Материал: Проектирование системы электроснабжения предприятия по изготовлению бетонных строительных материалов

Для РУ ТП:

 см;

 см.

В расчет принимается меньшая из двух величин.

Силу взаимодействия между полосами в пакете из двух можно определить:

;

 Н;

 Н.

Напряжение в материале шин от взаимодействия полос, МПа (шины рассматриваются как балки с равномерно распределенной нагрузкой и защемленными концами):

,

где  - момент сопротивления одной полосы, .

Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз:

,

где l - длина пролета между изоляторами, м;

 - момент сопротивления пакета шин.

Шины механически прочны если:

;

Допустимое механическое напряжение для шин марки АДЗ1Т = 75 МПа, марки М1= 171 МПа [15], следовательно выбранные шины распределительных устройств соответствуют необходимой электродинамической прочности.

. РАСЧЕТ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

6.1 Выбор КЛ

Сечение кабельной линии определено в пункте 5.2. Необходимо выбрать только марку кабеля и тип прокладки: принимаем кабель марки АПВБПГ 3×90/21 [11], Iдоп = 253 А, прокладка будет осуществляется в траншее.

6.2 Выбор электрооборудования РУ 10 кВ.

Расчет токов КЗ.

Составим расчетную схему (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 - Расчетная схема

Составим схему замещения (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2 - Схема замещения

Расчет будем вести в именованных единицах и при приближенном приведении.

Определим параметры схемы замещения.

Исходные данные представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Параметры элементов схемы

Данные по мощности КЗ взяты в ходе преддипломной практики.

Сопротивление системы определяется по формуле:

,

где Sк.з - мощность КЗ системы, МВ·А..

Тогда ток трехфазного КЗ, равен:

для точки К1:

для точки К2:

Найдем ударный ток (только для точки К2), в максимальном режиме :

Набольший ток аварийного режима:

Определим тепловой импульс, выделяемый током короткого замыкания, при этом примем время действия основной защиты трансформатора, равное 0,1 с.

 кА2×с.

Выбор выключателя. Выключатели в РУ 10 кВ выбираем по утяжеленному режиму:

Принимаем к установке вакуумный выключатель ВB/TEL -10-12,5/630 У2.

Таблица 6.3 - Данные для выбора выключателя

-20/Выбор трансформаторов тока. Трансформаторы тока выбираем аналогично пункту 4.4.

Iраб.утяж. = 140 А.

Принимаем к установке трансформаторы тока ТОЛ -10-I У2.

Таблица 6.4 - Данные для выбора трансформаторов тока

Выбор ограничителей перенапряжения. Для защиты электрооборудования 10 кВ, принимаем к установке ограничителе перенапряжения ОПН-KP/TEL-10/12 УХЛ2.

Для приема и распределения электроэнергии используем КРУ серии D -12P. Принципиальная схема выбранного КРУ представлена на рисунке 6.3.

Выбор гибких проводов

Для обвязки трансформатора используем СИП-3 - это одножильный самонесущий изолированный провод. Жила выполнена из алюминиевого сплава. Принимаем СИП-3, сечением 70 мм2, Iдоп = 310 А.

На питающей подстанции устанавливается аналогичное оборудование, с аналогичными характеристиками. Для реализации защиты кабельной линии, от токов замыкания на землю установим трансформатор тока нулевой последовательности ТЗЛМ-10.

. СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ

Потребителями собственных нужд подстанции и электрогенераторной являются:

освещение генераторной и подстанции и наружное освещение;

вентиляция ЗРУ и трансформаторного блока;

ремонтно-розеточные сети

собственные нужды электрогенераторной: охладитель надувочного воздуха, компрессор, насос замены масла, насосы сетевой воды, вентиляция и другое.

Согласно [9], нагрузка собственных нужд электрогенераторов на базе газопоршневых двигателей составляет 3 - 4 %, от номинальной мощности установки, то есть

Рс.н. = (0,04 · 1456) = 58,2 кВт.

Таблица 7.1 - Потребители собственных нужд электрогенераторной

Таблица 7.2 - Потребители собственных нужд трансформаторной подстанции

. ВЫБОР РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

8.1 Расчет защиты генераторов

Генератор SR4B Caterpillar: Pном - 1165 кВт, Uном - 0,4 кВ, cosϕ = 0,8.

Согласно [18], защиту генераторов до 1 кВ выполняют с помощью плавких предохранителей или автоматических выключателей. В нашем проекте будем использовать автоматические выключатели (рисунок 8.1).

Для генераторов, работающих с глухозаземленной нейтралью, РЗ от всех видов повреждений и ненормальных режимов осуществляется с помощью автоматических выключателей с максимальными расцепителями или выключателями с МТЗ. Защита должна предусматриваться в трех или двухфазном исполнении, но в последнем случае с установкой дополнительной максимальной или дифференциальной защиты нулевой последовательности от КЗ на землю. Защита должна присоединяться к ТТ, установленным на выводах генератора со стороны нейтрали. Если выводы со стороны нейтрали отсутствуют то автоматический выключатель включают со стороны выводов генератора, обращенных к шинам. Также в генераторах мощностью более 1 МВт должно осуществляется автоматическое гашение поля.

Установка автомата со стороны выводов генератора, обращенных к шинам, не обеспечивает защиту от внутренних повреждений. Поэтому для таких генераторов целесообразно устанавливать автоматический выключатель со стороны нулевых выводов генератора или выполнять дополнительно трех- или двухфазную МТЗ, включенные на трансформаторы тока со стороны нулевых выводов генератора. Защита должна действовать на отключения выключателя установленного со стороны выводов.

Рисунок 8.1 - Схема к расчету РЗ генератора

Устанавливаемый выключатель ВА07 - 325 [14], с номинальным током отключения Iном.в. = 2500 А имеет следующие типы защит:

МТЗ;

защита от перегрузки;

мгновенная токовая отсечка.

Токовая отсечка используется лишь для защиты генераторов, работающих параллельно с сетью или с другими генераторами.

Расчет уставок МТЗ генератора. Ток уставки максимального расцепителя с выдержкой времени, обратно зависимой от тока, принимают равным:

Далее по шкале уставок автоматического выключателя подбирается ближайшая большая уставка. Ряд устовок применяемого выключателя выглядит следующим образом Iном.в.× (1-1,5-2-2,5-3-4-6-8), т.е выбираем Iном.в.× 1,5. Ток уставки максимального расцепителя равен:

Ток уставки для МТЗ генераторов принимаем равным Iус.расц = 3750 А.

Чувствительность МТЗ проверяется в установившемся режиме трехфазного КЗ на выводах генератора:

где согласно п. 6.1.

Защита чувствительна.

Для обеспечения селективности требуется согласование выбранной защитной характеристики автомата защищаемого генератор, с защитными характеристиками автоматов, установленных на элементах внешней сети. При всех возможных КЗ на этих элементах их защитные устройства должны срабатывать раньше, чем сработает автомат, уставленный для защиты генератора. Так как в НКУ для защиты отходящих линий (шинопровода) используются выключатели с аналогичной времятоковой характеристикой, необходимо отстроится от их времени срабатывания.

Время срабатывания определим по выражению:

где tвнеш. - время отключения отходящих присоединений, с;

Δt - ступень селективности, для защит с применением микропроцессорных, равна 0,3 с.

Время отключения отходящих присоединений, пример равным собственному времени отключения защитных автоматических выключателей [14].

Выдержка времени токовой отсечки принимается  с.

Расчет уставок защиты от перегрузки генератора. Ток срабатывания защиты от перегрузки:

где kв - коэффициент возврата, для электронных (цифровых) реле равен 0,95;

Kн - коэффициент надежности, учитывающий увеличение тока при различных перегрузках генератора, а также неточности расчета и настройке реле, принимается 1,05;

Ряд уставок выключателя для защиты от перегрузок: Iном.в.× (0,8-1,0-1,05-1,15). Выбираем Iном.в.× 1. Ток уставки для защиты от перегрузки равен:

Ток уставки для защиты генераторов от перегрузки принимаем равным Iус.расц = 2500 А.

Выдержка времени устанавливается больше выдержки времени МТЗ генератора на ступень селективности:

Выдержка времени защиты от перегрузки принимается  с.

8.2 Расчет защиты трансформатора

Основными видами повреждения в трансформаторе являются: замыкания между фазами внутри кожуха трансформатора и на наружных выводах обмоток; замыкания в обмотках между витками одной фазы (витковые замыкания); замыкания на землю обмоток или их наружных выводов, повреждения магнитопровода трансформатора, приводящие к появлению местного нагрева и «пожару стали».

Для трансформаторов с высшим напряжением 10(6) кВ должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

) междуфазных коротких замыканий в обмотках и на выводах (токовая отсечка без выдержки времени);

) токов в обмотках, обусловленных внешними КЗ (максимальная токовая защита);

) токов в обмотках, обусловленных перегрузкой (максимальная токовая защита от перегрузки).

В данном проекте будем рассчитывать защиту для трансформатора

ТМГ -2500/10/0,4, со схемой соединения .

Максимальная нагрузка трансформатора примем равной 1,4·Sном.т.

Максимальное время защит линий, отходящих от шин НН трансформатора равняется собственному времени отключения автоматических выключателей, tмакс = 0,03с.