электрической сети
6 Выбор электрооборудования цеховой сети
6.1 Выбор магистрального шинопровода
6.2 Расчет и выбор распределительных шинопроводов и пунктов
6.3 Выбор защитной аппаратуры и сечения проводников
7 Выбор высоковольтного питающего кабеля и ячейки РП ГПП
8 Расчет токов короткого замыкания и проверка электрооборудования на устойчивость
8.2 Расчет однофазного тока короткого замыкания и проверка чувствительности защиты
9 Расчет отклонения напряжения и выбор отпайки трансформатора
=0,5 с – для релейной защиты) tз=0,3+0,3=0,6 с
tд=0,6+0,1+0,01=0,71 с
При ТО термически стойкое сечение
При МТЗ термически стойкое сечение
МТЗ является резервной защитой в случае отказа ТО. Т.к. отказ маловероятен, а сечение увеличивается в 2 раза. Принимается термическое сечение при срабатывании ТО – 35 мм2. ААБл 3×35 с Iдд=115 А, r0=0,894 мОм/м, х0=0,095 мОм/м.
Ячейка отходящей линии на ГПП выбирается по условиям, приведенным в таблице 15.
Таблица 15-Сравнительные данные
Выбирается ячейка К-70. Сравнительные характеристики приведены в таблице 16.
Таблица 16-Сравнительные данные ячейки К-70
Примечание. В таблице ударный ток определяется через ударный коэффициент, определенный примерно в зависимости от расположения точки КЗ по таблице 2.45 [2].
По ПУЭ для трансформаторов должны быть предусмотрены устройства релейной защиты в следующих случаях:
1) многофазных замыканий в обмотках и на выводах (ТО);
2) однофазных замыканий на землю в обмотке и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью (МТЗ и автоматические выключатели или предохранители на выводах НН);
3) витковых замыканий в обмотках (ТО);
4) токов в обмотках, обусловленных внешними КЗ (МТЗ);
5) токов в обмотках, обусловленных перегрузкой (МТЗ с действием на сигнал);
6) понижения уровня масла (газовая защита);
7) газовая защита от повреждений внутри кожуха для внутрицеховых трансформаторов мощностью 630 кВА и более.
Все защиты выполняются с помощью микропроцессорного блока защиты, установленного в шкафу отходящей линии КРУ.
Токовая защита (первая ступень)
Токовая отсечка защищает только часть линии или часть обмотки трансформатора, расположенные ближе к источнику питания и срабатывает без выдержки времени (tз=0 с).
Ток срабатывания Ic.о
(36)
где kн – коэффициент надежности, зависит от типа реле, для микропроцессорной защиты 1,1 – 1,15;
– ток короткого замыкания на НН защищаемого трансформатора, приведенный к ВН.
Для исходного примера определяется ток короткого замыкания в точке К2 (рис. 10). Схема замещения, представлена на рис. 11.
Рис. 11- Схема замещения
Расчет тока КЗ ведется в именованных единицах.
Сопротивление системы, приведенное к ВН 10 кВ, определяется по формуле
(37)
Сопротивления высоковольтного кабеля
Rк=r0l/n=0,894∙1,2=1,07 Ом (38)
Хк=Х0l/n=0,095∙1,2=0,11 Ом (39)
где n – количество параллельно проложенных кабелей;
l – длина питающего кабеля, км.
Сопротивления трансформатора, приведенные к напряжению 10 кВ
(40)
(41)
(42)
где Uср – среднее напряжение ступени короткого замыкания.
Суммарные сопротивления до точки К2
Rк2=Rк+Rтр=1,07+2,11=2,18 Ом (43)
Хк2=Хс+Хк+Хтр=0,55+0,11+9,4=10,06 Ом (44)
Ток трехфазного КЗ при повреждении за трансформатором, приведенное к ВН
(45)
Первичный ток срабатывания защиты
(46)
Номинальный ток трансформатора на ВН
(47)
Бросок тока намагничивания трансформатора
(48)
где kбр – коэффициент броска тока намагничивания (3 – 5), принимается 5.
За расчетный ток принимается наибольший ток срабатывания защиты, т.е. Iс.о =660 А.
Вторичный ток срабатывания реле, определяется по формуле
(49)
где Ксх – коэффициент схемы, при соединении вторичных обмоток трансформатора «полная звезда» и «неполная звезда» – 1, «на разность токов двух фаз» –
;
kтт – коэффициент трансформации трансформатора тока (ТТ), где 40 А номинальный первичный ток, 5 - номинальный вторичный ток ТТ.
Номинальный первичный ток ТТ выбирается по условию
из стандартного ряда 10, 20, 30, 40, 50, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000.
Коэффициент чувствительности защиты определяется для случая 2-х фазного КЗ в конце кабельной линии.
