Электроснабжение отрасли
Расчет максимальной токовой защиты. Выбор рационального напряжения. Расчет токов короткого замыкания. Определение числа и мощности трансформаторных подстанций. Расчетные условия для выбора проводников и аппаратов по продолжительным режимам работы.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | методичка |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.03.2015 |
| Размер файла | 249,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Iу, кА
Sк , МВА
К1
0,03
16,7
42,5
5667
К2
0,45
12,2
31,2
221,6
8. Расчет и выбор питающих линий
Внешнее электроснабжение обычно осуществляется воздушными линиями электропередачи. Следует решить допрос о материале токоведущих частей и их сечений. Рекомендуется применять алюминиевые или сталеалюминевые провода Сечение воздушной линии должно выбираться с учетом следующих условий:: нагрев длительным током, потери на корону, технико-экономические показатели, падение напряжения.
Рекомендуется следующий порядок выбора сечения. Определяют сечение по экономической плотности тока, проверяют его по условию нагрева в длительном режиме, по условию минимальных потерь на корону и на потерю напряжения. Поскольку, проект учебный, при расчете сети на падение напряжения допускается проверить линию только на продольную составляющую потерь напряжения.
При выборе сечения по экономической плотности тока при наличии двух линии работающих в неявном резерве. расчет ведется по току нормального режима. При расчете линии по техническим условиям сечение должно удовлетворять условию послеаварийного режима.
Пример 1. Выбрать сечение проводов двух воздушных линий, питающих двухтрансформаторную ГПП: Smax=17 МВА;Uном=35 кВ; Тmax=6000 ч; cos?=0,8;l=2 км; ?Uдоп=5%. Резерв линии и трансформаторов неявный. Нагрузка первой категории.
Выбираем провод марки АС. Определяем ток линии в нормальном режиме при максимальной нагрузке:
Определяем экономически наивыгоднейшее сечение
Выбираем провод Ас-120. Условию нагрева длительным током провод АC-120 удовлетворяет, т.к. Iдоп=380 А> 2•140=280 А
Условию максимальных потерь на корону провод АC-120 также удовлетворяет, т.к. при напряжении 35кВ минимальное сечение проводов марки АС составляет 35 мм2 <120 мм2.
Определяем потерю напряжения:
где
х0=0,4 Ом/км - для воздушных ЛЭП напряжением выше 1 кВ.
Выбранное сечение условию удовлетворяет, т.к. ?Uрасч = 1,3%, а ?Uдоп = 5%, даже при аварийном режиме, по которому велся расчет. Расчет на потерю напряжения допускается вести по рабочему режиму.
В установках напряжением 110 кВ и выше расчет следует вести с учетом поперечной составляющей падения напряжения.
Пример 2. Определить падение напряжения в воздушной линии выполненной проводом АС-150. Нагрузка линии Р=25 МВт; Qmax=18 Мвар; Uном=110 кВ; х0=0,4 Ом/км;r0=0,21 Ом/км; l=5км.
Определяем продольную составляющую падения напряжения:
Где - активное сопротивление линии, Ом;
- индуктивное сопротивление линии, Ом.
Определяем поперечную составляющую падения напряжения:
Определяем падение напряжения:
,
что составляет , что допустимо.
9. Определение местоположения ГПП. Определение числа и мощности трансформаторных подстанций
Определение места установки ГПП является одним из главных задач при проектировании электроснабжения предприятия, так как от выбора места зависит удаленность источника от потребителей. При неправильном выборе места положения ГПП увеличивается количество потраченного кабеля и затрат на него, а также размеры потерь электроэнергии в проводах, при передаче на пониженном напряжении.
Для того чтобы правильно выбрать место положения ГПП, находят точку ЦЭН (центр электрических нагрузок). Для начала генеральный план предприятия переносится на миллиметровку с соблюдением масштаба.
Для определения точки цен предприятия необходимо определить центры электрических нагрузок каждого цеха. В том случае, если это невозможно по заданию, то ЦЭН цеха определяется как геометрический центр здания цеха на миллиметровой бумаге.
Далее определяются координаты х и у каждого центра здания (по выполненному генплану на миллиметровке) и заносятся в таблицу 9. Графа Мощность цеха заполняется из задания (если указано мощность на 6(10)кВ и на 0,4кВ, то их необходимо просуммировать).
