Проектирование системы электроснабжения гидроучастка дизельного топлива
Характеристика потребителей электроэнергии гидроучастка. Определение электрических нагрузок. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности. Разработка схемы электроснабжения установки и расчет распределительной сети напряжением.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 28.07.2017 |
Размер файла | 1,7 M |
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.
ЛП2
2900,00
0,265
203,6
661729,6
ЛП3
3300,00
0,211
235,6
802460,4
ЛП4
3300,00
0,211
235,6
802460,4
Итого
1116812,87
Таблица 6.9 - Расчёт потерь энергии в кабельных линиях варианта №2
Линия |
, м |
r0, Ом/км |
IР, А |
, кВтч |
|
Л1 |
102, 20 |
0,625 |
71,8 |
6848,4 |
|
Л2 |
118,15 |
0,625 |
71,8 |
7917,2 |
|
Л3 |
132,10 |
0,625 |
71,8 |
8851,9 |
|
Л4 |
145,60 |
0,625 |
71,8 |
9756,6 |
|
Л5 |
163,60 |
0,329 |
102,6 |
11777,2 |
|
Л6 |
177,10 |
0,329 |
102,6 |
12749,0 |
|
Л7 |
190,00 |
0,329 |
102,6 |
13677,6 |
|
Л8 |
202,00 |
0,329 |
102,6 |
14541,5 |
|
Л9 |
296,10 |
0,625 |
56,2 |
12143,3 |
|
Л10 |
329,00 |
0,625 |
56,2 |
13492,6 |
|
Л11 |
277,70 |
0,894 |
15,4 |
1222,2 |
|
Л12 |
326,00 |
0,894 |
15,4 |
1434,8 |
|
Л13 |
186,00 |
0,625 |
56,2 |
7628,0 |
|
Л14 |
236,50 |
0,894 |
15,4 |
1040,9 |
|
Л15 |
188,50 |
0,625 |
15,4 |
580,0 |
|
Л16, Л21 |
266,50 |
0,894 |
38,0 |
7132,6 |
|
Л17 |
294,00 |
0,894 |
15,4 |
1294,0 |
|
Л18, Л19 |
23,50 |
0,894 |
35,1 |
536,8 |
|
Л22 |
237,00 |
0,625 |
56,2 |
9719,6 |
|
Л23 |
79,00 |
0,894 |
17,6 |
454,1 |
|
Л24 |
77,00 |
0,894 |
15,4 |
338,9 |
|
Л25 |
97,50 |
0,894 |
17,6 |
560,5 |
|
Л26 |
115,00 |
0,894 |
17,6 |
661,1 |
|
Л27 |
134,00 |
0,894 |
17,6 |
770,3 |
|
Л28 |
154,00 |
0,894 |
17,6 |
885,3 |
|
Л20 |
209,00 |
0,625 |
56,2 |
8571,3 |
|
ЛП1 |
2900,00 |
0,044 |
412,74 |
453194,25 |
|
ЛП2 |
2900,00 |
0,044 |
412,74 |
453194,25 |
|
Итого |
1060974,46 |
По формуле (6.16) находим средний тариф платы за 1 кВт•ч энергии:
руб/кВт•ч.
По формулам (6.13) - (6.15) определяем издержки для обоих вариантов:
млн. руб,
млн. руб,
млн. руб,
млн. руб.
Найдем суммарные издержки по формуле (6.12):
И1=585,3+1273,2=1858,5 млн. руб,
И2 =545,8+1209,5=1755,3 млн. руб.
По (6.7) определяем приведенные затраты:
млн. руб,
млн. руб.
Как видим при сравнении двух вариантов схем электроснабжения выигрывает второй вариант, но так как разница значений приведенных затрат различается менее чем на 10% (6,1%), и первая схема надежней, а также учитывая требования технологов к повышенной надежности к электроснабжению гидроучастка поэтому, для такого ответственного производства (гидроочистка дизельного топлива) выберем первый вариант.
7. Расчет токов короткого замыкания
Вычисление токов КЗ проводиться с целью:
а) выбора электрических аппаратов;
б) проверки устойчивости элементов схемы при электродинамическом и термическом действии токов КЗ;
в) расчета релейной защиты.
Расчетным видом КЗ является трехфазное, т.к. это наиболее тяжелый вид КЗ, при котором имеют место большие значения сверхпереходного и ударного токов, чем при двухфазном и однофазном. Для вычисления токов КЗ составляется расчетная схема, включая все элементы, по которым протекают токи к выбранным расчетным точкам (сборные шины подстанции системы, РП). На схеме приводятся основные параметры оборудования, которые потребуются для дальнейшего расчета.
Выполним расчет токов трехфазного КЗ на сборных шинах п/ст. системы (точка К1) и РП1, РП2 гидроучастка (точка К2, точка К3). Связь с энергосистемой показана на рисунке 7.1.
На подстанции установлены два трансформатора мощностью по 25 МВ•А каждый со следующими параметрами: ТРДЦН 25000/110, Sн=25 МВ•А, Uвн=115кВ, Uнн=10,5 кВ, ДРкз=120 кВт, ДРхх=30 кВт, Uк. вн-нн=20 %, Uк. нн-нн2=30 %, Iх=0,75%.
Принимаем, что ТЭЦ выполнена с ГРУ с генераторами ТВФ-100-2 (Xd''=0,183). Принимаем трансформаторы ТДЦ-125000/110, Sн=125 МВ•А, Uн=115 кВ, Uнн=10,5 кВ, ДРкз=400 кВт, ДРхх=120 кВт, Uк=10,5 %, Iх=0,55%.
Рисунок 7.1 - Схема питания предприятия
Расчетная схема приведена на рисунке 7.2.
Составляем схему замещения, в которой каждый элемент заменяем своим сопротивлением. Генераторы, трансформаторы, высоковольтные линии и короткие участки распределительных сетей представляем индуктивными сопротивлениями. Расчет токов КЗ выполняем в относительных единицах, при котором все расчетные данные приводим к базисным условиям.
Рисунок 7.2 - Схема замещения
Принимаем базисные величины: Sб = 1000 МВ•А, Uб = 10,5 кВ, тогда базисный ток:
кА.
Рассчитаем сопротивления всех элементов в относительных единицах.
Сопротивления генераторов находятся как:
. (7.1)
Сопротивление системы:
. (7.2)
Сопротивление двухобмоточного трансформатора:
. (7.3)
Для трансформатора с расщепленной обмоткой схема замещения состоит из двух лучей, сопротивления которых:
. (7.5)
. (7.6)
Сопротивления воздушных и кабельных линий:
, (7.7)
где x0 - удельное индуктивное сопротивление, Ом/км. x0=0,4 Ом/км для ВЛ, x0=0,08 Ом/км для ЛЛ;
l - длина линии, км.
Сначала выполним расчеты для точки К1, чтобы выбрать кабель от ГПП к РП1 и РП2. По формуле (7.1) сопротивления генераторов ТЭС:
Рисунок 7.2 Промежуточная схема замещения
.
По формуле (7.3) сопротивления блочных трансформаторов ТЭС:
.
Сопротивление трансформаторов ГПП по формуле (7.4):
,
Сопротивления линий:
,
,
Сопротивление системы:
Все сопротивления наносим на схему замещения (рисунок 7.2). (Сопротивления 16 и 17 мы получили с учетом расчета тока кз в точке К1)
Преобразуем схему замещения к виду рисунка 7.3 Для этого проведем все доступные простые преобразования - преобразуем параллельно и последовательно сложенные элементы.
Далее преобразуем схему замещения к виду рисунка 7.4.
Рисунок 7.3 - Промежуточная схема замещения
Далее просуммировав сопротивление 12 и 13, разбросаем их на сопротивления 22 и 23. Также суммируем сопротивления 18 и 9 так как соеденены последовательно и 10 с 11 сопротивлением.
