- момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, , вычисляем по формуле:

, (6.6)

где и соответственно больший и меньший размеры сторон поперечного сечения шины, то есть см, а см.

.

Механическое напряжение в материале шины по формуле (6.5):

.

Допустимое значение механического напряжения , а наибольшее допустимое при изгибе напряжение для алюминиевых шин равно , [5], стр.87. Отсюда . Проверим условие (6.4):

,



значит шины механически прочны.

6.2 Выбор электрических аппаратов напряжением выше 10 кВ

Выбор панелей КСО на РП 10 кВ.

Выбор электрических аппаратов основывается на условиях:

U_номU_раб; (6.7)

I_номI_раб; (6.8)

I_динI_уд; (6.9)

I_отклI_к; (6.10)

В_тВ_к; (6.11)

S_откS_к; (6.12)

где U_ном, I_ном - соответственно, номинальные напряжение и ток аппарата;

U_раб, I_раб - напряжение и ток сети, в которой установлен аппарат;

I_дин, I_уд - ток электродинамической стойкости аппарата и ударный ток короткого замыкания;

I_откл, I_к - номинальный ток отключения и ток короткого замыкания;

В_т=I²_t•t - тепловой импульс аппарата, нормированный заводом изготовителем, А² •с, где I_t и t - ток термической стойкости и допустимое время его действия;

В_к=I²_к•t_к - тепловой импульс расчётный, А² •с, I_к и t_к - установившийся ток КЗ и время его действия;

S_отк, S_к - номинальная мощность отключения и расчетная; S_отк=, S_к=.

Необходимые для выбора аппаратов данные возьмем из предыдущих расчетов, пункт 5.

Выбираем панели типа КСО-292. Вводную панель выбираем по расчётному току линии Л1 (или Л2), линейную - по наибольшему току присоединения к шинам РП.

Выбираем панели типа КСО-292 вводную по расчётному току завода, линейную - по наибольшему току присоединения.

Таблица 6.1 Выбор вводной панели КСО-292

Условие выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
		ВВ/TEL-10-12,5/630 У2	РВЗ-10/630 УХЛ2	РВЗ-10/630 УХЛ2
UномUраб	Uраб=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ
IномIраб	Iраб=501,92 А	Iном=630 А	Iном=630 А	Iном=630 А
IднIуд	Iуд=19,09 кА	Iдн=32 кА	Iдн=50 кА	Iдн=50 кА
IотклI"	I"=9,858 кА	Iоткл=12,5 кА	-	-
BтBk	Bk=9,862(1.6+0.01)=156,2кА2с	Bт=12,523=468,75 кА2с	Bт=12,521=156,25 кА2с	Bт=12,521=156,25 кА2с

Таблица 6.2 Выбираем линейную панель КСО-292.

Условие выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
		ВВ/TEL-10-12,5/630 У2	РВЗ-10/630 УХЛ2	3Р-10У3
UномUраб	Uраб=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ
IномIраб	Iраб=501,92 А	Iном=630 А	Iном=630 А	-
IднIуд	Iуд=19,09 кА	Iдн=32 кА	Iдн=50 кА	Iдн=235 кА
IотклI"	I"=9,858 кА	Iоткл=12,5 кА	-	-
BтBk	Bk=9,862(1.6+0.01)=156,2кА2с	Bт=12,523=468,75 кА2с	Bт=12,521=156,25 кА2с	Bт=9021=8100 кА2с

Для заземления шин и выключателей используются заземляющие ножи ЗР-10У3. Для одиночных магистралей трансформаторы подключаем через выключатели нагрузки ВНР-10/400-10зУ3 с I_ном= 400 А (таблица 5.3, [7]).

Выбор трансформаторов тока

Выбор трансформаторов тока производится:



1. По номинальному напряжению:

, (6.13)

где- номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора тока;

-номинальное напряжение силовой сети.

2. По току нормального режима

, (6.14)

где - номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока.

3. По току послеаварийного режима или максимальному расчетному току:

или , (6.15)

где - коэффициент перегрузки, принимаем для трансформаторов тока .

4. По мощности нагрузки трансформатора:

, (6.16)

где - номинальная нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока;

- расчетная нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока в нормальном режиме.

Номинальная нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока находится по формуле:

, (6.17)

где - полное допустимое сопротивление внешней цепи, подключаемой ко вторичной обмотке трансформатора тока (сумма сопротивлений последовательно включенных обмоток приборов, реле, проводов, контактов), Ом;

- номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока, А.

Расчетная нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока в нормальном режиме находится как:

, (6.18)

где - полная мощность потребляемая приборами, ВА.