Таблица 9 Данные координат и радиусов нагрузок предприятия
|
№ цеха |
Мощность цеха Рц, кВт |
Координата Х, см |
Координата У, см |
Радиус нагрузок R, м |
Радиус нагрузок R', см |
|
|
1 |
||||||
|
2 |
||||||
|
…. |
||||||
|
n |
Координаты точки ЦЭН х0 и у0 находятся по следующим формулам:
,
В результате необходимо найти точку с координатами (х0; у0) на миллиметровке и обозначить ее ЦЭН. Размеры ГПП вместе с защитной зоной составляют примерно 60х60 м. Чтобы определить можно ли установить ГПП рядом или некотором отдалении от точки ЦЕН, необходимо определить масштаб миллиметровки. Масштаб генплана определяется по следующей формуле:
где мреальное - реальный размер здания цеха (задано), м;
мплана - размер этого же здания на миллиметровке, см.
После выполненных расчетов определяют местоположение ГПП на плане с учетом подвода питания от системы и возможности установки ГПП в рассчитанной точке или вблизи от нее. Если это не возможно, то ГПП устанавливается вне зоны предприятия и непосредственно в стороне подвода питания от системы.
Для более рационального размещения трансформаторных подстанций по заводу необходимо на миллиметровке изобразить их мощность пропорционально.
Для определения числа и мощности трансформаторов ТП и количества самих ТП необходимо учитывать, что в некоторых цехах установлено высоковольтное оборудование, которое требует непосредственного ввода 6(10) кВ, а некоторые цеха требую небольшой мощности и могут быть запитаны посредством распределительных устройств 0,4 кВ. Исходя из этого на миллиметровке в каждом цехе указывается устанавливаемое устройство (либо ТП, либо РУ) и показываются соответствующие связи (начиная от ГПП).
После определения числа ТП на вашем предприятии, необходимо рассчитать и выбрать трансформаторы для ТП. Для этого необходимо определить мощность ТП. С помощью таблицы 1 курсового проекта подсчитывается потребляемая мощность, исходя из которой принимая коэффициент загрузки трансформаторов ТП равным 1, определяют расчетную мощность трансформаторов ТП. После этого по справочникам производят выбор трансформаторов.
10. Выбор электрооборудования подстанции
10.1 Расчетные условия для проверки аппаратуры и токоведущих частей по режиму короткого замыкания
Расчетные условия (ток короткого замыкания и длительность его протекания) должны быть определены с достаточной точностью и с учетом реальных условий, в которых работает данная цепь. Расчетные условия могут изменяться и в пределах одного присоединения в зависимости от положения точки короткого замыкания. Особенно это заметно в случае редактированной линии. Токи КЗ будут значительно отличаться в зависимости от того, произошло повреждение до реактора или после него. Такое различие расчетных условии в пределах одной электроустановки может осложнить их определение, выбор и проверку оборудования. Для сокращения объема вычислительной работы обычно используют тот факт, что в электроустановках существуют группы цепей, которые в отношении режима КЗ находятся примерно одинаковых условиях. Это обстоятельств позволяет разбить всю систему электроустановки на зоны, в которых устанавливаются те или иные общие расчетные условия.
Рисунок 5 - Расчетные зоны для типовой схемы ГПП с двумя трансформаторами, питающимися от энергосистемы
На рисунке 5 приведена типовая схема ГПП с двумя трансформаторами, питающимися от энергосистемы. Здесь можно Выделить три расчетные зоны:
I зона - для цепей высокого напряжения. Действительное время протекания токов короткого замыкания по аппаратам при замыкании в точке К1 будет складываться из времени срабатывания основной защиты, установленной на отключение выключателя энергосистемы Q1 и собственного времени отключения выключателя.
tд = tp.з. + tотк.в
При этом можно принять tр.з=0,1 с. С учетом действительных характеристик выключателей получим что действительное время протекания КЗ (время отключения К3) находится в пределах 0,16…0,2с.
II зона - для цепей низкого напряжения. Время отключения для зоны II нужно уточнять по данным tp.з. защит, установленных в цепях НН подстанции. Здесь можно исходить из следующих соображений: для защиты блока кабельная линия - цеховой трансформатор применяется токовая отсечка и МТЗ с выдержкой времени. Поэтому целесообразно взять за время tp.з. выдержку времени МТЗ, которая на ступень селективности t = 0,4...0,7 с больше выдержки времени предыдущей защиты, т.е. защиты, установленной на стороне 0,4 кВ цехового трансформатора. А учитывая, что со стороны низкого напряжения цеховой подстанции устанавливаются автоматические выключатели или предохранители, время срабатывания которых практически равно нулю, то действительное время протекания тока КЗ, при КЗ в точке К3 (tp.з..+tотк.в= 0,5+0,1=0,6 с). При коротком замыкании на сборных шинах НН (точка K2) выключатель Q5 отключится под действием МТЗ трансформатора ГПП, выдержка времени которой tpз2= =tp.з1 + t = 0,5+0,5=1 с. т.е. tд = 1,1. Не трудно заметить, что величина тока КЗ в точке К2 равна току КЗ в точке К3.