,
.
Рисунок 7.4 - Промежуточная схема замещения
Рисунок 7.5 - Промежуточная схема замещения
Для того чтобы определить ток кз в точке К1 нужно изначально разложить сопротивление 15 на сопротивления 22 и 23 в итоге получим новые сопротивления 24 и 25
Рисунок 7.6 - Промежуточная схема замещения
Ток короткого замыкание имеет две составляющие: от генераторов ТЭС и от системы
. (7.8)
. (7.9)
. (7.10)
Ударный ток КЗ определяется по формуле:
. (7.11)
где kу - ударный коэффициент.
Определяем ток установившегося КЗ в начальный момент времени и ударный ток для точки К1 по выражениям (7.8) и (7.11).
. кА
. кА
. кА
. кА
Аналогично производим расчет для остальных точек и результаты сводим в таблицу 7.1.
Таблица 7.1 Расчет токов короткого замыкания
Точка КЗ |
Ток установившегося КЗ , кА |
Ударный ток , кА |
|
К1 |
5,49 |
13,98 |
|
К2 |
4.59 |
8,89 |
|
К3 |
5,23 |
10,12 |
Далее производим расчет токов короткого замыкания для расчета релейной защиты.
В пункте релейная защита и автоматика будет произведен расчет блока линия-трансформатор для ТП1.
Двухфазное КЗ на выводах 10кВ трансформатора Т1 цеховой ТП1
Имеем схему замещения прямой последовательности для расчета тока КЗ на выводах 10кВ трансформатора цеховой ТП1.
Рисунок 7.7 - Схема замещения прямой последовательности при двухфазном КЗ на выводах 10кВ трансформатора цеховой ТП-1.
На рис.7.7, Z18 - сопротивление кабеля, питающего силовой трансформатор цеховой ТП-1 (l=0,267 км, ААШвУ 3х35-10, Х0=0,095 Ом/км, R0=0,894 Ом/км). Согласно формуле (7.7)
Х18=0,0950,2671000/10,52=0,23.
R18=0,8940,2671000/10,52=2,16
Z18=2,16+j0,23.
(о. е.)
Разобьем сопротивления на и
Хэкв=4,25
С1=0,4
С2=0,6
Zрез=13,84
=34,5 о. е
=23,1 о. е
Ток двухфазного короткого замыкания по [12]:
кА.
кА.
Iк. з. (2) = Iк. з. г (2) + Iк. з. с (2) =1,46+2,06=3,52 кА
Ток трехфазного КЗ на стороне 10кВ трансформатора цеховой ТП-1
Схема замещения для расчета трехфазного КЗ на выводах 10кВ трансформатора цеховой ТП-1 показана на рис.7.7 Тогда ток КЗ по (7.8), (7,9) равен:
кА.
кА.
+=1,69+2,4=4,07 кА
Ток трехфазного КЗ на стороне 0,4 кВ трансформатора цеховой ТП-1.
Сопротивление системы в мОм до трансформатора определяем как:
, (7.12)
где Uср. ном - среднее номинальное напряжение сети высшего напряжения, кВ;
Iкз (3) - ток трехфазного КЗ на выводах высшего напряжения трансформатора, кА.
(мОм)
Сопротивление хс приводится к ступени низшего напряжения по выражению:
, (мОм); (7.13), (мОм)
Активное сопротивление трансформатора в мОм находим по выражению
, (7.14)
где Рк - потери КЗ в трансформаторе, кВт
Sн - номинальная мощность трансформатора, кВА;
Uн - номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора, кВ.
(мОм)
Индуктивное сопротивление трансформатора:
, (7.15)
(мОм).
Ток трехфазного КЗ в кА на стороне 0,4 кВ трансформатора цеховой ТП-1 находим по выражению:
(7.16)
х = хт+хс =8,64+2,16=10,8 мОм
21,2 (кА)
Приведенное значение тока трехфазного КЗ на стороне 0,4 кВ трансформатора к стороне 10 кВ:
, (7.17)
где nт - коэффициент трансформации силового трансформатора
nт=10,5/0,4=26,25.
Iкз (3) =21200/26,25=807,6 А.
8. Выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов РП и ТП
Выбор кабелей. Сечение жил кабелей выбираются по экономической плотности тока и проверяются на нагрев и термическую стойкость.
Сечение жил кабеля по экономической плотности тока определяют по выражению:
, (8.1)
где Iр - расчетный ток кабеля в нормальном режиме работы, А;
jэ - экономическая плотность тока, А/мм2: принимаем по [1, таблица 1.3.36] для Тmax = 7650 ч и кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией jэ =1,2.
Ток в нормальном режиме работы:
, (8.2)
где Sр - расчетная мощность линии с учетом потерь в трансформаторах.
Сечение жил кабелей, которые в послеаварийных или ремонтных режимах могут работать с перегрузкой, выбираются по условию:
, (8.3)
где kп - допустимая кратность перегрузки, принимаемая согласно [1], kп=1,30;
Iра - расчетный ток линии в послеаварийном или ремонтном режиме для ТП.
, (8.4)
где Sнр - расчетная мощность для нагрузки ниже 1 кВ
Iра - расчетный ток линии в послеаварийном или ремонтном режиме для высоковольтных двигателей (коэффициент использования равен 1).
, (8.5)
Сечение жил кабеля по термической стойкости на токи КЗ:
, (8.6)
где
Вк - тепловой импульс от тока КЗ, А2с;
С - расчетный коэффициент по [1] C=100.
Тепловой импульс от тока КЗ:
, (8.7)
где Iп - действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начале линии;
tотк - время отключения КЗ, по [4, таблица П26];
Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.
Из трех найденных сечений принимаем большее.
Пример выбора сечений кабеля линии РП - ТП1.
Расчетная нагрузка линии с учетом потерь в трансформаторах:
S=1275,8/2=637,9 кВ•А.
Расчетный ток кабеля в нормальном режиме по (8.2):
Iрл18, 19==35,08 А.
Сечение жил кабеля по экономической плотности тока по (8.1):
Fэ= = 29,23 мм2.
Принимаем по первому условию ААШвУ-3Ч35-10, Iдл. доп. = 80 А.
Выбранное сечение кабеля по экономической плотности тока, проверим на нагрев максимальным расчетным током по (8.4):
;
. Выбранное сечение кабеля ААШвУ-3Ч35-10, с Iдл. доп. = 80 А проходит по условию нагрева максимальным расчетным током. В случае, если условие не выполняется, увеличиваем сечение кабеля.
Тепловой импульс от тока КЗ по (8.7):
Вк = (4,59103) 2 (0,6+0,01) =12,85• 106 А2 с
Сечение кабеля по термической стойкости от тока КЗ по (8.5):
Fт==35,84 мм2.
Кабель удовлетворяет условию термической стойкости.
Окончательно принимаем ААШвУ-3Ч35-10.
Для остальных кабельных линий, питающих ТП, выбор сечения аналогичен и его результаты сводим в таблицу 8.1 Для РП - ГПП проведём расчёт при tотк=1,6 с.
Ток Iра для линий питающих высоковольтные двигатели рассчитывается при помощи формулы 8.5, далее расчет аналогичен линиям питающих ТП.
Приведём пример для расчета питающей линии:
В пункте 6 производился расчет тока питающей линии для РП1, он равен:
А,
Для Тmax = 7650 ч и кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена jэ =1,6. тогда сечение кабеля по условию 8.1:
Fэ= = 127,26 мм2.
Принимаем по первому условию 3хАПвПУ 1х150-10, Iдл. доп. = 329 А. Три одножильных кабеля расположены в плоскости и прокладываются в земле.