Принимаем, что счетчик трехфазный типа EMS-112 40.3(А+,R+R-) имеет потребляемую мощность каждой цепью тока не более 2,5 ВА; амперметр типа Э377 - не более 0,1 ВА;

- сопротивление контактов; принимаем ;

- сопротивление проводников цепи измерения.

Зная , , и можно рассчитать сопротивление проводников между трансформаторами тока и приборами:

. (6.19)



При использовании двух трансформаторов тока (на отходящих линиях и между секциями РП) они соединяются по схеме неполной звезды, а при использовании трех трансформаторов тока (на вводе и на низшей стороне ТП) они соединяются по схеме полной звезды. Сечение жил соединительных проводников при схеме неполной звезды:

; (6.20)

при схеме полной звезды:

, (6.21)

где - длина проводника. Принимаем ;

- удельная проводимость материала соединительных проводников.

Для меди . Минимальное сечение соединительных проводников .

Принимается ближайшее большее стандартное сечение, выбирается контрольный кабель.

5. По термической стойкости:

или , (6.22) где - кратность тока термической стойкости;

- длительность протекания тока КЗ.

6. По электродинамической стойкости:

или , (6.23) где - кратность тока динамической стойкости;

- ударный ток КЗ.

Класс точности всех трансформаторов тока принимаем 0,5.

Нагрузку трансформаторов тока на РП и на стороне 0,4 кВ трансформаторных подстанций сведем в таблицы 6.3 и 6.4.

Таблица 6.3. Вторичная нагрузка трансформатора тока на РП

Прибор	Тип прибора	Нагрузка фаз, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-377		0,1
Счётчик акт. энергии Счётчик реакт. энергии	EMS-112 40.3(А+,R+R-)	2.5 2.5		2.5 2.5
Итого:		5	0,1	5

Таблица 6.4 Вторичная нагрузка трансформатора тока на ТП-0,4 кВ

Прибор	Тип прибора	Нагрузка фаз, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-335	0,1	0,1	0,1
Счётчик акт. Энергии	EMS-112 40.3(А+,R+R-)	2.5		2.5
Итого:		2.6	0,1	2.6

Произведем выбор трансформаторов тока и выбор контрольных кабелей для РП и для стороны низшего напряжения ТП; результаты сведем в таблицы 6.5, 6.6, 6.7 и 6.8.

Таблица 6.5 Вторичная нагрузка межсекционного трансформатора тока и трансформаторов тока на отходящих линиях

Прибор	Тип прибора	Нагрузка фаз, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-377		0,1
Итого:			0,1

Произведем выбор трансформаторов тока и выбор контрольных кабелей для РП и для стороны низшего напряжения ТП, результаты сведем в таблицы 6.6, 6.7, 6.8.

Выбор трансформаторов тока на отходящих линиях.

Наиболее нагруженными являются трансформаторы тока фазы В.

Выбираем трансформаторы тока для ТП2(цех№3) типа ТОЛ-10УТ2 S_н=10 ВА.

Тогда по формуле (6.19):

.

Параметры трансформатора: I_н1=50 А, I_н2=5 А, Кд=102,Кт=40.

По условиям электродинамической и термической стойкости:

Как видно из неравенства выбраный трансформатор не проходит по электродинамической стойкости.

Берем трансформатор ТОЛ-10УТ2 с параметрами трансформатора:

I_н1=150 А, I_н2=5 А, Кд=114,Кт=45.

Выбранный трансформатор тока проходит по условиям электродинамической и термической стойкости.

Определим сечение проводов при схеме неполной звезды:

.



Таблица 6.8 Выбор трансформаторов тока для ТП (0,4 кВ)

№ ТП	Sт, кВА	Iтп , А	Тип трансформатора	Iнтт, А
ТП2, ТП4, ТП5, ТП6, ТП7, ТП9, ТП10, ТП11, ТП12	1х1000	1443	ТНШЛ-1500/5	1500
ТП8	2х1000	2020,72	ТНШЛ-2500/5	2500
ТП1 , ТП3	1х630	909,3	ТНШЛ-1000/5	1000

В качестве трансформатора тока земляной защиты на кабелях 10 кВ принят трансформатор тока ТЗЛМ-У3.

Выбор трансформаторов напряжения

Выбор трансформаторов напряжения производится:

1. По номинальному напряжению:

. (6.24)

2. По мощности нагрузки вторичной обмотки

, (6.25)

где - активная и реактивная мощности подключенных к трансформатору напряжения приборов. Они находятся как:

; (6.26)

. (6.27)

Выбор трансформаторов напряжения сведем в таблицу 6.10.

Класс точности всех трансформаторов напряжения принимаем 0,5S.