Если на стороне низкого напряжения ГПП применяются линейные или групповые реакторы, то в схеме подстанции могут появиться расчетные зоны III. При этом величина тока КЗ после реактора будет значительно меньше, чем В точке К2.
10.2 Расчетные условия для выбора проводников и аппаратов по продолжительным режимам работы
Продолжительный режим работы электротехнического устройства - это режим, продолжающийся не менее, чем необходимо для достижения установившейся температуры его частей неизменной температуре окружающей среды.
Продолжительный режим работы электротехнического устройства имеет место, когда энергосистема или электроустановка находится в одном из следующих режимов: нормальном, ремонтном, послеаварийном. Нормальный режим - это такой режим работы электротехнического устройства, при котором значения его параметров не выходят за пределы, допустимые при заданных условиях эксплуатации. В нормальном режиме функционируют все элементы данной электроустановки без вынужденных отключений и без перегрузок. Ток нагрузки в этом режиме может меняться в зависимости от графика нагрузки. Для выбора аппаратов и токоведущих частей следует принимать наибольший ток нормального режима Iнорм.
Ремонтный режим - это режим плановых профилактических и капитальных ремонтов В ремонтном режиме часть элементов электроустановки отключена, поэтому на оставшиеся в работе элементы ложится повышенная нагрузка. При выборе аппаратов и токоведущих частей необходимо учитывать это повышение нагрузки до Iрем.
Послеаварийный режим - это режим, в котором часть элементов электроустановки дышла из строя или выведена в ремонт вследствие аварийного (непланового) отключения. При этом режиме возможно перегрузка оставшихся в работе элементов электроустановки током I.
Из двух последних режимов выбирают наиболее тяжелый, когда в рассматриваемом элементе электроустановки проходит наибольший ток I.
Таким образом, расчетными токами продолжительного режима являются: Iнорм - наибольший ток нормального режима, Imax -наибольший ток ремонтного или послеаварийного режима
Рассмотрим некоторые конкретные случаи определения расчетных токов, применительно к проектируемой подстанции.
Цепь двухобмоточного трансформатора на подстанции
При определении расчетного тока необходимо исходить из того, что при выходе из строя одного из трансформаторов. оставшийся в работе может перегружаться сверх номинального тока до 40% общей продолжительностью не более 6 часов в сутки в течение пяти суток подряд при условии, что коэффициент начальной загрузки не превышает 0,93 (при этом должны быть использованы полностью все устройства охлаждения трансформатора. Учитывая это наибольший ток послеаварийного режиму
.
Цепь секционного выключателя, сборные шины
Обычно ток, проходящий по сборным шинам и секционному выключателю, ток не превышает Imax самого мощного трансформатора, присоединенного к этим шинам.
Цепь линии
Если линия одиночная, радиальная, то Iнорм определяется по набольшей нагрузке линии. Для двух параллельно работающих линий
где Sнагр - наибольшая мощность потребителей, присоединенных к линии.
Ниже приведены условия выбора основного оборудования распределительного устройства 6-10кВ сборных шин, выключателей вводов и секционного выключателя, трансформаторов тощ изоляторов, трансформаторов напряжения. Выбор оборудования на стороне высокого напряжения ГПП (выключателей, разъединителей) производится по условиям, аналогичным выбору оборудования на стороне низкого напряжения, поэтому данный допрос в методический указаниях не рассматривается.
Рисунок 6 - Схема распределительного устройства 6-10 кВ (РУ 6-10 кВ)
10.3 Выбор сборных шин
Выбор сечения сборных шин производится по нагреву (по допустимости току):
Imax ? Iдоп
где Imax - расчетный ток, определяемый по формуле ,, А;
Iдоп - допустимый ток шин выбранного сечения, А .
Проверка шин на термическую стойкость при коротких замыканиях производится по условию:
qmin ? q
где qmin - минимальное сечение шин по термической стойкости, мм2;
q - выбранное сечение шины, мм2.
