Проект системы электроснабжения авиастроительного завода

Ток небаланса:

I_нб=I_нб`+I_нб``+I_нб```

I_нб=254,8+17,81=272,61

Ток срабатывания защиты:

I_сзвн=1,3*272,61=354,4 А

Учёт I_нб привёл к увеличению тока срабатывания защиты.

Расчёт повторяем для нового значения

I_срвн= 354,4=7,66 А

W_внр=100/7.66=13.05 - принимаем 13 витков.

Окончательно принимаем параметры витков:

W_вн=13 витков

W_нн=11 витков

Проверим результирующую МДС.

2.71*11=2,42*13 (А*винт)

29.8131.46

Проверяем защиту по чувствительности.

I_2внкз=9.63 А; I_2ннкз=13,93 А

Кч=2,8

Кч>2, т.е. защита на реле РНТ-565 удовлетворяет по чувствительности защиты, применяем его для защиты трансформатора. Выполнена без задержки времени.

Расчёт МТЗ

МТЗ используется в качестве резервной защиты трансформатора. К_сз=2 - коэффициент самозапуска; К_н=1.1 - коэффициент надёжности; К_в=0.8 - коэффициент возврата.

Ток срабатывания защиты:

I_cp=К_нК_сз*I_рабmax/К_в=1,1*2*125,6/0,8=345,4 А

Схема соединения реле на стороне ВН - треугольник с двумя реле, то есть, К_сх=

Ток срабатывания реле:

Iср=I_сз*К_сх/n_тавн=345,4*1,73/80=7,47 А.

Уставка на реле РТ-40: I_уст=9.5 А

Расчётный ток реле:

I_рmin=1.5*I_k⁽³⁾_min/n_тавн=1,5*784/80=14,7 А

Коэффициент чувствительности МТЗ:

К_ч=I_рmin/I_ср=19,4/9,6=2,02

К_ч>1,5 ,то есть, защита является достаточно чувствительной.

Время срабатывания МТЗ выбирается исходя из времени срабатывания предыдущих защит.

t_то=0.1 с - время срабатывания ТО.

t_мтз=0.5 c - время срабатывания МТЗ линии.

t_{отх лин}=t_то+t_мтз=0,1+0,5=0,6 с - время отключения отходящих линий.

t_св=t_отхлин+t=0,6+0,5=1,1 с - время включения секционного выключателя

t_вв=tсв+t=1,1+0,5=1,6 с - время отключения вводного выключателя

t_cмтз=tвв+t=1,6+0,5=2,1 с - время срабатывания МТЗ трансформатора.

Защита от перегрузок

Перегрузка трансформатора - это симметричный режим работы, поэтому защита выполняется однофазной. Исходными данными для расчета являются: К_н=1.5, - коэффициент надёжности, К_в=0.8 0 коэффициент возврата.

Ток срабатывания защиты.

I_сз=К_н/К_в*I_нвн=1,05/0,8*125,6=164,85 А

Ток срабатывания реле:

I_ср=I_сз/n_тавн=164,85/80=2,06 А

Уставка реле РТ-40. I_уст=2,5 А

Защита работает на сигнал.

Время срабатывания защиты рассчитывается по следующему выражению.

t_cз=t_смтз+t=2,1+0,5=2,6 с.

Газовая защита

Для защит трансформатора от повреждений внутри бака применяют газовые защиты. Для этого используем реле Бухгольца с герконовыми контактами. Тип реле - BF-80/Q. “В” - наличие двух поплавков, “F” - способ крепления (на фланцах), “Q” - квадратный фланец, 80 - внутренний диаметр трубы, мм.

t_cз=0.1-0.5 c - время срабатывания защиты.

8. Анализ показателей качества электроэнергии

Требования к качеству электроэнергии в сетях общего назначения изложены в ГОСТ 13.109-87. К показателям качества электроэнергии относятся отклонения напряжения, размах (колебание) напряжения, коэффициент несинусоидальности, отклонение частоты, провал напряжения, показатели вызванные смещением нейтрали. Соблюдение показателей качества электроэнергии является важнейшей задачей СЭС.

8.1 Расчёт отклонения напряжения на удалённом электроприёмнике

Допустимое отклонение напряжения в электросетях должно лежать в пределах +-5% в нормальном режиме и +-10% в послеаварийном режиме.

Для определения отклонения напряжения составляем таблицу 8.1. вдоль сети от источника питания до электроприёмника для режима максимальной и минимальной нагрузки. В качестве ЭП возьмём самый удалённый приёмник: СД в цехе чёрного литья. 510м

Iр=97 А, L=0,510 км; кабель ААШВ 3x70 мм², Потеря напряжения в КЛ:

%

Потеря напряжения в двухцепной ВЛ:

В режиме максимума нагрузок U=1%

В режиме минимальных нагрузок U=0.3%

Потеря напряжения лежит в допустимых пределах (см. таблицу 8.1.).

8.2 Анализ электромагнитной совместимости электроприёмников с питающей сетью

В составе нагрузки 10 КВ имеются дуговые сталеплавильные печи типа ДСП-5 и ДСП-12, подключённые к шинам 10 КВ силовой нагрузки. Дуговые печи имеют ударный режим нагрузки, при эксплуатации часто возникают К.З. Поэтому, печи являются генераторами высших гармоник, ухудшающих качество электроэнергии.

На КТП установлены компенсирующие устройства-батареи низковольтных конденсаторов. Обкладки конденсаторов перегреваются при протекании по ним токов высших гармоник, что приводит к разрушению батарей. Кроме того, в цехах есть новейшие станки с ЧПУ (числовым программным управлением). Блоки электроники таких станков не чувствительны к перепадам напряжения за счёт применения специальных стабилизирующих блоков питания, в результате станки не дают сбоев в работе при появлении высших гармоник.

ДСП и сварочные аппараты относятся ко II категории по ЭМС, станки с ЧПУ и остальные электроприёмники - к III категории по ЭМС.

8.3 Рекомендации по повышению качества электроэнергии

Так как высшие гармоники вызывают дополнительные потери в трансформаторах, электродвигателях, сетях, сокращают срок службы изоляции машин и сетей, вызывают повышенную аварийность в кабельных сетях, уменьшают коэффициент мощности, необходимы меры по снижению их отрицательного воздействия.

Конденсаторные установки оснащаем фильтрами высших гармоник типа ТКР - тиристорно-реакторный.

Для дуговых печей коэффициент несинусоидальности, Кнс должен лежать в следующих пределах:

К_нс=

- тогда печи не оказывают вредного влияния на сеть.

Sтр- мощность печного трансформатора.

Sкз - мощность короткого замыкания на стороне 10 КВ.

Sкз=1,73*8,66*10³*10,5*10³=157,3 (МВА)

Кнс=2,8/157.3*100%=1.7% для ДСП-5т

Кнс=5/157,3*100%=3,18% для ДСП-12т

Таким образом, получили, что для обоих типов ДСП необходимо применить динамическую компенсацию токов высших гармоник установками типа СТК.

Для уменьшения уровня небаланса напряжения однофазная нагрузка (осветительная и т.д.) равномерно распределена по фазам.

9. Анализ надёжности электроснабжения

Надёжность является важнейшим показателем качества электроснабжения. То есть, надёжность - это качество, развёрнутое во времени.

Надёжность обеспечивается сочетанием ряда факторов:

- применением высококачественного и надёжного оборудования

- правильным построением системы электроснабжения с оптимальным резервированием отдельных элементов

- оснащением системы надёжности видами РЗ и А

- применением прогрессивных конструкций и способов прокладки электрических сетей.

- высоким качеством строительных и монтажных работ

- правильной эксплуатацией, проведением ППР и своевременным испытанием оборудования.

Существуют два объективных показателя надёжности: надёжность, или вероятность отказа q и показатель надёжности, или вероятность гарантированной обеспеченности, p. Допустимое значение показателя надёжности в СЭПП Рдоп=0.9998.

9.1 Расчёт надёжности внешнего электроснабжения

Расчёт надёжности производим исходя из того, что известна удельная повреждаемость каждого элемента системы внешнего электроснабжения, т.е. известно математическое ожидание числа отказов на единицу оборудования в единицу времени:

mi=n(t)/N(t)T

Принципиальная схема ЭС и параметры надёжности из / / показаны на рис. 9.1.

Надёжность:

Q=,

где mi- удельная повреждаемость элемента, 1/год.

t_ав- длительность аварии, часов.

Q₁=(6.78)/8760=7.73*10^-4.

С учётом секционирования

Q₂=Q₁²=(77.73*10^-4)²=5.99*10^-7.

Надёжность внешнего электроснабжения:

P=1- Q₂=1-5.99*10^-7=0.9999994

Условие выполняется, P>P_доп.

9.2 Анализ способов резервирования

Основной способ резервирования - автоматическое включение резерва (АВР) на секционном выключателе. Для этого используется специальное устройство, которое должно произвести включение секционного выключателя при любом исчезновении напряжения на одной из секций шин с некоторой выдержкой времени. АВР является устройством однократного действия.

Действие АВР позволяет продолжить работу потребителей, подключенных к одной секции шин при её отключении путём переключения на соседнюю секцию шин, находящуюся под напряжением.

АВР устанавливается на секционном выключателе, на шинах 10 КВ ГПП и на шинах 0.4 КВ цеховых КТП. Для однотрансформаторных КТП, питающих потребителей II категории, предусмотрено резервирование на стороне 0.4 КВ от соседних КТП, перемычка неавтоматическая выполнена на ВА.

Трансформаторы двухтрансформаторных КТП питаются от разных секций шин ГПП. Таким образом, повышается надёжность электроснабжения потребителей.

10. Выбор средств измерения и учёта управления электроснабжением

Одним из важнейших мероприятий, способствующих рациональному использованию энергетических ресурсов на промышленных предприятиях. является организация детального учета и контроля расхода энергоресурсов и энергоносителей и соответствующее регулирование энергопотребления. Такому условию отвечают автоматизированные информационно-измерительные системы учета и контроля электроэнергии (ИИСЭ).

Эти системы отвечают требованиям оперативного получения необходимой информации об электропотреблении на промышленных предприятиях

В настоящее время в производстве и эксплуатации находятся ряд ИИСЭ [6]:

- автоматизированная информационно-иэмерительная система учета и контроля электроэнергии (ИИСЭ1-48, ИИСЭ2-9б-(1У2), НИСЭЗ, ИНО4);

- система автоматизированного учета элсктроэнергии и контроля режимов электропотребления (САУКЭ-8-20);

- автоматизированная 32-канальная информационно-логическая система сбора. учета, контроля, прогнозирования и управления электропотреблением предприятий (ИЛСЭ1-32);

- информационно-управляющая система элсктропотреблення (ИУСЭ-1) и другие.

Из названных систем ИИСЭЗ специально предназначена для построения локальных (предприятие) и многоуровневых информационно-измерительных систем (предприятие-энергосистема), обеспечивающих автоматизацию коммерческою и технического учета энергии(электрической и теплового на предприятиях промышленное ги, энергетики, транспорт и сельского хозяйства. Эта система позволяет вести коммерческий расчет промпредприятий с любой схемой электроснабжения по действующим тарифам.

Однолинейная схема осветительных сетей

Размещено на Allbest.ru