Электроснабжение агломерационной фабрики металлургического комбината

Для расчета токов К.З. составляем расчетную схему и на её основе схему замещения. Расчет токов К.З. выполняется в относительных единицах.

Принципиальная схема для расчета токов КЗ. и схема замещения представлена на рисунке 8.

Базисные условия: Sб=1000 МВА, Uб1=115 кВ, Uб2=10,5 кВ.

Базисный ток определяем из выражения

кА.

 кА.

Сопротивление системы: Хс=

Точка К-1

Сопротивление воздушной линии, приведенное к базисным условиям

;

Х0-удельное реактивное сопротивление провода, Ом/км.

l-длина линии, км; Uб - среднее напряжение;

Сопротивления системы до точки К-1

ХК1=Хс+ХВЛ=0,1255+0,143=0,2685;

Начальное значение периодической составляющей тока в точке К-1:

 кА.

Принимаем значение ударного коэффициента kуд=1,8, тогда значение ударного тока

 кА.

Где Куд - ударный коэффициент тока К. З.2.45 [2] по таблице, кА.

I”по (к-1) - начальное действующее значение периодической составляющей, кА.

Мощность короткого замыкания:

МВА.

Рис.8 Электрическая схема и схема замещения для расчёта токов КЗ.

Точка К-2.

Точка К-2 расположена на напряжении 10 кВ.

Сопротивление силового трансформатора на ППЭ:

Трансформатор типа ТРДН-25000/110 с расщепленной обмоткой Н. Н.

.

К сопротивлениям до точки К1 прибавляется сопротивление трансформатора.

ХК2=ХК1+Хтр=0,2685+ (0,525+7,35) =8,1135

Ток короткого замыкания от системы:

кА.

В этой точке необходимо учитывать подпитку тока КЗ от синхронного двигателя. Определяется сопротивление подпитывающей цепочки. Сопротивление кабельной линии от двигателей ЦЕХа14 до ППЭ

;

Сопротивление двигателя:

;

Х”d - сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя

Сопротивления Хкл1 приводятся к параметрам двигателя.

Ток подпитки от синхронного двигателя

кА.

 кА.

 кА.

Принимаем значение ударного коэффициента kуд=1,93, тогда значение ударного тока

 кА.

Мощность короткого замыкания:

МВА.

Точка К-3.

Определяется периодическая составляющая тока короткого замыкания в точке К-3.

Сопротивление кабельной линии от шин РУНН ППЭ до РП:

F=240 l=0.175км; Х0=0,071 Ом/км.

ХК3=ХК2+ХКЛ=8,1135+0,0626=8,1761;

 кА.

Для проверки выключателя на отходящих линиях от РП, вводного выключателя при К.З. за выключателями необходимо знать подпитку от двигателей.

Ток подпитки от двигателей:

Сопротивление кабельной линии от двигателей ЦЕХа12 (двигатели 6кВ) до ППЭ

;

Сопротивление двигателя:

;

Х”d - сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя

Сопротивления Хкл1 приводятся к параметрам двигателя.

Ток подпитки от синхронного двигателя

кА.

 кА.

Полный ток короткого замыкания

=11,2+19,15=30,35 кА;

Приняв ударный коэффициент kуд=1,93, получаем ударный ток К. З.

 кА.

Мощность короткого замыкания:

МВА

Точка К-4

Определяется ток К.З. в точке К-4.

Для практических расчетов принято считать, что всё, находящееся выше шин ВН ТП есть система с бесконечной мощностью (Sс=¥; хс =0).

Расчет производится в именованных единицах для ТП-5 (ЦЕХ5)

Сопротивление трансформаторов ТМЗ-1600/6 таблица 2.50 [2]:

Rт=1 МОм; Хт=5,4 МОм;

Сопротивление трансформатора тока таблица 2.49 [2]:

Rт. т=2,7 МОм Хт, т=1,7 МОм;

Для определения сечения шинопровода находится расчетный ток в ПАР:

А.

Выбирается сечение шин:

;

где Ip-расчетный ток в аварийном режиме; Jэк - экономическая плотность тока Jэк=1 А/мм2.

мм2.

Выбираются шины прямоугольного сечения 80х8 с Iдоп. =1320 А. с двумя полосами на фазу длина шины 4м.

Сопротивление шин (R0=0.055 мОм/м Х0=0,126 мОм/м):

Rшин=0,11 мОм; Хшин=0,252мОм

Сопротивление автоматического выключателя: Rавт=0,13 мОм; Хавт=0,07 мОм. Результирующее сопротивление схемы замещения до точки K-4:

 мОм.