где - тепловой импульс, кА2•с;
С - функци;
I? - установившийся ток короткого замыкания на сборных шинах (в точке К2), кА;
tп - приведенное время протекания тока короткого замыкания, с.
Приведенное время - время, в течение которого установившийся ток КЗ I? выделяет то же количество теплоты, что и изменяющийся во времени ток КЗ за действительное время tд. Рекомендации по определению действительного времени были приведены выше.
Приведенное время определяется составляющими времени периодической и апериодичекой составляющихся тока КЗ:
tп= tпп+ tпа.
Величину tпп при действительном времени tд.>5 с находят по кривым зависимости
tпп=f(11; tд), где
Если ЭДС источника неизменна (например, при питании от системы неограниченной мощности), то I11=I?=Iк.
Приведенное время апериодической составляющей:
tпа.=0,05*?11 2.
При действительном времени tд.<1 с величину tпа не учитывают.
Механический расчет однополосных сборных шин
Наибольшее удельное усилие на среднюю фазу при трехфазном КЗ:
Н/м.
где Кф - коэффициент формы шин; Кф=1, если расстояние между фазами больше периметра шин, т.е. а2(b+h),
а - расстояние между фазами (минимальное расстояние между токоведущими частями указано в ПУЭ);
b - толщина шины;
h - ширина шины.
Равномерно распределенная сила создает изгибающийся момент, Н*м (шина рассматривается как многопролетная балка, свободно лежащая на опорах):
где l - длина пролета между опорными изоляторами шинной конструкции, м.
Напряжение в материале шины, возникающее при воздействии изгибающего момента, МПа:
где W - момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, см3 при положении шин плашмя:
Рисунок7 - Схема расположения шинопроводов
при расположении на ребро:
Рисунок 8 - Схема расположения шинопроводов
Шины будут механически прочны, если
где ?доп - допустимое механическое напряжение в материале шин . В электроустановках широко применяют шины прессованные из алюминиевого сплава, закаленные и естественно состаренные (марка АД 31Т) или закаленные и искусственно состаренные (марка АД31Т1).
10.4 Выбор выключателей
Выключатели выбирают по номинальному току, номинальному напряжению, типу, роду установки и проверяют по электродинамической, термической стойкости и отключающей способности в режиме КЗ.
1 Выбор по номинальному току Iном.а сводится к выбору выключателя, у которого номинальный ток является ближайшим к расчетному току установки Imax, т.е. должно быть соблюдено условие
Iном.а? Imax,
2 Выбор выключателей по напряжению сводится к сравнению номинального напряжения установки и номинального напряжения выключателя.
Uном.а?Umax
3 Выбор выключателя по типу сводится к выбору типа выключателя, который соответствует условиям и целесообразен для применения.
4 Выбор выключателя по роду установки сводится к выбору установки на открытом воздухе или в помещении (в зависимости от конструктивного решения подстанции).
5 Проверка по отключающей способности сводится к проверке того, чтобы расчетная мощность отключения была бы меньше отключающей мощности выключателя.
Iном.откл? Iк,; Sном.откл? Sк,,
где Iк, и Sк, - соответственно расчетные значения тока и мощности, трехфазного КЗ в момент отключения, кА и МВА.
6 Проверка по электродинамической стойкости к токам КЗ:
iном.дин? iУ
где iУ - ударный расчетный ток КЗ, кА.
7 Проверка по термической стойкости к токам КЗ:
I2т*tт? Вк,
где Iт и tт - соответственно ток и время термической стойкости по каталогу, кА2*с.
Вк=I2?*tп - тепловой импульс от расчетного тока КЗ (данные смотри в выборе сборных шин).
10.5 Выбор разъединителей
Выбор и проверку разъединителей производят аналогично выбору выключателей без учета тока и мощности отключения.
10.6 Выбор изоляторов
Опорные изоляторы выбирают и проверяют на разрушающее воздействие от ударного тока короткого замыкания.
Проходные изоляторы выбирают и проверяют на электродинамическое и термическое воздействие тока КЗ. Проверке на термическое воздействие тока КЗ подвергают токоведущий стержень изолятора. При выборе и проверке изоляторов следует учитывать способ установки шины на головке изолятора.
При установке шины плашмя допустимые усилия на изоляторы
Fдon = 0,6 Fраз
где 0,6 - коэффициент запаса;
Fраз - разрушающее усилие на головку изолятора по каталогу.