При выборе трансформаторов напряжения будем руководствоваться следующими соображениями: измерительные приборы вводов КСО питаются от общей шины напряжения 0,4 кВ как в аварийном, так и в рабочем режиме (т.е. каждый трансформатор напряжения должен обеспечивать нормальную работу всех измерительных приборов КСО).

Счетчик EMS-112 40.3(А+,R+R-) имеет нагрузку каждой цепи напряжения S=12 ВА и .

Вольтметр Э377 имеет нагрузку каждой цепи напряжения S=2 ВА и .

Таблица 6.10 Вторичная нагрузка трансформатора напряжения на шинах

Прибор	Тип прибора	Sобм, ВА	Число обмоток	cos	Sin	Число приборов	Pпрб, Вт	Qпрб, вар
Вольтметр	Э-335	1,5	1	1	0	1	1,5	0
Счётчик активной энергии	EMS-112 40.3(А+,R+R-)	8	2	0.38	0.925	1	6.08	14.8
Счётчик реактивной энергии		12	2	0.38	0.925	1	9,12	22,2
Итого:		16,7	37

Тогда мощность нагрузки вторичной обмотки:

.

Устанавливаем на каждой секции РП трансформаторы напряжения 3НОЛ-10 с классом точности 0,5 с S_ном=75 ВА, через предохранители ПКН-10.

Класс точности всех ТН принимаем 0,5S.

Таблица 6.11 Выбор трансформаторов напряжения для РП (КСО)

Условие выбора	ЗНОЛ-10УЗ
,кВ	10=10
	75>40,59



Выбор автоматических выключателей

Выберем автоматические выключатели, установленные за трансформаторами цеховых ТП. Выбор для однотрансформаторных ТП производим по условию:

, (6.28)

где - номинальный ток теплового расцепителя выключателя, А.

Выбор для двухтрансформаторных ТП производим по условию:

. (6.29)

При выборе данных выключателей следует отдавать предпочтение выключателям серии ВА 55 и ВА 75, так как они являются селективными с выдержкой времени при достижении тока срабатывания.

Таблица 6.12 Выбор автоматических выключателей на 0,4 кВ

№ ТП	Sт, кВА	Iрmax , А	Тип выключателя	Iном, А	Iнр, А
ТП1, ТП3	1х 630	909,33	ВА53-41	1000	1000
ТП8	2х1000	2020,73	ВА53-43	2500	2500
ТП2, ТП4, ТП5, ТП6, ТП7, ТП9, ТП10, ТП11, ТП12	1х1000	1443,38	ВА55-41	1600	1600

Номинальные токи секционных выключателей выбираются на ступень ниже номинальных токов вводных автоматов (таблица 6.13).



Таблица 6.13 Выбор межсекционного автоматического выключателя на 0,4 кВ

№ ТП	Тип выключателя	Iном, А	Iнр, А
ТП8	ВА55-41	1600	1600

Выберем автоматические выключатели для защиты конденсаторных установок.

Выберем автоматические выключатели для защиты БНК (БНК должны иметь защиту от токов КЗ, действующую на отключение без выдержки времени) по условию:

I_нр ? I_БНК , (6.30)

где I_нр - номинальный ток расцепителя.

Номинальный ток БНК:

. (6.31)

Для БНК, установленных на ТП 9 типа УКМ58-0,4-536-67У3 получаем:

.

Выбираем автомат ВА51-41 с I_ном=1000А ,I_нр=1000·0,8=800 А.

Аналогично производим выбор автоматов для остальных БНК. В случае установки на один трансформатор нескольких БНК, считается их общая мощность и они подключаются через один автоматический выключатель. Результаты расчета сводим в таблицу 6.14.



Таблица 6.14 Автоматические выключатели для БНК

№ ТП	QБНК, квар	IНК, А	1,25*Iнк	Тип выключателя	Iном, А	Iнр, А
ТП1	150	216,76	270,95	ВА53-39	400	320
ТП2	375	541,91	677,38	ВА53-41	1000	800
ТП3	175	252,89	316,11	ВА53-39	400	320
ТП4	350	505,78	632,23	ВА53-39	630	504
ТП5	350	505,78	632,23	ВА53-39	630	504
ТП6	350	505,78	632,23	ВА53-39	630	504
ТП7	200	289,02	361,27	ВА53-39	400	320
ТП8	536	774,57	968,21	ВА53-41	1000	800
ТП9	536	774,57	968,21	ВА53-41	1000	800
ТП10	240	346,82	433,53	ВА53-39	630	504
ТП11	330	476,88	596,10	ВА53-39	630	504
ТП12	200	289,02	361,27	ВА53-39	400	320



7. Электрические измерения и учет электроэнергии

Электрические измерения в сети электроснабжения предприятия необходимы для учета потребляемой электроэнергии, определение величин характеризующих режимы работы оборудования.