Ток короткого замыкания:

 кА.

Ударный коэффициент kуд=1,4 - для установок до 1000В.

 кА.

Мощность короткого замыкания:

Значение токов короткого замыкания по цементному заводу.

Таблица 8.

7.2 Проверка КЛЭП на термическую стойкость

Определим минимальное сечение кабеля, по условиям термической стойкости, для точки К-2

 мм2

где С - тепловая функция, для кабелей 6 кВ с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией С=85 А. с2/мм2.

Определим минимальное сечение кабеля, по условиям термической стойкости, для точки К-3

 мм2

По режиму К.З. при напряжении выше 1 кВ не проверяются:

1. Проводники, защищенные плавкими предохранителями независимо от их номинального тока и типа.

2. Проводники в цепях к индивидуальным электроприемникам, в том числе к цеховым трансформаторам общей мощностью до 2,5 МВА и с высшим напряжением до 20 кВ, если соблюдены одновременно следующие условия:

в электрической или технологической части предусмотрена необходимая степень резервирования, выполненного так, что отключение указанных электроприемников не вызывает расстройства технологического процесса;

повреждение проводника при КЗ не может вызвать взрыва или пожара возможна замена проводника без значительных затруднений.

3. проводники к индивидуальным электроприемникам, указанным в пункте 2, а также к отдельным небольшим распределительным пунктам, если такие электроприемники и распределительные пункты являются неответственными по своему назначению и если для них выполнено хотя бы только условие приведенное в пункте 2.2.

в остальных случаях сечение проводников надо увеличить до минимального сечения, удовлетворяющего условию термической стойкости.

Так как в нашем случае выполняются все выше изложенные условия в пунктах 1,2 и 3, то сечения проводников увеличивать не будем

8. Выбор и проверка элементов

Электрические аппараты, изоляторы и токоведущие устройства работают в трех основных режимах: в длительном режиме, в режиме перегрузки и в режиме короткого замыкания.

В длительном режиме надежная работа аппаратов и других устройств электрических установок обеспечивается ограничением значения и длительности повышения напряжения или тока в таких пределах, при которых ещё гарантируется нормальная работа электрических установок за счет запаса прочности.

В режиме короткого замыкания надежная работа аппаратов, изоляторов и токоведущих устройств обеспечивается соответствием выбранных параметров устройств по условиям термической и электродинамической стойкости. Для выключателей, предохранителей и выключателей нагрузки добавляется условие выбора по отключающей способности.

При выборе аппаратов и параметров токоведущих частей следует обязательно учитывать род установки, температуру окружающей среды, влажность и загрязненность её и высоту установки аппаратов над уровнем моря.

8.1 Выбор оборудования 110 кВ

Максимальный рабочий ток:

 А.

8.1.1 Выбор разъединителя УВН ППЭ

Разъединитель - это коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации цепи без тока. Основное назначение разъединителя создание надежного видимого разрыва цепи для обеспечения безопасного проведения ремонтных работ на оборудовании и токоведущих частях электроустановок. Прежде чем оперировать разъединителем, цепь должна быть отключена выключателем. Во включенном положении разъединитель надежно, без каких-либо повреждений, выдерживает токи К. З.

Намечаем разъединитель РНДЗ1а - 110/1000 У1.

Определяется тепловой импульс при токе К. З.

с.

Вк - тепловой импульс.

Таблица 9.

Окончательно выбираем разъединитель РНДЗ1а-110/1000 У1 с приводом типа ПР-У1 или ПД-5У1.

8.2 Выбор оборудования 6 кВ

8.2.1 Выбор ячеек РУНН ГПП (6кВ)

Максимальный рабочий ток:

 А.

РУНН ППЭ комплектуются из шкафов типа КРУ. Приняты к установке шкафы типа К-104 производится на примере вводной ячейки с выключателем ВЭ.

Таб.10.

Выбор сборных шин не производится, т.к. они комплектуются вместе с ячейками.

8.2.2 Выключатель ввода и межсекционный на ППЭ

Ячейки К-104 комплектуются выключателем типа ВЭ.

Намечаем выключатель ВЭ-6-40/1600У3

Таблица 11.

Где

Окончательно принимаем выключатель марки ВЭ-6-40/1600У3 так как он удовлетворяет условию выбора.

8.2.3 Выключатель на отходящей линии

В качестве примера выбирается выключатель на отходящей линии то ППЭ до ТП2. Расчетный ток Iр=172 А.

Намечаем выключатель ВЭ-6-40/1600У3

Таблица 12.

Где

Окончательно принимаем выключатель марки ВЭ-6-40/1600У3 так как он удовлетворяет условию выбора.

На отходящей от шин РУНН ППЭ кабельных линиях установлены выключатель марки ВЭ-6-40/1600У3.

8.3 Выбор автоматического выключателя на 0,4кВ

Для установки на РУ-0,4кВ в качестве вводного и секционного выключателей предусматривается выключатель типа “ Электрон“:

Максимальный рабочий ток потребляемый ТП-5:

 А.

Намечаем автоматический выключатель Э25 с Iн=2500 А с полупроводниковым расцепителем.

Таблица 13.

В зоне перегрузки установка срабатывания расцепителя:

I/Iн=1,25;

Iрасц. пер=1,25·Iн=1,25·2500=3125 А.

В зоне К.З. установка срабатывания расцепителя:

I/Iн=3;

Iрасц.К.З. =3·Iн=3·2500=7500 А.

Iпик=1,5·Iр. мах. =1,5·2485=3727,5А.

Окончательно выбираем автоматический выключатель Э25.

8.4 Выбор измерительных трансформаторов

8.4.1 Выбор трансформатора тока на вводах 6 кВ ППЭ

Выбор трансформатора тока производится по номинальному току, номинальному напряжению нагрузке вторичной цепи. Предварительно принимается трансформатор тока ТШЛ-10У3:

Iн2=5А; z2=1,2 Ом; класс точности 0,5 [6].

Определяется сечение проводов:

Расчетное сопротивление приборов:

где I2н - ток вторичной цепи, А

Таб.14.

Определим расчетное сопротивление нагрузки:

r2 расч = rå приб + rпров + rконт,  Ом.

rконт=0,1 Ом. - сопротивление контактов. [2]

Определим допустимое сопротивление проводов.

rпров=z2н-rприб-rконт=1,2-0,36-0,1=0,74 Ом.

Сечение провода:

мм2,

где ρ = 0,028 Ом·мм2/м - удельное сопротивление алюминия, lp=20м.

Принимаем стандартное сечение F=4 мм2 по условию механической прочности.

Ом.

Расчетное сопротивление нагрузки вторичной цепи

r2расч=0,36+0,1+0,14=0,6 Ом.

Таблица 15.

Окончательно принимаем к установке трансформаторы тока марки: ТШЛ-10У3. Схема подключения приборов к трансформатору тока приведена на рисунке 10.

8.4.2 Выбор трансформаторов напряжения на РУ НН ППЭ

Трансформатор напряжения предназначен для питания цепей напряжения измерительных приборов и релейной защиты и автоматики.

На каждой полусекции шин предполагается установка трансформатора типа НАМИ-6-66У3.

Для выбора трансформатора напряжения необходимо рассчитать нагрузку вторичной цепи (таб16). Условия проверки приведены в таб.17.

Таб.16.

Проверка трансформатора напряжения.

Таб.17.

Окончательно принимаем к установке трансформаторы напряжения типа НАМИ-6-66У3.

Рис 10. Схема подключения измерительных приборов.

9. Релейная защита

В электрических сетях промышленных предприятий возможно возникновение повреждений, нарушающих нормальную работу электроустановок. Наиболее распространенными и опасными видами повреждений являются короткие замыкания, к ненормальным режимам относятся перегрузки. Повреждения и ненормальные режимы могут привести к аварии всей СЭС или ее части, сопровождающейся недоотпуском электроэнергии или разрушением основного электрооборудования.

Предотвратить возникновение аварий можно путем быстрого отключения поврежденного элемента или участка сети. Для этой цели электрические установки снабжают автоматически действующими устройствами релейной защиты (РЗ), являющейся одним из видов послеаварийной автоматики. РЗ может быть предназначена для сигнализации о нарушениях в сетях. При повреждении в цепи РЗ выявляет поврежденный участок и отключает его, воздействуя на коммутационные аппараты. При ненормальных режимах (недлительные перегрузки, замыкание фазы на землю в сетях с изолированной нейтралью, понижение уровня масла в расширителе трансформатора и т.д.), РЗ действует на сигнал. На подстанциях без постоянного обслуживающего персонала те же защиты действуют на отключение, но обязательно с выдержкой времени.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5