При установке шины на ребро:
F'дon = кh Fдоп,
где кh - коэффициент снижения нагрузки.
Условия выбора изоляторов:
по напряжению:
Uном.а?Uном.У;
по номинальному току:
Iном.а? Imax,
по электродинамической стойкости:
Fдon ? Fр
где смотри расчет сборных шин.
по термической стойкости (для проходных изоляторов):
Iном.т? I?.
10.7 Выбор трансформаторов тока
Трансформаторы тока выбирают:
1 По расчетному первичному максимальному току
Iном.1 ? Imax,;
2 По напряжению.
Uном.?Uуст;
3 По конструкции и классу точности;
Трансформаторы тока проверяют:
1 По динамической стойкости
iдин=? iУ,
где кд - кратность электродинамической стойкости по каталогу;
Iном1 - номинальный первичный ток трансформатора тока;
IУ - расчетный ударный ток;
Iдин - ток электродинамической стойкости по каталогу.
2 По термической стойкости
I2т•tт= (кт•Iном1)2tт ? Вк,
где Iт и tт - соответственно ток и время термической стойкости по каталогу, кА2*с.
Вк=I2?*tп - тепловой импульс от расчетного тока КЗ (данные смотри в выборе сборных шин).
Кт - кратность термической стойкости по каталогу;
3 По вторичной нагрузке
z2ном.?z2.
где z2ном - номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности, Ом;
z2 - вторичная нагрузка трансформатора тока, Ом.
Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов. Так как индуктивное сопротивление токовых цепей не велико, то
z2= r2= rприб + rпр + rк.
При выполнении курсового проекта необходимо выбрать трансформатор тока и измерительные приборы, устанавливаемые на стороне низкого напряжения трансформатора ГПП. Количество приборов и их наименование можно определить Технические данные приборов и в других справочниках. На рисунке 9 приведена примерная схема подключения приборов к трансформатору тока.
Рисунок 9 - Схема подключения приборов
Сопротивление приборов определяется по формуле
где Sприб - мощность потребляемая приборами, ВА;
I2ном - вторичный номинальный ток трансформатора тока 5А.
Сопротивление контактов rк. принимается равным 0,05 Ом при двух-трех приборах и 0,1 Ом при большем числе приборов.
Сопротивление соединительных проводов зависит от их длины и сечения. Чтобы трансформатор тока работал в выбранном классе точности необходимо выдержать условие
rприб + rпр + rк.? z2ном
откуда rпр= z2ном- rприб- rк.
Определив rпр, можно определить сечение соединительных проводов
где ? - удельное сопротивление материала провода. Для проводов с медными жилами ?=0,0175 Ом*мм2/м, для проводов сч алюминиевыми жилами ?=0,0283 Ом*мм2/м;
lрасч -расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформатора тока [13, рисунок 4.106].
10.8 Выбор трансформаторов напряжения
Трансформаторы напряжения выбирают:
1 по напряжению установки
Uном = Uуст
2 по конструкции и схеме соединения обмоток;
3 по классу точности;
4 по вторичной нагрузке
Sном ? S2,
где S2 - нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к трансформатору напряжения, ВА,
Sном - номинальная мощность трансформатора напряжения о выбранном классе точности по каталоги, В А.
Для упрощения расчетов нагрузку приборов можно не разделять по фазам, тогда
Если вторичная нагрузка превышает номинальную мощность о выбранном классе точности, то устанавливают второй трансформатор напряжения и часть приборов присоединяют к нему.
11. Релейная защита трансформаторов ГПП
Релейная защита трансформаторов должна обеспечивать отключение силового трансформатора при междуфазных и витковых замыканиях, понижении уровня масла, однофазных замыканиях на землю или подобать сигнал о ненормальном режиме работы трансформатора (перегрузке, повышении температуры масла и т.д.).
Виды защит, устанавливаемых на трансформаторе, определяются его мощностью, назначением, местом установки и другими требованиями предъявляемыми к режиму эксплуатации, и указываются в [11, 12].
Пример. Выбрать и рассчитать защиту трансформатора ГПП 110/10 кВ мощностью 10 MBA. Ток трехфазного короткого замыкания на стороне низкого напряжения Iк1 = 4,33 кА. Трансформатор с устройством РПН (встроенное регулирование напряжения под нагрузкой) в пределах 16% от номинального. Согласно ПУЭ для защиты трансформатора применяем продольную дифференциальную, максимальную токовую, газовую и защиту от перегрузки.