(50)
Коэффициент чувствительности
(51)
В соответствии с ПУЭ (раздел 3.2.21 пункт 8) коэффициент чувствительности должен быть больше 2. Следовательно, защита имеет пятикратный запас чувствительности.
Максимально-токовая защита (вторая ступень)
МТЗ должна отстраиваться от максимального возможного рабочего тока
, с учетом возможного самозапуска электродвигателей 0,4 кВ.
Максимальный рабочий ток – ток через трансформатор с учетом перегрузки.
А (52)
Первичный ток срабатывания защиты
(53)
где Кн – коэффициент надежности принимается 1,1;
Kв – коэффициент возврата принимается 0,935
Kсзп – коэффициент самозапуска электродвигателей обобщенной нагрузки, 2÷4.
МТЗ должна быть чувствительна к двухфазным КЗ на шинах 0,4 кВ ТП.
Ток трехфазного КЗ рассчитан выше и равен 0,587 кА, двухфазный ток
(54)
Коэффициент чувствительности
(55)
Согласно ПУЭ (раздел 3.2.21 пункт 1) коэффициент чувствительности МТЗ должен быть более 1,5 в основной зоне защиты. Следовательно, имеется двух кратный запас чувствительности.
Время срабатывания МТЗ. Для селективной работы МТЗ необходимо отстраиваться от времени срабатывания предыдущих защит, в данном случае это вводной автомат на стороне 0,4 кВ с временем срабатывания tср. пред =0,3 сек.
По рекомендациям применяется временная ступень селективности ∆t=0,3 сек.
В результате время срабатывания МТЗ определяется по формуле
tср=tср. пред+∆t=0,3+0,3=0,6 сек.
Расчет уставок защиты от перегрузки с действием на сигнал (третья ступень).
Первичный ток срабатывания защиты от перегрузки отстраивается от номинального тока трансформатора
(56)
где Котс – коэффициент отстройки, принимается 1,1;
Kв – коэффициент возврата принимается 0,935.
В связи с тем, что данная подстанция с постоянным дежурным персоналом, защита действует на сигнал, уставка по времени принимается – 9 сек. В случае если бы подстанция была бы без постоянного персонала, разрешается выполнять данную защиту на отключение.
Газовая защита должна действовать на сигнал при слабом газообразовании и понижении уровня масла.
Защита от повреждений внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделением газа, может быть выполнена также с использованием реле давления.
Защита от понижения уровня масла может быть выполнена также в виде отдельного реле уровня в расширителе трансформатора.
tд=0,6+0,1+0,01=0,71 с
При ТО термически стойкое сечение
При МТЗ термически стойкое сечение
МТЗ является резервной защитой в случае отказа ТО. Т.к. отказ маловероятен, а сечение увеличивается в 2 раза. Принимается термическое сечение при срабатывании ТО – 35 мм2. ААБл 3×35 с Iдд=115 А, r0=0,894 мОм/м, х0=0,095 мОм/м.
Ячейка отходящей линии на ГПП выбирается по условиям, приведенным в таблице 15.
Таблица 15-Сравнительные данные
| № | Расчетные данные | Каталожные данные | Условия проверки |
| 1 | Uраб | Uн | UрабUн |
| 2 | Ip | Iн | IpIн |
| 3 | iy | iд |  |
| 4 | Iп.о | Iоткл |  |
| 5 |  |  |  |
| 6 |  | Sоткл | Sк.з Sоткл |
Выбирается ячейка К-70. Сравнительные характеристики приведены в таблице 16.
Таблица 16-Сравнительные данные ячейки К-70
| № | Расчетные данные | Каталожные данные | Условия проверки |
| 1 | Uраб=10 кВ | Uн=10 кВ | UрабUн |
| 2 | Ip=29,2 А | Iн=630А | IpIн |
| 3 | iy=  кА | iд=51 кА | |
| 4 | Iп.о=11 кА | Iоткл=20 кА | |
| 5 | =112∙0,71=85,9 кА2с | =202∙3=1200 | |
Примечание. В таблице ударный ток определяется через ударный коэффициент, определенный примерно в зависимости от расположения точки КЗ по таблице 2.45 [2].
По ПУЭ для трансформаторов должны быть предусмотрены устройства релейной защиты в следующих случаях:
1) многофазных замыканий в обмотках и на выводах (ТО);
2) однофазных замыканий на землю в обмотке и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью (МТЗ и автоматические выключатели или предохранители на выводах НН);
3) витковых замыканий в обмотках (ТО);
4) токов в обмотках, обусловленных внешними КЗ (МТЗ);
5) токов в обмотках, обусловленных перегрузкой (МТЗ с действием на сигнал);
6) понижения уровня масла (газовая защита);
7) газовая защита от повреждений внутри кожуха для внутрицеховых трансформаторов мощностью 630 кВА и более.
Все защиты выполняются с помощью микропроцессорного блока защиты, установленного в шкафу отходящей линии КРУ.
Токовая защита (первая ступень)
Токовая отсечка защищает только часть линии или часть обмотки трансформатора, расположенные ближе к источнику питания и срабатывает без выдержки времени (tз=0 с).
Ток срабатывания Ic.о
(36)где kн – коэффициент надежности, зависит от типа реле, для микропроцессорной защиты 1,1 – 1,15;
– ток короткого замыкания на НН защищаемого трансформатора, приведенный к ВН.Для исходного примера определяется ток короткого замыкания в точке К2 (рис. 10). Схема замещения, представлена на рис. 11.
Рис. 11- Схема замещения
Расчет тока КЗ ведется в именованных единицах.
Сопротивление системы, приведенное к ВН 10 кВ, определяется по формуле
(37)Сопротивления высоковольтного кабеля
Rк=r0l/n=0,894∙1,2=1,07 Ом (38)
Хк=Х0l/n=0,095∙1,2=0,11 Ом (39)
где n – количество параллельно проложенных кабелей;
l – длина питающего кабеля, км.
Сопротивления трансформатора, приведенные к напряжению 10 кВ
(40)
(41) (42)где Uср – среднее напряжение ступени короткого замыкания.
Суммарные сопротивления до точки К2
Rк2=Rк+Rтр=1,07+2,11=2,18 Ом (43)
Хк2=Хс+Хк+Хтр=0,55+0,11+9,4=10,06 Ом (44)
Ток трехфазного КЗ при повреждении за трансформатором, приведенное к ВН
(45)Первичный ток срабатывания защиты
(46)Номинальный ток трансформатора на ВН
(47)Бросок тока намагничивания трансформатора
(48)где kбр – коэффициент броска тока намагничивания (3 – 5), принимается 5.
За расчетный ток принимается наибольший ток срабатывания защиты, т.е. Iс.о =660 А.
Вторичный ток срабатывания реле, определяется по формуле
(49)где Ксх – коэффициент схемы, при соединении вторичных обмоток трансформатора «полная звезда» и «неполная звезда» – 1, «на разность токов двух фаз» –
; kтт – коэффициент трансформации трансформатора тока (ТТ), где 40 А номинальный первичный ток, 5 - номинальный вторичный ток ТТ.
Номинальный первичный ток ТТ выбирается по условию
из стандартного ряда 10, 20, 30, 40, 50, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000.Коэффициент чувствительности защиты определяется для случая 2-х фазного КЗ в конце кабельной линии.
(50)Коэффициент чувствительности
(51)В соответствии с ПУЭ (раздел 3.2.21 пункт 8) коэффициент чувствительности должен быть больше 2. Следовательно, защита имеет пятикратный запас чувствительности.
Максимально-токовая защита (вторая ступень)
МТЗ должна отстраиваться от максимального возможного рабочего тока
, с учетом возможного самозапуска электродвигателей 0,4 кВ.
Максимальный рабочий ток – ток через трансформатор с учетом перегрузки.
А (52)Первичный ток срабатывания защиты
(53)где Кн – коэффициент надежности принимается 1,1;
Kв – коэффициент возврата принимается 0,935
Kсзп – коэффициент самозапуска электродвигателей обобщенной нагрузки, 2÷4.
МТЗ должна быть чувствительна к двухфазным КЗ на шинах 0,4 кВ ТП.
Ток трехфазного КЗ рассчитан выше и равен 0,587 кА, двухфазный ток
(54)Коэффициент чувствительности
(55)Согласно ПУЭ (раздел 3.2.21 пункт 1) коэффициент чувствительности МТЗ должен быть более 1,5 в основной зоне защиты. Следовательно, имеется двух кратный запас чувствительности.
Время срабатывания МТЗ. Для селективной работы МТЗ необходимо отстраиваться от времени срабатывания предыдущих защит, в данном случае это вводной автомат на стороне 0,4 кВ с временем срабатывания tср. пред =0,3 сек.
По рекомендациям применяется временная ступень селективности ∆t=0,3 сек.
В результате время срабатывания МТЗ определяется по формуле
tср=tср. пред+∆t=0,3+0,3=0,6 сек.
Расчет уставок защиты от перегрузки с действием на сигнал (третья ступень).
Первичный ток срабатывания защиты от перегрузки отстраивается от номинального тока трансформатора
(56)где Котс – коэффициент отстройки, принимается 1,1;
Kв – коэффициент возврата принимается 0,935.
В связи с тем, что данная подстанция с постоянным дежурным персоналом, защита действует на сигнал, уставка по времени принимается – 9 сек. В случае если бы подстанция была бы без постоянного персонала, разрешается выполнять данную защиту на отключение.
Газовая защита должна действовать на сигнал при слабом газообразовании и понижении уровня масла.
Защита от повреждений внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделением газа, может быть выполнена также с использованием реле давления.
Защита от понижения уровня масла может быть выполнена также в виде отдельного реле уровня в расширителе трансформатора.