Установка амперметра производится в цепях, в которых необходим контроль тока (ввод РП, трансформаторы, отходящие линии, перемычки между секциями сборных шин, конденсаторные установки, некоторые электроприемники). При равномерной нагрузке обычно ток измеряется только в одной фазе. При неравномерной измерения производятся в каждой фазе раздельно.

Измерение напряжения производится на каждой секции сборных шин РП и ТП. В трехфазных электроустановках обычно производится измерение одного междуфазного напряжения. В сетях с изолированной нейтралью вольтметры используются также для контроля изоляции. Для этой цели могут применяться три вольтметра, включаемые на фазные напряжения через измерительный трансформатор типа НОЛ, присоединенный к секции РП.

Измерение мощности выполняется в цепях понижающих трансформаторов ГПП. При напряжении первичной стороны 220 кВ и выше измеряется активная и реактивная мощность, при 110 кВ - только активная. В цепях двухобмоточных трансформаторов измерение производиться со стороны низшего напряжения.

На предприятии различают расчетный (коммерческий) и технический (контрольный) учет электроэнергии.

Таблица 7.1 Контрольно-измерительные приборы и места их установки

Цепь	Перечень приборов
Кабельная линия 10 кВ, питающая РП завода	Амперметр, расчетные счетчики активной и реактивной энергии
Кабельная линия 10 кВ, питающая ТП цеха	Амперметр
Сборные шины 10 кВ	Вольтметр для измерения междуфазного напряжения, три вольтметра для измерения фазного напряжения
Трансформатор цеховой подстанции	Амперметр в каждой фазе, счетчик активной и реактивной энергии
Сборные шины 0,38/0,22 кВ	Вольтметр для измерения междуфазного напряжения
Секционный выключатель	Амперметр

Расчетный учет электроэнергии предназначен для осуществления денежных расчетов за выработанную, а также отпущенную потребителям электроэнергию. Устанавливаемые для этой электрические счетчики называются расчетными. Основные положения по организации и осуществлению расчетного учета на предприятиях заключаются в следующем:

- расчетные счетчики активной и реактивной энергии рекомендуется устанавливать на границе раздела (по балансовой принадлежности) электроснабжающей организации и предприятия;

- счетчики реактивной энергии устанавливаются на тех же элементах схемы, что и счетчики активной электроэнергии;

- если со стороны предприятия с согласия энергосистемы производится выдача реактивной мощности в сеть энергосистемы, необходимо устанавливать два счетчика реактивной энергии со стопорами, в других случаях должен устанавливаться один счетчик реактивной энергии со стопором;

- счетчики активной энергии должны иметь класс точности не ниже 2.0; класс точности счетчика реактивной энергии должен выбираться на одну ступень ниже класса точности счетчика активной энергии;

- для предприятия, рассчитывающегося с электроснабжающей организацией по двухставочному, следует предусматривать установку счетчика с указанием максимума нагрузки при наличии одного пункта учета, при двух и более пунктах - применение автоматизированных систем учета электроэнергии.

Технический учет предназначен для контроля расхода электроэнергии внутри предприятия. Для предприятия следует предусматривать возможность установки стационарных или переносных счетчиков с целью контроля за соблюдением лимитов расхода электроэнергии цехами, линиями и агрегатами, для определения расхода электроэнергии на единицу выпускаемой продукции. Приборы технического учета находятся в ведении самих потребителей. Для их установки и снятия разрешения электроснабжающей организации не требуется.

Правильное построение системы учета и контроля электропотребления способствует снижению нерационального расхода электроэнергии и облегчает составление электрических балансов, являющихся основой для анализа состояния электрического хозяйства и выявления возможных резервов экономии энергоресурсов на предприятии.

Перечень измерительных приборов и места их установки указаны в таблице 7.1.



Литература

Радкевич В.Н. Проектирование систем электроснабжения: Учебное пособие - Мн.:НПООО "ПИОН",2001. - 292с.

Прима В.М., Прокопенко Л.В. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебно-метод. Пособие к практическим занятиям для студ. Спец.1-43 01 03 "Электроснабжение". -Мн.: БНТУ, 2004. -80с.

Козловская В.Б., Радкевич В.Н., Сацукевич В.Н. Электрическое освещение: справочник. - Минск: Техноперспектива, 2007. -255с.+[8] л. цв. ил.

Радкевич В.Н. Расчет компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий: Учебно-метод. Пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Мн.: БНТУ, 2004. - 40 с.

Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1979. - 431 с., ил.

Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учеб. Для учащихся электротехн. специальностей средних спец. учебн. заведений. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1990. - 366 с., ил.

Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. -

4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.: ил.

8. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru