Выбор и расчет аппаратов
Основным заданием является реконструкция распределительного устройства. Ввиду отсутствия точных данных о помещении, в котором располагаются РУ, примем вариант замены камер КСО -272 на камеры КСО - 29 8. Основные технические данные: (Промышленный каталог 02.64.01 - 2001) Камеры КСО-298 напряжением 6 и 10 кВ предназначены для распределительных устройств переменного трехфазного тока частотой 50 Гц систем с изолированной нейтралью или заземленной через дугогасительный реактор и изготовляются для нужд народного хозяйства и для поставки на экспорт и предназначены взамен камер серий КСО-272, КСО-285, КСО 2УМ3. Камеры имеют меньшие габариты, что позволяет их использовать для модернизации и расширения (увеличения количества фидеров) на уже существующих площадях РУ. Таблица 4
Таблица 5
В таблицах 4 и 5 даны основные технические данные камер КСО -298.
Максимальные расчетные токи кабельных линий, идущих от РУ -6 кВ до подстанций не превышают значения 225 А. Минимальное значение тока составляет 203,5 А. В этом случае целесообразнее было бы установить выключатели нагрузки с предохранителями ПКТ на 400 А, однако максимальный ток плавкой ставки силового предохранителя в камерах КСО - 298 составляет только 160 А. Следовательно, примем к рассмотрению вариант с вакуумными выключателями ВВ/ TEL - 10 на 400 А. В качестве измерительного трансформатора напряжения примем к рассмотрению вариант с установкой трансформатора 3ģ3НОЛ-6 (трансформатор напряжения однофазный с литой изоляцией) . В цепи трансформатора напряжения устанавливается ограничитель перенапряжения ОПН-КР/ТЕL- 6 и предохранитель ПКН 001 -10 (изготовитель допускает установку предохранителя в цепь 6 кВ). Выбор и проверка выключателей 6 кВ сведена в таблицу 6: Таблица 6
Выбор выключателей проведен для одной секции шин (с большими токами короткого замыкания), выбор для другой секции осуществляется аналогично. Выбор секционного и подстанционного выключателя проведем отдельно.
Секционный выключатель должен обеспечить коммутацию в условиях аварии, когда отключен один из вводов. Поэтому выбор в общем случае должен осуществляться по току наиболее загруженной секции. В нашем случае это не принципиально, так как нагрузка распределена равномерно. Приведем итоговые таблицы распределения нагрузок. Таблица 7
Таблица 8
Таблица 9
Таблица 10
Необходимо различать два режима: нормальный и аварийный. При выборе аппаратов необходимо за расчетный режим работы сети принимать наиболее тяжелый. В нашем случае самым тяжелым режимом будет режим, при котором будет отключен один из вводов, а также выйдут из строя ( в результате аварии или ремонта) трансформаторы на комплектных трансформаторных подстанциях, то есть в работе будут принимать участие не 6 трансформаторов, а только 3. Таким образом, секционный выключатель должен быть проверен на коммутацию полной расчетной мощности предприятия. При определении суммарной нагрузки необходимо учитывать потери, возрастающие в аварийном режиме пропорционально квадрату коэффициента загрузки трансформатора при работе одного трансформатора. Как уже отмечалось выше, на КТП установлены масляные трансформаторы. Такой выбор обусловлен прежде всего соображениями экономии (так как в камерах КСО установлены вакуумные выключатели, то при установке сухих трансформаторов пришлось бы рассматривать варианты защиты