11.1 Расчет дифференциальной защиты
Первичные токи на сторонах высшего и низшего напряжений защищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности.
Коэффициенты трансформаторов тока учитывая, что для компенсации сдвига токов по фазе, трансформаторы тока со стороны обмотки высшего напряжения силового трансформатора, соединенной в «звезду» должны быть соединены в «треугольник», а со стороны обмотки низкого напряжения, соединенной в «треугольник» - в «звезду».
где I1в и I2в - номинальные вторичные токи трансформаторов тока.
По каталогу выбираем трансформаторы тока со стандартными коэффициентами трансформации кI1=30 и кI2=200.
Действительные вторичные токи в плечах защиты:
Плечо с большим вторичным током является основным.
Рисунок 10 - Схема включения реле РНТ-565
Первичный расчетный ток небаланса без учета I111нб. расч при рассматриваемом внешнем КЗ в точке К1.
где кодн=0,5…1 - коэффициент однотипности трансформаторов тока;
0,1 - относительное значение полной погрешности трансформаторов тока (принимается по кривым предельных кратностей при 10% погрешности);
Nрег - относительное значение погрешности, обусловленное регулированием напряжения (±16%);
- ток внешнего КЗ, приведенного к стороне высокого напряжения, где .
Определяем предварительно ток защиты, исходя из двух условий:
а) по условию отстройки от максимального тока небаланса
Iсз?котс•Iнб расч=1,3•102,4=133,1 А,
где котс - коэффициент отстройки, учитывающий погрешности реле, ошибки расчета и необходимый запас (принимается равным 1,3).
б) по условию отстройки от броска намагничивающего тока
Iсз?котс•Iнб расч=1,3•52,5=68,3 А,
Расчетной для выбора так срабатывания является отстройка от тока небаланса при внешнем КЗ
Производим предварительную проверку чувствительности защиты. В рассматриваемом примере расчетным по условию чувствительности является КЗ между двумя фазами на стороне 10 кВ.
Минимальный ток двухфазного КЗ приведенный к стороне 10 кВ:
Примечание: В действительности за минимальный ток КЗ принимают ток двухфазного КЗ в минимальном режиме питающей системы и при максимальном сопротивлении питающего трансформатора (в примере таких данных нет).
Коэффициент чувствительности:
Т.к. кч?1,5 требуемого по ПУЭ, то расчет защиты можно продолжить.
Ток срабатывания реле на основной стороне (за которую принята сторона основного питания)
Число витков обмотки НТТ реле основной стороны:
Где Fср - МДС, необходимая для срабатывания реле, А; для реле РНТ-565 равна (100±5) А.
Предварительно примем
Число витков обмотки НТТ реле для неосновной стороны:
Предварительно принимаем
Составляющая первичного тока небаланса, обусловленная округлением расчетного числа витков неосновной стороны для расчетного случая повреждения:
Первичный расчетный ток небаланса с учетом составляющей IIIIнб.расч:
Ток срабатывания защиты на основной стороне:
Окончательное значение коэффициента отстройки защиты:
Коэффициент чувствительности для тока срабатывания защиты, соответствующего окончательно принятому в режиме, при котором производилась предварительная проверка чувствительности:
Защита может быть использована для защиты трансформатора. Окончательно принятое число витков обмотки НТТ реле установки на основной и неосновной сторонах:
?осн=?I ур=12 витков; ?I=?II ур=13 витков.
Установка чисел витков уравнительных обмоток указана на схеме реле зачерненными точками.
11.2 Расчет максимальной токовой защиты
Данная защита служит для защиты трансформатора от внешних КЗ (за пределами зоны, защищаемой дифференциальной защитой).
Предполагаем выполнение защиты на реле типа РТ-40, устанавливаемых на стороне низкого напряжения защищаемого трансформатора.
Ток срабатывания защиты:
Вторичный ток срабатывания реле:
где ксх=1 - коэффициент учитывающий схему соединения вторичных обмоток трансформаторов тока на стороне низкого напряжения защищаемого трансформатора (неполная звезда).
Чувствительность защиты:
Примечание: при выполнении данной защиты функций резервирования смежного участка (например, отходящей линии), коэффициент чувствительности должен быть не менее 1,2 при КЗ в конце зоны защиты резервирования (например, при КЗ в конце линии).
Выдержка времени защиты выбирается на ступень селективности (?t=0,5..0,7 с) больше предыдущей максимальной токовой защиты.
11.3 Защита от перегрузки
Ток срабатывания защиты:
где котс - коэффициент отстройки принимаем равным 1,05
кв - коэффициент возврата реле.
Ток срабатывания реле
Защиту от перегрузки выполняем но реле типа РТ-40 включенного в одно из плеч максимальной токовой защиты от внешних К.З.
Выдержку бремени защиты от перегрузки принимают на ступень селективности дольше максимальной токовой защиты. Защита выполняется с действием на сигнал.
11.4 Газовая защита
Согласно ПУЗ п.32531 газовая защита от повреждений внутри кожуха сопровождающихся выделением газа и от понижения уровня масла должна быть предусмотрена
для трансформаторов мощностью 63 MB А и более,
для внутрицеховых понижающих трансформаторов мощностью 630 кВА и более.
Газовую защиту можно устанавливать так же на трансформаторах мощностью 1-4 МВА
Газовая защита должна действовать на сигнал при слабом газообразовании и на отключение при интенсивном газообразовании и дальнейшем понижении уровня масла.
Защиту выполняем газовым реле с чашкообразными элементами типа РГЧЗ-66.
11.5 Защита от перенапряжений
Различают два вида перенапряжений в электрических установках: внутренние и атмосферные.
Внутренние перенапряжения возникают в результате коммутаций, как нормальных (включение и отключение ненагруженных линий, отключение ненагруженных трансорфматоров и реакторов), так и послеаварийных (дуговые замыкания на землю в системах с изолированной нейтралью, отключения КЗ, АПВ).
Атмосферные перенапряжения возникают в результате разрядов молнии в электроустановку или вблизи нее. Время воздействия атмосферных перенапряжений составляет от единиц до сотен миллионов долей секунды. Значение этих перенапряжений при отсутствии специальных мер защиты может достигать миллионов вольт.
Для защиты электроустановок от внутренних перенапряжений можно использовать:
1 - схемные решения и средства ограничения установившихся перенапряжений;
2 - средства и способы защиты от перенапряжений переходного режима.
В первом случае предусматривают:
- понижение коэффициента трансформации;
- ограничение минимального количества работающих генераторов и их ЭДС;
- использование шунтирующих реакторов;
- применение схем без выключателей на стороне высшего напряжения.
Во втором случае используют:
- коммутационные ограничители перенапряжений типа ОПН;
- выключатели, предотвращающие возникновение перенапряжений;
- устройства, управляющие моментом коммутации.
Защиту от перенапряжений при отключении ненагруженных трансформаторов осуществляют ограничителями перенапряжений.
Ограничение перенапряжений при отключении ненагруженных линий не может быть возложено на ограничители перенапряжений, так как они должны находится на линии и должны быть рассчитаны на отвод энергии, значительно большей, чем энергия, обусловленная атмосферными перенапряжениями. В данном случае применяют выключатели с шунтирующими резисторами.
Волны перенапряжений, возникающие на линиях при ударах молнии, доходят до подстанций (набегающие волны) и могут представлять опасность для изоляции установленного там оборудования.
Основным аппаратом защиты от набегающих волн является ограничитель перенапряжений.
Линии напряжением 35 кВ и выше, защищенные тросами по всей длине, специальной защиты не требуют. Если линия не имеет троса по всей длине, то ее защищают тросом на подходе к подстанции. Длину подхода принимают равной 1-2 км при напряжении 35 кВ и 1-3 км при напряжениях 110-220 кВ. Трос на каждой опоре заземляют.
Для ограничения токов однофазного КЗ нейтрали некоторых трансформаторов 110 кВ могут быть разземлены. При воздействии волн атмосферных перенапряжений на линейные вводы трансформаторов на нейтрали могут развиться колебания, приводящие к значительному повышению напряжений над уровнем изоляции нейтрали. Для ограничения этих перенапряжений в нейтраль трансформатора включают ограничитель перенапряжений с номинальным напряжением на класс ниже, чем класс изоляции основной обмотки трансформатора.
12. Расчёт заземляющего устройства ГПП
Защитное заземление - заземление частей электроустановки с целью обеспечения электрической безопасности. Рабочее заземление - заземление какой-либо точки токоведущих частей электроустановки, необходимое для обеспечения работы электроустановки.
Пример. Периметр ГПП равен 240 метров. (П=240м)
Нейтраль трансформатора заземлена глухо, распредустройство 6кВ изолированно. Грунт в месте распредустройства имеет удельное сопротивление
В качестве естественных заземлителей можно использовать металлические оболочки кабелей , сопротивлением Ом , а так же заземлённый трос сопротивлением Ом. Так как сопротивление заземляющего устройства для сетей выше 1кВ должно быть меньше или равно 0,5 Ом , то для начала определяем сопротивление естественных заземлителей.
Далее определяем сопротивление искусственных заземлителей:
- требуемое по ПУЭ сопротивление потребителя
В качестве заземлителей принимаем уголки , длинной 5м.
Сопротивление одного уголка:
Требуемое число электродов данного вида определяем по формуле:
Принимаем размещение по контуру ГПП заземлителей , причём отношение расстояния между ними к их длине , принимаем равным 1, а .
Количество трубчатых заземлителей выбираем условно , примерно 100 штук.
Перерассчитываем расстояние между прутками:
Рисунок 11 - Защитное заземление подстанции
Список используемой литературы
1 Правила устройства электроустановок. М., Энергоатомиздат, 1985.
2 Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Под общей редакцией А.А. Федорова,Том1. Электроснабжением, Энергоатомиздат, 1986
3 Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Под общей редакцией А.А. Федорова Том2. Электрооборудование М, Энергоатомиздат, 1987
4 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. Под общей редакцией А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского, М., "Энергия", 1980
5 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация. Под общей редакцией АА Федорова и Г.В. Сербиновскаго, М., "Энергия', 1980
6 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под общей редакцией А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского, Книга первая. Проектно-расчетные сведения. М, "Энергия", 1973
7 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под общей редакцией А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского, Книга вторая. Технические сведения об оборудовании. М., "Энергия", 1973
Подобные документы
Определение числа и места расположения трансформаторных подстанций. Электроснабжение населенного пункта, расчет сети по потерям напряжения. Оценка распределительной сети, потерь напряжения. Расчет токов короткого замыкания. Выбор аппаратов защиты.
курсовая работа [266,8 K], добавлен 12.03.2013Определение электрических нагрузок линий напряжения 0,38 кВ, расчет трансформаторных подстанций полных мощностей, токов и коэффициентов мощности; токов короткого замыкания. Выбор потребительских трансформаторов. Электрический расчет воздушных линий 10 кВ.
курсовая работа [207,7 K], добавлен 08.06.2010Определение номинальной мощности силовых трансформаторов. Ограничение токов короткого замыкания. Выбор электрических схем распределительных устройств, шинных конструкций и электрических аппаратов. Расчетные условия для выбора аппаратов и проводников.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 22.06.2015Выбор проводов линии, числа и места расположения трансформаторных подстанций. Расчет сечения проводов линии по методу экономических интервалов мощностей, токов короткого замыкания, аппаратов защиты, заземления. Мероприятия по защите от перенапряжений.
курсовая работа [608,4 K], добавлен 18.11.2010Расчет электрических нагрузок, мощности освещения и токов трехфазного короткого замыкания. Выбор числа и мощности трансформаторов, компенсирующих устройств и аппаратов защиты. Подбор сечений проводников. Проверка автомата на коммутационную способность.
реферат [1,1 M], добавлен 16.05.2012Выбор напряжения для силовой и осветительной сети. Расчёт освещения цеха. Определение электрических нагрузок силовых электроприёмников. Выбор мощности и числа цеховых трансформаторных подстанций, компенсирующих устройств. Расчёт токов короткого замыкания.
курсовая работа [736,3 K], добавлен 14.11.2012Система распределения электроэнергии на предприятии. Выбор рационального напряжения питания. Определение мощности и количества трансформаторных подстанций. Расчет токов короткого замыкания, параметров схемы замещения. Выбор элементов электроснабжения.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 02.10.2014Выбор схемы и линий электроснабжения оборудования. Расчет электрических нагрузок, числа и мощности питающих трансформаторов. Выбор компенсирующей установки, аппаратов защиты. Расчет токов короткого замыкания и заземляющего устройства и молниезащиты.
курсовая работа [663,0 K], добавлен 04.11.2014Выбор напряжений участков электрической сети объекта. Расчет электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм. Определение числа и мощности трансформаторов, типа и числа подстанций. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита элементов.
курсовая работа [210,6 K], добавлен 30.09.2013Расчет электрических нагрузок и определение допустимых потерь напряжения в сети. Выбор числа и мощности трансформатора, место расположения подстанций. Определение потерь энергии в линиях, их конструктивное выполнение и расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [704,3 K], добавлен 12.09.2010