Выбранное сечение кабеля по экономической плотности тока, проверим на нагрев максимальным расчетным током по (8.4)
. Выбранное сечение кабеля 3хАПвПУ 1х150-10, с Iдл. доп. = 329 А проходит по условию нагрева максимальным расчетным током
Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена проверяются по допустимому односекундному току короткого замыкания который задается производителем кабельной продукции
Условие выбора:
(8.8)
где I1c - односекундный ток короткого замыкания
tотк - время отключения тока КЗ, принимается по [2, таблица П26];
Iп, о - действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начале линии
Для кабелей 3хАПвПУ 1х150-10 , , в точке K2 равен 4,59 кА
Условие 8.8 выполняется, окончательно выбираем три одножильных кабеля 3хАПвПУ 1х150-10
Для кабелей марки АПвПу необходимо рассчитать сечение экрана по формуле:
(8.9)
Принимаем стандартное сечение экрана Fэк = 80 мм2
Таблица 8.1 - Расчет сечений кабелей
Линия |
L, км |
Iрл, А |
Сечение кабеля, мм2 |
Марка и сечение принятого кабеля |
Iдоп, А |
||||
(Iрmax), А |
по экономической плотности тока |
по max расчетному току |
по терм. стойкости |
||||||
Л1 |
77,2 |
71,85 |
102,64 |
59,87 |
50 |
40,8 |
ААШВУ 3х50-10 |
105 |
|
Л2 |
93,2 |
71,85 |
102,64 |
59,87 |
50 |
40,8 |
ААШВУ 3х50-10 |
105 |
|
Л3 |
107,1 |
71,85 |
102,64 |
59,87 |
50 |
40,8 |
ААШВУ 3х50-10 |
105 |
|
Л4 |
120,6 |
71,85 |
102,64 |
59,87 |
50 |
40,8 |
ААШВУ 3х50-10 |
105 |
|
Л5 |
138,6 |
102,6 |
146,63 |
85,53 |
95 |
40,8 |
ААШВУ 3х95-10 |
155 |
|
Л6 |
152,1 |
102,6 |
146,63 |
85,53 |
95 |
40,8 |
ААШВУ 3х95-10 |
155 |
|
Л7 |
165,0 |
102,6 |
146,63 |
85,53 |
95 |
40,8 |
ААШВУ 3х95-10 |
155 |
|
Л8 |
177,0 |
102,6 |
146,63 |
85,53 |
95 |
40,8 |
ААШВУ 3х95-10 |
155 |
|
Л9 |
296,1 |
56,21 |
70,26 |
46,84 |
35 |
35,8 |
ААШВУ 3х50-10 |
105 |
|
Л10 |
329,0 |
56,21 |
70,26 |
46,84 |
35 |
35,8 |
ААШВУ 3х50-10 |
105 |
|
Л11 |
277,7 |
15,40 |
19,25 |
12,83 |
16 |
35,8 |
ААШВУ 3х35-10 |
80 |
|
Л12 |
326,0 |
15,40 |
19,25 |
12,83 |
16 |
35,8 |
ААШВУ 3х35-10 |
80 |
|
Л13 |
186,0 |
56,21 |
70,26 |
46,84 |
35 |
35,8 |
ААШВУ 3х50-10 |
105 |
|
Л14 |
236,5 |
15,40 |
19,25 |
12,83 |
35 |
35,8 |
ААШВУ 3х35-10 |
80 |
|
Л15 |
188,5 |
15,40 |
70,26 |
12,83 |
35 |
35,8 |
ААШВУ 3х50-10 |
105 |
|
Л16, Л21 |
266,5 |
37,97 |
58,41 |
31,64 |
25 |
35,8 |
ААШВУ 3х35-10 |
80 |
|
Л17 |
294,0 |
15,40 |
19,25 |
12,83 |
16 |
35,8 |
ААШВУ 3х35-10 |
80 |
|
Л18, Л19 |
23,5 |
35,08 |
53,96 |
29,23 |
25 |
35,8 |
ААШВУ 3х35-10 |
80 |
|
Л22 |
237,0 |
56,21 |
70,26 |
46,84 |
35 |
35,8 |
ААШВУ 3х50-10 |
105 |
|
Л23 |
79,0 |
17,60 |
21,99 |
14,66 |
16 |
35,8 |
ААШВУ 3х35-10 |
80 |
|
Л24 |
77,0 |
15,40 |
19,25 |
12,83 |
16 |
35,8 |
ААШВУ 3х35-10 |
80 |
|
Л25 |
97,5 |
17,60 |
19,25 |
14,66 |
16 |
35,8 |
ААШВУ 3х35-10 |
80 |
|
Л26 |
115,0 |
17,60 |
19,25 |
14,66 |
16 |
35,8 |
ААШВУ 3х35-10 |
80 |
|
Л27 |
134,0 |
17,60 |
19,25 |
14,66 |
16 |
35,8 |
ААШВУ 3х35-10 |
80 |
|
Л28 |
154,0 |
17,60 |
19,25 |
14,66 |
16 |
35,8 |
ААШВУ 3х35-10 |
80 |
|
Л20 |
209,0 |
56,21 |
70,26 |
46,84 |
35 |
35,8 |
ААШВУ 3х50-10 |
80 |
|
ЛП1 |
2900 |
203,6 |
320,65 |
127,26 |
150 |
150 |
3 х АПвПУ 1 х 150/80-10 |
329 |
|
ЛП2 |
2900 |
203,6 |
320,65 |
127,26 |
150 |
150 |
3 х АПвПУ 1 х 150/80-10 |
329 |
|
ЛП3 |
3300 |
235,6 |
370,96 |
147,22 |
185 |
185 |
3 х АПвПУ 1 х 180/100-10 |
374 |
|
ЛП4 |
3300 |
235,6 |
370,96 |
147,22 |
185 |
185 |
3 х АПвПУ 1 х 180/100-10 |
374 |
Выбор шин напряжением выше 1 кВ. Так же выбираем шины РП напряжением 10 кВ и проверяем их на термическую и динамическую стойкость токам КЗ.
Шины распределительного устройства выбираем по условию нагрева максимальным расчетным током Iрм и проверяем на электродинамическую и термическую стойкость.
При расположении шин плашмя (большая грань полосы находится в горизонтальной плоскости) допустимый ток, указанный в [1, табл. П7.6.] уменьшаем на 5% для полосы шириной до 60 мм, и на 8% - для полос большей ширины.
Проверку на электродинамическую стойкость выполняем сравнением механического напряжения в материале шины р с допустимым значением доп по условию
доп р. (8.9)
Механическое напряжение в материале шины, возникающее под действием изгибающего момента, кгс/см2
, (8.10)
где iу - ударный ток КЗ, кА;
l - расстояние между опорными изоляторами, см;
a - расстояние между осями шин смежных фаз, см;
W - момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, см3.
При расположении шин плашмя
, (8.11)
где b и h - соответственно меньший и больший размеры сторон поперечного сечения шины.
Проверка шин на термическую стойкость сводится к определению минимально допустимого сечения q по формуле
, (8.12)
где С - коэффициент, принимаемый для алюминиевых шин 91 Ас/мм2.
Шины выбираем по номинальному току нагрузки РП. Привидем пример для выбора шин РП1:
Pp=6504,14 кВт; Qp=3541,9 квар.
Максимальный расчетный ток шин:
А.
Шины установлены на изоляторах плашмя с расстоянием между фазами а=20 см, между изоляторами в пролете - l=80 см. Выбираем шины по нагреву шириной до 60 мм. Данные обусловлены конструкцией камер типа КРУ, имеющих длину 800 мм, и взаимным расположением шин.
Условие выбора:
, (8.13)
, .
Принимаем шины размером 506, Iдоп=740 А. Проверяем шины на термическую прочность. Для этого найдем тепловой импульс тока КЗ:
Вк = (4,59103) 2 (1,1+0,01) =23,38106 А2 с,
Минимальное сечение шин, по условию термической стойкости:
мм2,
что меньше выбранного (506). Следовательно, шины термически устойчивы.
Выполним проверку на электродинамическую стойкость. Момент сопротивления шин при установке их плашмя:
.
Расчетное напряжение в металле шин
(8.14)
,
что составляет примерно 14 МПа. Для материала шин марки АДО доп=42 МПА [1]. Так как доп>р, то выбранные шины удовлетворяют электродинамической стойкости.
Допустимое значение механического напряжения , а наибольшее допустимое при изгибе напряжение для алюминиевых шин равно , [1, стр.87],. Отсюда
.
Проверим условие (8.8):
,
значит, шины достаточно прочны механически.
Аналогично выберем шины РП2.
Результаты выбора шин:
РП1 - АДО 50Ч6
РП2 - АДО 50Ч6
Выбор электрических аппаратов.
Выбор выключателя осуществляется по следующим условиям:
по напряжению
, (8.15)
по току
, (8.16), , (8.17)
по отключающей способности
, (8.18)
по динамической стойкости
, (8.19)
по термической стойкости
. (8.20)
Выбор разъединителей осуществляется по следующим условиям:
по напряжению по формуле (8.15),
по току по формуле (8.17),
по динамической стойкости по формуле (8.19);
по термической стойкости по формуле (8.20).
Рассмотрим выбор выключателя на линии от ГПП к РП1. Как указывалось ранее расчетный максимальный ток Iр=407,2 А (из расчета выбора кабеля ГПП - РП1). Выбираем выключатель BB/TEL-10-630.
Выбор выключателя: по напряжению по формуле (8.15): 10,5 кВ = 10,5 кВ; по току по формуле (8.17): 407,2 А< 630 А по динамической стойкости по формуле (8.19): iу=8,89 кА, iдин=32 кА, ; по термической стойкости по формуле (8.20): Iт2t= 156 кА2с, Bк=48,57 кА2с, Bк<Iт2t; по отключающей способности по формуле (8.18):
, , .
Следовательно, выбранный высоковольтный выключатель на вводе РП 10кВ удовлетворяет вышеперечисленным условиям.
Условия выбора, номинальные данные выключателя и расчётные данные заносим в таблицу 8.2.
Таблица 8.2 - Выбор выключателей на вводе РП1 10кВ
Условия выбора |
Данные выключателя |
||
Каталожные |
Расчётные |
||
Тип выключателя |
ВВ/TEL-10-630 |
||
10,5 |
10,5 |
||
630 |
407,22 |
||
32 |
8,89 |
||
12,5 |
4,59 |
||
156 |
48,57 |
||
227,33 |
83,47 |
Аналогично выше приведенному расчёту произведём выбор выключателей на отходящих линиях к ТП и секционного выключателя на РП.
Условия выбора, номинальные и расчётные данные выключателей отходящих линий и секционного выключателя сводим в таблицу 8.3.
Таблица 8.3 - Выбор выключателей на отходящих линиях РП1
Условия выбора |
Данные выключателя |
||
Каталожные |
Расчётные |
||
Тип выключателя |
ВВ/TEL-10-630 |
||
10,5 |
10,50 |
||
630 |
75,93 |
||
32 |
8,89 |
||
12,5 |
4,59 |
||
156 |
12,85 |
||
227,33 |
83,47 |
Выбор разъединителей аналогичен выбору выключателей за исключением проверки по отключающей способности, т.к. разъединитель не производит отключения токов КЗ. Произведём выбор разъединителей на вводе в РП. Принимаем к установке разъединитель типа РВЗ-10/630 У3, условия выбора и все каталожные данные заносим в таблицу 8.4.
Таблица 8.4 - Выбор разъединителей на вводе РП1
Условия выбора |
Данные разъединителя |
||
Каталожные |
Расчётные |
||
10,5 |
10,5 |
||
630 |
407,22 |
||
50 |
8,89 |
||
156 |
48,57 |
Аналогично произведём выбор разъединителей на отходящих линиях и в цепи секционного выключателя, и результаты сведём в таблицу 8.5 Принимаем к установке разъединитель типа РВЗ-10/630 У3.
Таблица 8.5 - Выбор разъединителей на отходящих линиях РП1
Условия выбора |
Данные разъединителя |
||
Каталожные |
Расчётные |
||
10,5 |
10,5 |
||
630 |
407,22 |
||
50 |
8,89 |
||
156 |
48,57 |
Номинальный ток межсекционного выключателя выбирается по току наиболее загруженной секции, который равен 205,91 А. Т.к. выключатели данной марки на номинальный ток, меньше 630 А, не выпускаются, принимаем выключатель ВВ/TEL-10-12,5/630 У3. В секционной камере устанавливаются разъединители РВЗ-10-630 У3.
Аналогично произведем выбор высоковольтных выключателей, разъединителей для РП2.
Таблица 8.6 - Выбор выключателей на вводе РП2 10кВ
Условия выбора |
Данные выключателя |
||
Каталожные |
Расчётные |
||
Тип выключателя |
ВВ/TEL-10-630 |
||
10,5 |
10,50 |
||
630 |
471,12 |
||
32 |
10,12 |
||
12,5 |
5,23 |
||
156 |
48,57 |
||
227,33 |
95,03 |
Таблица 8.7 - Выбор выключателей на отходящих линиях РП2
Условия выбора |
Данные выключателя |
||
Каталожные |
Расчётные |
||
Тип выключателя |
ВВ/TEL-10-630 |
||
10,5 |
10,5 |
||
630 |
205,28 |
||
32 |
10,12 |
||
12,5 |
5,23 |
||
156 |
16,66 |
||
227,33 |
95,03 |
Таблица 8.8 - Выбор разъединителей на вводе РП2
Условия выбора |
Данные разъединителя |
||
Каталожные |
Расчётные |
||
10,5 |
10,5 |
||
630 |
471,12 |
||
50 |
10,12 |
||
156 |
48,57 |
Таблица 8.9 - Выбор разъединителей на отходящих линиях РП2
Условия выбора |
Данные разъединителя |
||
Каталожные |
Расчётные |
||
10,5 |
10,5 |
||
630 |
205,28 |
||
50 |
10,12 |
||
156 |
16,66 |
Номинальный ток межсекционного выключателя выбирается по току наиболее загруженной секции, который равен 369,5 А. Т.к. выключатели данной марки на номинальный ток, меньше 630 А, не выпускаются, принимаем выключатель ВВ/TEL-10-12,5/630 У3. В секционной камере устанавливаются разъединители РВЗ-10-630 У3.
Произведём выбор автоматических выключателей в цепях 0,4 кВ цеховых трансформаторов по условиям:
, (8.21), , (8.22)
где Iр. max - максимальный расчётный ток, А
Для двухтрансформаторной ТП 1 определяем максимальный расчётный ток:
.
По условиям (8.21) и (8.22) выбираем автоматический выключатель типа ВА55-43 с Iн. а. =2500 А. Также производим выбор автоматических выключателей для остальных ТП и результаты выбора сводим в таблицу 8.10.
Таблица 8.10 - Выбор автоматических выключателей в цепях 0,4 кВ цеховых трансформаторов
№ ТП |
Sт, кВ•А |
Iр. max, А |
Тип автоматического выключателя |
Iн. а., А |
Iн. р., А |
|
ТП1 |
1000 |
2020,73 |
ВА55-43 |
2500 |
2500 |
|
ТП2 |
1000 |
2020,73 |
ВА55-43 |
2500 |
2500 |
Номинальные токи секционных выключателей выбираются на ступень ниже номинальных токов вводных автоматов, поэтому выбираем ВА55-43 c Iн. а=1600 А, Iн. р=1600 А
Выбор трансформаторов тока и напряжения.
Выбор трансформаторов тока производится:
1. По номинальному напряжению:
, (8.23)
где
- номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора тока;
- номинальное напряжение силовой сети.
2. По току нормального режима
, (8.24)
где - номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока.
3. По току послеаварийного режима или максимальному расчетному току:
или , (8.25)
где - коэффициент перегрузки, принимаем для трансформаторов тока .
4. По мощности нагрузки трансформатора:
, (8.26)
где - номинальная нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока;
- расчетная нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока в нормальном режиме.
Номинальная нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока находится по формуле:
, (8.27)
где - полное допустимое сопротивление внешней цепи, подключаемой ко вторичной обмотке трансформатора тока (сумма сопротивлений последовательно включенных обмоток приборов, реле, проводов, контактов), Ом;
- номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока, А.
Расчетная нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока в нормальном режиме находится как:
, (8.28)
где - полная мощность потребляемая приборами, ВА.
Принимаем, что счетчик трехфазный типа ЭЭ8005-К имеет потребляемую мощность каждой цепью тока не более 0,4 ВА; амперметр типа Э8032-М1 - не более 0,1 ВА;
- сопротивление контактов; принимаем ;
- сопротивление проводников цепи измерения.
Зная , , и можно рассчитать сопротивление проводников между трансформаторами тока и приборами:
. (8.29)
При использовании двух трансформаторов тока (на отходящих линиях и между секциями РП) они соединяются по схеме неполной звезды, а при использовании трех трансформаторов тока (на вводе и на низшей стороне ТП) они соединяются по схеме полной звезды. Сечение жил соединительных проводников при схеме неполной звезды:
; (8.30)
при схеме полной звезды:
, (8.31)
где - длина проводника. Принимаем ;
- удельная проводимость материала соединительных проводников.
Для меди . Минимальное сечение соединительных проводников .
Принимается ближайшее большее стандартное сечение, выбирается контрольный кабель.
5. По термической стойкости:
или , (8.32)
где - кратность тока термической стойкости;
- длительность протекания тока КЗ.
6. По электродинамической стойкости:
или , (8.33)
где - кратность тока динамической стойкости;
- ударный ток КЗ.
Класс точности всех трансформаторов тока принимаем 0,5.
Нагрузку трансформаторов тока на РП и на стороне 0,4 кВ трансформаторных подстанций сведем в таблицы 8.11 и 8.12.
Произведем выбор трансформаторов тока и выбор контрольных кабелей для РП и для стороны низшего напряжения ТП; результаты сведем в таблицы 8.13, 8.14, 8.15 и 8.16.
Таблица 8.11 - Вторичная нагрузка трансформатора тока на РП1,РП2
Прибор |
Тип прибора |
Нагрузка фаз, ВА |
|||
А |
В |
С |
|||
Амперметр |
Э8032-М1 |
---- |
0,1 |
--- |
|
Счётчик активной и реактивной энергии |
ЭЭ8005-К |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
|
Итого: |
0,4 |
0,5 |
0,4 |
Таблица 8.12 - Вторичная нагрузка трансформатора тока на ТП-0,4 кВ
Прибор |
Тип прибора |
Нагрузка фаз, ВА |
|||
А |
В |
С |
|||
Амперметр |
Э8032-М1 |
0,1 |
|||
Счётчик активной и реактивной энергии |
ЭЭ8005-К |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
|
Итого: |
0,4 |
0,5 |
0,4 |
В качестве трансформатора тока земляной защиты на линиях 10 кВ принят трансформатор тока ТЗЛМ-У3.
Таблица 8.13 - Вторичная нагрузка секционного трансформатора тока и трансформаторов тока на отходящих линиях
Прибор |
Тип прибора |
Нагрузка фаз, ВА |
|||
А |
В |
С |
|||
Амперметр |
Э8032-М1 |
0,1 |
|||
Итого: |
0,1 |
Таблица 8.14 - Выбор трансформаторов тока для РП1 (КСО)
Условие выбора |
Место установки / трансформатор тока |
|||||||
КСО ввод/ |
КСО секц. / |
КСО Л9, Л10, Л13, Л15, Л20, Л22/ |
КСО Л11, Л12, Л14, Л17, Л24/ |
КСО Л23, Л25, Л26, Л27, Л28/ |
КСО Л16, Л21/ |
КСО Л18, Л19/ |
||
ТПОЛ-300/5 |
ТПОЛ-400/5 |
ТПОЛ-75/5 |
ТПОЛ-20/5 |
ТПОЛ-20/5 |
ТПОЛ-50/5 |
ТПОЛ-50/5 |
||
|
10,5=10,5 |
10,5=10,5 |
10,5=10,5 |
10,5=10,5 |
10,5=10,5 |
10,5=10,5 |
10,5=10,5 |
|
|
300>203,6 |
400>205,9 |
75>56,2 |
20>15,4 |
20>17,6 |
50>37,97 |
50>35,08 |
|
|
360>320,7 |
480>407,2 |
90>70,26 |
24>19,25 |
24>21,99 |
60>58,41 |
60>53,96 |
Таблица 8.15 - Выбор трансформаторов тока для РП2 (КСО)
Условие выбора |
Место установки / трансформатор тока |
||||
КСО ввод/ |
КСО секц. / |
КСО Л9, Л10, Л13, Л15, Л20, Л22/ |
КСО Л11, Л12, Л14, Л17, Л24/ |
||
ТПОЛ-400/5 |
ТПОЛ-400/5 |
ТПОЛ-100/5 |
ТПОЛ-150/5 |
||
|
10,5=10,5 |
10,5=10,5 |
10,5=10,5 |
10,5=10,5 |
|
|
400>235,5 |
400>369,5 |
100>71,85 |
150>102,6 |
|
|
480>370,9 |
480>471 |
120>102,64 |
180>146,6 |
Таблица 8.16 - Выбор контрольных кабелей для РП1 (КСО)
Схема соединения |
Место установки |
Трансформатор тока |
, Ом |
, ВА |
, Ом |
Марка кабеля |
|||
Полная звезда |
ввод |
ТПОЛ-300/5 |
0,4 |
0,5 |
0,28 |
0,135 |
1,5 |
КВВГ-4x1,5-0,66 |
|
Неполная звезда |
секция |
ТПОЛ-400/5 |
0,4 |
0,1 |
0,296 |
0,221 |
1,5 |
КВВГ-4x1,5-0,66 |
|
Л9, Л10, Л13, Л15, Л20, Л22 |
ТПОЛ-75/5 |
0,4 |
0,1 |
0,296 |
0,221 |
1,5 |
КВВГ-4x1,5-0,66 |
||
Л11, Л12, Л14, Л17, Л24 |
ТПОЛ-20/5 |
0,4 |
0,1 |
0,296 |
0,221 |
1,5 |
КВВГ-4x1,5-0,66 |
||
Л23, Л25, Л26, Л27, Л28 |
ТПОЛ-20/5 |
0,4 |
0,1 |
0,296 |
0,221 |
1,5 |
КВВГ-4x1,5-0,66 |
||
Л16, Л21 |
ТПОЛ-50/5 |
0,4 |
0,1 |
0,296 |
0,221 |
1,5 |
КВВГ-4x1,5-0,66 |
||
Л18, Л19 |
ТПОЛ-50/5 |
0,4 |
0,1 |
0,296 |
0,221 |
1,5 |
КВВГ-4x1,5-0,66 |
Таблица 8.17 - Выбор контрольных кабелей для РП2 (КСО)
Схема соединения |
Место установки |
Трансформатор тока |
, Ом |
, ВА |
, Ом |
Марка кабеля |
|||
Полная звезда |
ввод |
ТПОЛ-400/5 |
0,4 |
0,5 |
0,28 |
0,135 |
1,5 |
КВВГ-4x1,5-0,66 |
|
Неполная звезда |
секция |
ТПОЛ-400/5 |
0,4 |
0,1 |
0,296 |
0,221 |
1,5 |
КВВГ-4x1,5-0,66 |
|
Л9, Л10, Л13, Л15, Л20, Л22 |
ТПОЛ-100/5 |
0,4 |
0,1 |
0,296 |
0,221 |
1,5 |
КВВГ-4x1,5-0,66 |
||
Л11, Л12, Л14, Л17, Л24 |
ТПОЛ-150/5 |
0,4 |
0,1 |
0,296 |
0,221 |
1,5 |
КВВГ-4x1,5-0,66 |
Таблица 8.18 - Выбор трансформаторов тока для ТП (0,4 кВ)
№ТП |
Iр, А |
Imax, А |
Трансформатор тока |
, А |
|
ТП1 |
920,7 |
1443,4 |
ТНШЛ-1500/5 |
1500 (1800) |
|
ТП2 |
996,6 |
1443,4 |
ТНШЛ-1500/5 |
1500 (1800) |
Таблица 8.19 - Выбор контрольных кабелей для ТП (0,4 кВ)
Схема соединения полная звезда |
ТНШЛ-1500/5 |
ТНШЛ-1500/5 |
|
, Ом |
0,4 |
0,4 |
|
, ВА |
0,5 |
0,5 |
|
, Ом |
0,128 |
0,128 |
|
0,135 |
0,135 |
||
1,5 |
1,5 |
||
Марка кабеля |
КВВГ-4x1,5-0,66 |
КВВГ-4x1,5-0,66 |
Класс точности всех трансформаторов тока принимаем 0,5S
Выбор трансформаторов напряжения производится:
1. По номинальному напряжению:
. (8.34)
2. По мощности нагрузки вторичной обмотки
, (8.35)
где - активная и реактивная мощности подключенных к трансформатору напряжения приборов. Они находятся как:
; (8.36)
. (8.37)
Выбор трансформаторов напряжения сведем в таблицу 8.21.
Класс точности всех трансформаторов напряжения принимаем 0,5.
При выборе трансформаторов напряжения будем руководствоваться следующими соображениями: измерительные приборы вводов КСО питаются от общей шины напряжения 0,4 кВ как в аварийном, так и в рабочем режиме (т.е. каждый трансформатор напряжения должен обеспечивать нормальную работу всех измерительных приборов КСО).
Счетчик ЦЭ6850М имеет нагрузку каждой цепи напряжения S=10 ВА.
Вольтметр Э377 имеет нагрузку каждой цепи напряжения S=2,5 ВА.
Коэффициент мощности измерительных приборов не подается заводом-изготовителем. Вместо складывания активной и реактивной нагрузок прибором сложим полные мощности нагрузок. Суммарная нагрузка на трансформатор, вычисленная таким способом, будет завышена. Если при сравнении полученной мощности и номинальной вторичной нагрузки трансформатора мощность нагрузки меньше, то высчитанная с учетом коэффициента мощности нагрузка будет тем более меньше номинальной вторичной нагрузки трансформатора, и приборы соответствуют трансформатору.
Таблица 8.20 - Вторичная нагрузка трансформатора напряжения на шинах
Прибор |
Тип прибора |
Нагрузка фаз, ВА |
|||
А |
В |
С |
|||
Вольтметр |
Э8030-М1 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
|
Счётчик активной и реактивной энергии |
ЭЭ8005-К |
10 |
10 |
10 |
|
Итого: |
12,5 |
12,5 |
12,5 |
Тогда мощность нагрузки вторичной обмотки:
.
Таблица 8.21 - Выбор трансформаторов напряжения для РП (КСО)
Условие выбора |
ЗНОЛ-10-66У3 |
|
, кВ |
10=10 |
|
75>37,5 |
9. Релейная защита и автоматика элемента системы электроснабжения
Для элементов схемы электроснабжения проектируются к установке следующие устройства релейной защиты и автоматики:
на кабельных линиях питающих РП установки от подстанций энергосистемы 110/10кВ - максимальная токовая защита (МТЗ), токовая отсечка (ТО) без выдержки времени.
на выключателе между секциями РП завода - МТЗ и автоматический ввод резерва (АВР).
для блока "линия - трансформатор" устанавливаются МТЗ, ТО без выдержки времени.
для защиты трансформаторов цеховых подстанций устанавливаем защиту от однофазных замыканий на землю на стороне низшего напряжения; газовую защиту. Защиту от однофазных замыканий на землю осуществляем автоматическим выключателем с максимальным расцепителем, установленным на стороне низшего напряжения.
АВР на стороне низшего напряжения с помощью секционного автоматического выключателя.
Защита элементов сети 0,4 кВ выполняется с применением предохранителей с плавкими вставками и автоматических выключателей снабженных устройствами токовой защиты.
Выбор оперативного тока.
Совокупность токопроводов, переключающих устройств и других элементов оперативных цепей составляет систему оперативного тока устройств релейной защиты и автоматики.
Защиту выполним на выпрямленном оперативном токе. Для выпрямления переменного тока используем стабилизированные блоки питания типа БПНС-2 совместно с токовыми типа БПТ-1002 - для питания цепей защиты, автоматики и управления. Для аварийного питания электромагнита имеется отдельный токовый блок БПТ-1002, поскольку в момент включения по обмотке электромагнита протекает ток, который может вызвать снижение напряжения на шинках цепей управления. В РП имеется отдельная ячейка, в которой размещены оба блока питания и ячейка с трансформатором собственных нужд ВАЗП.
Выбор параметров для элемента схемы электроснабжения.
Так как дипломный проект не предусматривает выбор параметров всех устройств РЗ, применяемых для схемы электроснабжения, то в качестве примера рассмотрим выбор параметров защиты блока "линия - трансформатор". МТЗ, ТО без выдержки времени и защиту от замыканий на землю. Рассчитаем уставки РЗ блока "линия - трансформатор".
Расчет токовой отсечки:
Мгновенная токовая отсечка настраивается таким образом, чтобы надежно не срабатывать при трехфазном КЗ на стороне 0,4 кВ трансформатора блока и надежно срабатывать при двухфазном КЗ на выводах 10 кВ этого трансформатора. Исходя из этих условий ток срабатывания отсечки:
(9.1)
где - максимальное значение тока при трехфазном КЗ на стороне 0,4 кВ трансформаторного блока, приведенное к стороне 10 кВ;
при использовании реле РТМ или РТ-80. Для реле РТ-40 принимаем
Ток срабатывания реле отсечки
(9.2)
где - коэффициент схемы соединения обмоток трансформаторов тока;
- коэффициент трансформации трансформатора тока, стоящего на линии 10 кВ
По (9.1)
По (9.2)
Выбираем реле типа РТ-40/200.
Коэффициент чувствительности отсечки при двухфазном КЗ на выводах 10 кВ трансформатора:
(9.3)
В данном случае отсечка достаточно эффективна.
Расчет МТЗ:
Определяем ток срабатывания реле МТЗ по формуле:
(9.4)
где ток срабатывания защиты определяется по формуле:
(9.5)
где Котс - кратность отстройки, для РТ-40 Котс=1,2;
Ксз - коэффициент самозапуска, принимаем Ксз=2,5-3,0;
Кв - коэффициент возврата, для РТ-40 Кв=0,8;
IРТ1 - максимальный рабочий ток трансформатора, который принимаем равным его номинальному значению:
Iн. макс= Sт/ (v3·Uном) =1000/ (v3·10,5) =55 А.
Отсюда ток срабатывания защиты и реле МТЗ по формулам (9.5) и (9.4):
Iсз. мтз= (1,2·2,7/0,8) •55 = 222,75 А,
Iср. мтз=1222,75/ (50/5) = 22,28 А.
Выбираем реле типа РТ-40/50. МТЗ имеет выдержку времени 1,1с. Для создания выдержки времени используем реле ЭВ 142.
Чувствительность защиты:
(9.6)
где - двухфазное КЗ за трансформатором, приведенное к высшей стороне.
Ток двухфазного КЗ найдём по выражению:
(9.7)
(A).
Тогда по формуле (10.6) коэффициент чувствительности МТЗ:
В данном случае МТЗ достаточно эффективно.
Расчет защиты от замыканий на землю:
Ток срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от емкостных токов кабеля:
(9.8)
где котс - коэффициент отстройки, котс=1,2;
к - коэффициент броска тока, принимаемый по [12] к=4;
Iск - собственный емкостной ток кабельной линии.
Собственный емкостной ток кабельной линии рассчитывается:
(9.9)
где Iсо - емкостной ток одного километра кабеля. По [8] для кабельной линии РП1-ТП-1 ААШвУ 335-10, Iсо=0,84 А/км;
l - длина кабеля.
(А).
По (9.8) ток срабатывания защиты
Для выполнения от замыканий на землю используем трансформаторы тока нулевой последовательности типа ТЗЛМ с применением реле РТЗ-51 У4.
Расчет токов защиты нулевой последовательности от КЗ на землю на стороне 0,4 кВ.
Ток срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от емкостных токов кабеля:
(9.10)
где Котс - коэффициент отстройки, Котс=1,2;
Кп - коэффициент перегрузки, Кп=1,25;
nт - коэффициент трансформации силового трансформатора, равный 10/0,4.
В таком случае ток срабатывании защиты:
Ток срабатывания реле защиты нулевой последовательности:
(9.11)
где,
- коэффициент трансформации трансформатора тока, стоящего в нейтрали силового трансформатора;
Коэффициент чувствительности этой защиты при однофазном КЗ за трансформатором, приведённым к высшей стороне (в этой схеме ток однофазного КЗ равен току трёхфазного КЗ):
(9.12)
Время действия защиты выбираем равным 0,5 с. Эту защиту выбираем с двумя ступенями выдержки времени: первой, меньшей (действует на отключение секционного автомата), а вторая, несколько большей - на отключение автомата своего трансформатора.
Описание работы схемы.
На листе графической части приведена: схема управления выключателем, схема МТЗ и ТО, схема защиты от замыканий на землю, а также цепочка газовой защиты и АЧР. Схема защиты выполнена на постоянном оперативном токе. Она включает в себя: реле тока мгновенного действия КА1, КА2 (ТО); КА3, КА4 (МТЗ); КА5 (защита от перегрузки), КА6 (защита от замыканий на землю), газовое реле - КSP, реле времени - КТ и указательные реле - КН1, КН2, КН5, КН6, КН7, КН10, КН12, КН16.
Схема МТЗ работает следующим образом. При срабатывании любого токового реле КА3, КА4 подаётся “+” оперативного тока на обмотку реле времени КТ и на обмотку указательного реле КН2. Реле времени, срабатывает с установленной на нём выдержкой времени, подаёт своими контактами “+” оперативного тока на промежуточное реле КL2, уже то в свою очередь на отключающую катушку YAT привода выключателя. При срабатывании КН2 подаётся сигнал в цепи сигнализации и загорается сигнальная лампа НL1. Схема ТО работает аналогично, как и МТЗ, но без выдержки времени. Газовая защита, выполнена при помощи реле KSP, действует на сигнал (загорается сигнальная лампа НL1). Что касается АЧР, то она, как и ТО без выдержки времени действует на отключение выключателя. В схеме есть амперметр, предназначенный для измерения тока одной фазы.
10. Электрические измерения, учет и экономия электроэнергии
На гидроучастке установлена автоматизированная система учёта предназначенная для учёта потребления электрической энергии от главной понизительной подстанции ГПП
Автоматизированная система учёта выполняет следующие функции:
контроль и учёт электроэнергии, потребляемой гидроучастком
расчёт полного баланса электроэнергии, получаемой от ТЭС-400 и от системы;
контроль при расчёте за полученную электроэнергию;
передача показаний счётчиков на конец суток к АРМ ОГЭ;
повышение качества учёта электроэнергии за счёт замены устаревшего оборудования;
упрощение организации коммерческого учёта энергоресурсов;
повышение оперативности управления энергопотреблением за счёт получения оперативной информации и возможности своевременного воздействия на режим энергопотребления;
повышение производительности труда работников электрохозяйства.
Контролю и учёту подлежат активная и реактивная электроэнергия.
Источником информации для реализации вышеперечисленных функций являются сигналы счётчиков электроэнергии.
Для обеспечения постоянного контроля работы отдельных элементов системы электроснабжения и учета вырабатываемой и потребляемой электроэнергии подлежат измерению величины тока, напряжения, частоты, мощности и электроэнергии, для чего и используются контрольно-измерительные приборы.
Установка амперметра производится в цепях, в которых необходим контроль тока (вводы РП, отходящие линии, трансформаторы, перемычки между секциями сборных шин, отходящие линии к высоковольтным электродвигателям). При равномерной нагрузке обычно ток измеряется только в одной фазе. При неравномерной измерения производятся в каждой фазе раздельно.
Измерение напряжения производится на каждой секции сборных шин РП и ТП. В трехфазных электроустановках обычно производится измерение одного междуфазного напряжения. В сетях с изолированной нейтралью вольтметры используются также для контроля изоляции. Для этой цели могут применяться три вольтметра, включаемые на фазные напряжения через измерительный трансформатор типа ЗНОЛ, присоединенный к секции РП.
Измерение мощности выполняется в цепях понижающих трансформаторов подстанции. При напряжении первичной стороны 220 кВ и выше измеряется активная и реактивная мощность, при 110 кВ - только активная. В цепях двухобмоточных трансформаторов измерение производиться со стороны низшего напряжения.
Различают расчетный (коммерческий) и технический (контрольный) учет электроэнергии.
Расчетный учет электроэнергии предназначен для осуществления денежных расчетов за выработанную, а также отпущенную потребителям электроэнергию.
Технический учет предназначен для контроля расхода электроэнергии внутри предприятия. Для предприятия следует предусматривать возможность установки стационарных или переносных счетчиков с целью контроля за соблюдением лимитов расхода электроэнергии цехами, линиями и агрегатами, для определения расхода электроэнергии на единицу выпускаемой продукции. Приборы технического учета находятся в ведении самих потребителей. Для их установки и снятия разрешение электроснабжающей организации не требуется.
Правильное построение системы учета и контроля электропотребления способствует снижению нерационального расхода электроэнергии и облегчает составление электрических балансов, являющихся основой для анализа состояния электрического хозяйства и выявления возможных резервов экономии энергоресурсов на предприятии.
В проекте для измерения и учета электроэнергии принят преобразователь импульсных сигналов (сумматор), многоканальный, программируемый, СЭМ-2. Он предназначен для автоматизации диспетчерского учета потребляемой электроэнергии, а также оперативного контроля электропотребления по сменам, суткам, месяцам и другим расчетным периодам на промышленных предприятиях и его структурных подразделениях. Данное устройство обеспечивает прием импульсных сигналов от счетчиков-датчиков, осуществляет учет электроэнергии по двух - или трехтарифным зонам, выдает сигналы о возможности превышения установленных лимитов электропотребления. Сумматор СЭМ-2 может подключаться к внешним ПЭВМ и модемам, что позволяет поддерживать связь с системами учета энергии более высокого уровня.
Перечень измерительных приборов, использованных в дипломном проекте, и места их установки указаны в таблице 10.1.
Таблица 10.1 - Контрольно-измерительные приборы и места их установки
Цепь |
Перечень приборов |
Тип прибора |
Класс точности |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Кабельная линия 10 кВ, питающая РП завода |
амперметр |
Э377 |
1,5 |
|
счетчик активно-реактивной энергии |
ЦЭ6850М |
0,2 |
||
Кабельная линия 10 кВ, отходящая от РП |
амперметр |
Э377 |
1,5 |
|
Сборные шины 10 кВ |
вольтметр для измерения междуфазного напряжения |
Э377 |
1,5 |
|
три вольтметра для измерения фазного напряжения |
Э377 |
1,5 |
||
Трансформатор цеховой подстанции |
амперметр в каждой фазе |
Э377 |
1,5 |
|
счетчик активно-реактивной энергии |
ЦЭ6850М |
0,2 |
||
Сборные шины 0,38/0,22 кВ ТП |
вольтметр для измерения междуфазного напряжения |
Э377 |
1,5 |
|
Секционный выключатель |
амперметр |
Э377 |
1,5 |
Составление, разработка и осуществление планов организационно-технических мероприятий по экономии электроэнергии имеют большое организующее значение, являются необходимыми формами планомерного и эффективного использования непроизводительных затрат и резервов экономии на каждом производстве.
План организационно-технических мероприятий должен включать мероприятия по рациональному электропотреблению; внедрению более совершенных технологических процессов и оборудования, требующих меньших удельных энергозатрат; борьбе с потерями электроэнергии во всех звеньях электропотребления предприятия.
По каждому мероприятию, включаемому в план, необходимо производить определение его экономической эффективности.
Наиболее эффективными мерами по экономии электроэнергии на проектируемой установке являются:
улучшение контроля за технологическими процессами, использование для этой цели вычислительной техники;
приведение параметров и характеристик электротехнического оборудования в соответствие с потребностями технологии (ликвидация "избытка мощностей");
повышение эффективности утилизации сбросной теплоты;
применение частотно-регулируемых приводов;
использование для внутреннего и наружного освещения люминесцентных ламп низкого и высокого давления;
применение средств автоматического управления освещением (СУО).
11. Технико-экономические расчеты
Организация управления энергохозяйством. На нефтеперерабатывающем заводе, структурным подразделением которого является гидроучасток дизельного топлива, применяется централизованное построение энергоремонтной службы. При централизованной организации ремонтно-эксплутационной службы повышена ответственность отдела главного энергетика (ОГЭ) за состояние цехового электрооборудования и электрических сетей. При этом обеспечивается более квалифицированная работа ремонтно-эксплуатационных участков, повышается контроль за состоянием электрических сетей и оборудования, их эксплуатацией, а также качеством выполняемых ремонтных работ и использованием рабочей силы.
Во главе энергетического хозяйства стоит главный энергетик.
Основные функции главного энергетика:
непосредственная административное и техническое руководство ОГЭ и энергоцеха;
техническое и методическое руководство службами цеховых энергетиков;
непосредственное совершенствование структуры ОГЭ, с целью, чтобы при любых изменениях в сфере основного производства в максимальной степени обеспечивает запросы производства с наименьшими затратами;
надзор за правильной эксплуатацией электрооборудования;
нормирование энергоресурсов и их рациональное использование;
выполнение оперативное распоряжение энергосистемы, газо - и водоснабжающих организаций в отношении графика нагрузки и режима электро-, газо-, и водопотребления;
определение потребность в запасных частях для ремонта электрооборудования, обеспечивает их изготовление силами энергоремонтных цехов, размещает заказы на изготовление их в других цехах завода;
ответственность за технически безопасное состояние и за организацию безопасной эксплуатации общезаводских и межцеховых энергетических объектов;
запрещение работу энергооборудования и энергоустановок в случаях грубого нарушения правил технической эксплуатации или неудовлетворительного технического состояния, угрожающего жизни людей, аварией или пожаром;
предоставление руководству предприятия предложения о наложении взыскания и о депримировании инженерно-технического персонала производственных и вспоогательных цехов за допущенные аварии и нарушения правил техники безопасности, неправильную эксплуатацию плохое содержание электрооборудования и сетей;
распоряжение предоставленными фондами и лимитами.
Главный энергетик лично и через отдел главного энергетика осуществляет непосредственное заключение договоров на поставку необходимых энергоносителей.
Бюро планирования, экономики и ППР планирует объемы работ энергоцехов и осуществляет увязку планов с планами других подразделений, рассчитывает показатели и осуществляет анализ экономической деятельности хозяйства; составляет сводные заявки по предприятию; рассчитывает сметы затрат на ремонты и эксплуатацию энергетического оборудования; разрабатывают инструкции по уходу за электрооборудованием; осуществляет контроль состояния приборов и учет электроэнергии, представляет главному энергетику ежегодные сводки потребления топлива, энергии и энергоносителей.
Проектно-конструкторское бюро составляет и корректирует чертежи и схемы; разрабатывает и внедряет единую систему измерения сетей и оборудования; составляет инструкции по эксплуатации сетей и электрооборудования; разрабатывает организационно-технические мероприятия по экономии электроэнергии; ведет технический надзор за работами по расширению и реконструкции; решает вопросы надежности и повышения качества электроэнергии.
Подобные документы
Определение электрических нагрузок предприятия. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности. Разработка схемы электроснабжения предприятия и расчет распределительной сети напряжением выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 21.11.2016Определение осветительной нагрузки цехов, расчетных силовых нагрузок. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности. Определение потерь мощности и электроэнергии. Выбор параметров схемы сети электроснабжения.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 14.06.2015Определение электрических нагрузок, выбор цеховых трансформаторов и компенсации реактивной мощности. Выбор условного центра электрических нагрузок предприятия, разработка схемы электроснабжения на напряжение выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [304,6 K], добавлен 23.03.2013Разработка системы электроснабжения агропромышленного предприятия. Расчет электрических нагрузок, их центра. Определение числа и мощности трансформаторов. Проектирование распределительной сети предприятия. Проблемы компенсации реактивной мощности.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 16.01.2016Характеристика проектируемого цеха и потребителей электроэнергии. Особенности выбора электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов. Определение электрических нагрузок. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности.
дипломная работа [883,1 K], добавлен 19.03.2013Проектирование электроснабжения сборочного цеха. Схема цеховой сети и расчет электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности и выбор мощности цеховых трансформаторов. Установка силовых распределительных пунктов. Подбор сечения проводов и кабелей.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 05.09.2010Характеристика предприятия и источников электроснабжения. Определение расчетных электрических нагрузок цеха; числа и мощности трансформаторов на цеховых подстанциях. Компенсация реактивной мощности. Выбор схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 25.06.2012Характеристика потребителей и определения категории. Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения. Расчет и выбор трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания. Выбор и расчет электрических сетей.
курсовая работа [537,7 K], добавлен 02.04.2011Характеристика цеха и потребителей электроэнергии. Определение нагрузок и категории электроснабжения. Расчёт нагрузок, компенсации реактивной мощности. Выбор типа, числа и мощности трансформаторов. Выбор распределительных сетей высокого напряжения.
курсовая работа [308,4 K], добавлен 21.02.2014Характеристика проектируемого цеха и потребителей электроэнергии. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов. Определение электрических нагрузок. Выбор схемы и расчет внутрицеховой электрической сети. Релейная защита и автоматика.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 16.04.2012