от перенапряжений, возникающих в процессе коммутации, при установке масляных трансформаторов такой защиты не требуется). Суммарная нагрузка на одной из секции шин с учетом потерь в трансформаторах, работающих в аварийном режиме, составит: P = 5566 кВт, Q = 4557 кВАр. Сравнивая это значение со значением нагрузки, полученным выше (при расчете компенсирующих устройств P =5549 кВт и Q = 4462 кВАр), получим практически одинаковые результаты. Следовательно, потери в 6 трансформаторах, нормально работающих, и потери в 3 трансформаторах, работающих в режиме аварийной перегрузки, практически равны. С учетом компенсации расчетная мощность S = 5874 кВА. Следовательно, расчетный ток:
Выбираем выключатель ВВ/ TEL на 630 А (ближайшее большее значение тока). Проверка выключателя осуществляется аналогично проверке других выключателей в соответствии с таблицей 6. В задании на проектирование не указан тип выключателя на подстанции. Примем к рассмотрению вариант, при котором в ЗРУ подстанции установлены камеры КМ -1Ф с выключателями ВКЭ-М-10 . Расчетный ток кабельного ввода был найден ранее и составил 560,8 А. По расчетному току выбираем выключатель ВКЭ-М-10-31,5/630. Номинальный ток выключателя 630 А. Осуществим проверку выключателя: По току отключения: на шинах подстанции I к.з = 8,5 кА. Номинальный ток отключения 31,5 кА. (8,5 кА < 30 кА ). Проверка на электродинамическую стойкость: Ток электродинамической стойкости выключателя 80 кА. Расчетный ударный ток К.З.: , где ударный коэффициент принят 1,94 (по таблице 2.45 стр.127 (8)). 23,32 кА < 80 кА. Проверка тока термической стойкости Для выключателя ток термической стойкости для промежутка времени 3 с составляет 31,5 кА. Приведенное время К.З. (собственное время выключателя составляет 0,05с). Апериодическую составляющую не учитываем, так как действительное время К.З больше 1 с. Приведенное время приравниваем к действительному, так как считаем энергосистему удаленной, мощность которой равна бесконечности . Итак, 31,5 кА > 5,487 кА. Номинальная мощность отключения выключателя составляет:
S ном.откл ³ S расч.откл. Итак, выбранные выключатели удовлетворяет всем условиям проверки. Разъединители не проверяются по условию отключения токов К.З. и отключаемой расчетной мощности К.З. В остальном выбор и проверка разъединителей не отличается от выбора и проверки выключателей высокого напряжения. Выбор и проверка разъединителей представлены в таблице 11. Таблица 11
Выбираем разъединители РВЗ-10/400 и РВЗ-10/630 (на 400 А и 630 А). Выбор разъединителей проведен для одной секции шин, выбор для другой секции аналогичен.
Выбор и проверка трансформаторов тока и трансформаторов напряжения Принимаем предварительно к установке в камерах КСО -298 трансформаторов тока ТПОЛ10-0,5/10Р-600/5 и ТПОЛ10-0,5/10Р-400/5. Выбор и проверку сведем в таблицу:
Определим кратность допустимого тока электродинамической стойкости: ;
По справочным данным кдин = 114 (при первичном токе 400 А) и кдин = 81 ( номинальный первичный ток 600 А) :
Основной проверяемой величиной является вторичная нагрузка, условие проверки: S 2 ном ³ S 2 p . Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому Z 2 = r 2 . Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов. Примем длину проводников в пределах РУ - 6 кВ l = 6 м. Трансформаторы тока соединены в неполную звезду, поэтому расчетная длина будет равна 10,4 м. Примем к установке следующие приборы: 1. Амперметр Э351 , класс точности 1,5 потребляемая мощность 0,5 ВА. 2. Вольтметр Э351, класс точности 1,5, потребляемая мощность 3 ВА. 3. Счетчик СЭТ 3 а - 01П 26( Г ) , класс точности 0,5 , потребляемая мощность катушки тока 0,0 5 ВА, напряжения - 10 ВА . Определим сопротивление приборов: 1. В цепь отходящей линии включен амперметр: ; Допустимое сопротивление проводов: Ом Сечение проводников составит: мм 2 . Принимаем кабель АКВБбШв с жилами 4 мм 2 . 2. В цепь линии присоединены амперметр и счетчик активной энергии (в одну фазу) ; Ом ; Принимаем кабель АКВБбШв с жилами 4 мм 2 . Во втором случае получим r сумм = 0,12 + 0,05 + 0,074 = 0,244 Ом Таким образом, 0,4 Ом ( Z 2 ном ) > 0 ,244 Ом ( Z 2 p ) (в первом случае вторичная нагрузка будет меньше, поэтому проверку не производим). Следовательно, трансформаторы тока проходят все проверки. Выбираем трансформаторы тока ТПОЛ10-0,5/10Р-600/5 и ТПОЛ10-0,5/10Р-400/5 (класс точности 0,5, вторичный ток 5 А). Проведем выбор и проверку трансформаторов напряжения. По напряжению выбираем 3НОЛ.06 - 6 кВ . Определим нагрузку цепей напряжения при подключении перетокового счетчика и вольтметра: Принимаем cos φ = 1 - для вольтметра и cos φ = 0, 38 - для счетчика. Определим общую потребляемую мощность:
Три трансформатора, соединенных в звезду имеют мощность 150 ВА в классе точности 0,5. Таким образом, трансформаторы напряжения будут работать в выбранном классе точности, так как 31,221 < 150. Для соединения трансформаторов напряжения с приборами принимаем контрольный кабель АКВБбШв с сечением жил 2,5 мм 2 по условиям механической прочности. Выбор и проверка трансформаторов тока на подстанции №2 проводится аналогично. Выбираем трансформаторы тока ТЛМ - 10-0,5/10Р-600/5. (ударный ток 100 кА > 23 ,32 кА, ток термической стойкости 23 кА > 8500Ĥ(1,25/3)1/2 , номинальная нагрузка 0,4 Ом, принимаем к установке амперметр Э351 и счетчик активной энергии СЭТ3а - выбор см. выше ).
Проведем выбор и проверку аппаратов, установленных в шкафу ввода трансформаторных подстанций. Расчетной точкой короткого замыкания в этом случае будет ввод силового трансформатора. Ввод ВН в трансформаторные подстанции может осуществляться от радиальных или магистральных линий. В первом случае в конце линий не требуется коммутационных аппаратов, и линия может наглухо соединиться с зажимами ВН трансформатора. Для удобства проведения ремонтных и профилактических работ предусматриваются разъединители с заземляющими ножами. Шкафы ввода КТП ( г.Чирчик, Узбекистан) комплектуются выключателями нагрузки для отключения токов холостого хода и токов нагрузки силового трансформатора (нормальный режим). Учтем тот факт, что данные выключатели нагрузки не предназначены для отключения токов короткого замыкания, так как не оборудованы предохранителями. Установка предохранителей необходима при применении магистральных схем питания. В нашем случае выключатель нагрузки является эффективной заменой разъединителя. В качестве выключателей нагрузки примем выключатель нагрузки ВНРу-10/400-10з У3 без предохранителей согласно схемам завода-изготовителя КТП. Проведем проверку: 1. (10 кВ > 6 кВ); 2. (400 А > 215 ,5 А; 400 А > 222,9 А; 400 А > 203, 5 А); 3. (25 кА > 14,2 A (max)) ; 4.
5. Расчет производился для самого тяжелого режима работы выключателя.
Использовать выключатель ВНП -10/630 в данном случае нецелесообразно ввиду его завышенных показателей. Расчет разъединителей, отделителей и короткозамыкателей на стороне 110 кВ по условиям задания на проектирование не выполняем (точки короткого замыкания даны на шинах подстанции). Поэтому проверку и выбор элементов проведем в общем виде: Разъединитель: 1. ; 2. ; 3. ; 4. Для отделителя условия выбора и проверки аналогичны выбору и проверке разъединителя. Выбор и проверка короткозамыкателя: 1. ; 2. 3. Иногда при проверке на термическую стойкость пользуются формулой , где Ta - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока коротко замыкания. Расчет заземления Согласно ГОСТ Р 50 571 (МЭК 364) заземление открытых проводящих частей электроустановок следует выполнять: 1. при номинальном напряжении выше 50 В переменного тока, и более 120 В постоянного тока - во всех электроустановках; 2. при номинальных напряжениях выше 25 В переменного тока или выше 60 В постоянного тока - в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных электроустановках. Заземляющее устройство электроустановки напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью следует выполнять с соблюдением требований либо к напряжению прикосновения (ГОСТ 12.1.038-82), либо с соблюдением требований к его сопротивлению и конструктивному выполнению. Заземляющее устройство, выполняемое с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года сопротивление не более 2, 4, 8 Ом с учетом при напряжениях 660, 380, 220 В соответственно - для установок напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью без компенсации емкостных токов, если заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ. Предполагается сооружение заземлителя с расположением вертикальных электродов (угловая сталь 63•63•6 мм, длина 3 м) по контуру. В качестве горизонтальных заземлителей используются стальные полосы. Таким образом, принимаем R и = R з = 4 Ом (без учета естественных заземлителей) . Определяем расчетные удельные сопротивления грунта для горизонтальных и вертикальных заземлителей: , где коэффициенты повышения для вертикальных и горизонтальных электродов приняты по табл.10-2 (). Сопротивление растеканию одного вертикального электрода стержневого типа определяем по формуле: Определяем примерное число вертикальных заземлителей (Ки = 0,7)
Определяем расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов: Принимаем горизонтальный проводник из полосовой стали сечением 48 мм 2 , толщиной 4 мм, шириной 12 мм.
Коэффициент использования горизонтальных электродов принят по таблице 10.7 (). Уточняем сопротивление вертикальных электродов с учетом сопротивления горизонтальных заземлителей : Определяем число вертикальных электродов при коэффициенте использования 0,7:
Ввиду достаточно существенной ошибки вновь определим сопротивление горизонтальных заземлителей:
Уточняем сопротивление вертикальных электродов :
Определяем число вертикальных электродов при коэффициенте использования 0,71:
Окончательно принимаем к установке 6 вертикальных электродов, расположенных по выносному контуру. Молниезащита Здания и сооружения, отнесенные ко второй категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высоких потенциалов через наземные и подземные коммуникации. В конструктивном отношении защита от прямых ударов молнии выполняется отдельно стоящими или установленными на здании металлическими стержневыми или тросовыми молниеотводами, а также путем наложения молниеприемной сетки на кровлю или использования металлической кровли. Молниеприемная сетка должна иметь ячейки площадью не более 36 м 2 (например, 3 • 12 м), и уложена на кровлю непосредственно или под слой негорючих или трудно сгораемых утеплителей гидроизоляции. Предполагается, что распределительное устройство 6 кВ и КТП встроены в контур здания производственных цехов, которые в свою очередь обеспечены молниезащитой. Следовательно, проведение дополнительных расчетов по установке отдельно стоящих или устанавливаемых на зданиях молниеотводов не требуется.
Литература: 1. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для дипломного и курсового проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1987; 2. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок . - М.: Высшая школа, 1990 3. Федоров А.А., Ристхейн Э.М. Электроснабжение промышленных предприятий. - М.: Энергия, 1981; 4. Баумштейн И.А., Хомяков М.В. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения . - М.: Энергоиздат, 1981; 5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций . - М.: Энергоатомиздат, 1989; 6. Александров К.К., Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы . - М.: Энергоатомиздат, 1990; 7. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. - М.: Форум - Инфра - М, 2004; 8. Справочник по проектированию электроснабжения. Под редакцией Барыбина Ю.Г.,Федорова Л.Е. и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990; 9. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. Под редакцией Барыбина Ю.Г.,Федорова Л.Е. и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990; 10. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1995; 11. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Под редакцией Федорова А.А. Том 1 ,2 . - М.: Энергоатомиздат, 1986; 12. Правила устройства электроустановок. 6 издание. - М.: Энергоатомиздат, 1986; 13. Карпов Ф.Ф., Козлов В.Н. Справочник по расчету проводов и кабелей. - М.: Энергия, 1964; 14. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под редакцией Федорова А.А., Сербиновского Г.В.Том 1 ,2 . - М.: Энергия, 1973; 15. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. - М.: Энергия, 1975; 16. Карякин Р.Н. Нормы устройства сетей заземления.- М.: Энергосервис, 2000 ; 17. Каталоги «Информэлектро».
Приложение:
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (177)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |