КП по ЭПП. КП по ЭПП (модернизация эз). 1. Краткое описание технологического процесса

• Название: 1. Краткое описание технологического процесса
• Анкор: КП по ЭПП
• Дата: 27.03.2023
• Размер: 0.55 Mb.
• Имя файла: КП по ЭПП (модернизация эз).docx
• Тип: Документы; #1018765
• страница: 9 из 10

11. Выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1кВ

Выберем шины на заводском РП 10 кВ по номинальным значениям тока и напряжения, и проверим на электродинамическую и термическую устойчивость.

_допI_max; (11.1)

, (11.2)
где S_min- минимальное сечение шины, мм²,

c-коэффициент принимаемый для алюминиевых шин равным 91 А∙с^0,5/мм².
_доп_р; (11.3)
где _доп , _р - соответственно допустимое и рабочее напряжения возникающее в металле шины, МПа

_max=273,6 А.
По [1] выбираем алюминиевые шины сечением 506 мм² с I_доп=665 А. Шины устанавливаем плашмя, расстояние между фазами, а=25см, расстояние между изоляторами l=100см, момент сопротивления шин W, см³, определим по формуле:
(11.4)
где h, b- соответственно меньший и больший размеры поперечного сечения шин, см³.

Расчётное напряжение в металле шин определим по формуле:
(11.5)


По [1] найдем _доп=91 МПа - для алюминиевых шин марки АДЭ1Т, тогда по условию (7.2):
МПа > 69,4 МПа

(11.6)



мм²> 135,4 мм²
Выбранные шины проходят по электродинамической и термической устойчивости.

Выбор электрических аппаратов основывается на условиях:

_номU_раб; (11.7)_номI_раб; (11.8)_днi_у; (11.9)

В_тВ_к , (11.10)
где U_ном, I_ном - соответственно, номинальные напряжение и ток аппарата;_раб, I_раб - напряжение и ток сети, в которой установлен аппарат;

В_т=I²_tn∙t_k - тепловой импульс аппарата, нормированный заводом изготовителем, А²с;

В_к=I²_∙t_ср - тепловой импульс расчётный, А²с.

Выбираем панели типа КСО-292 вводную по расчётному току завода, линейную - по наибольшему току присоединения.
Таблица 11.1 - Выбор вводной панели КСО-298

Условие выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
		ВВ/TEL-10-20/630	РВФЗ-10/630	РВФЗ-10/630
UномUраб	Uраб=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ
IномIраб	Iраб=273,6 А	Iном=630 А	Iном=630 А	Iном=630 А
IднIуд	Iуд=17,5 кА	Iдн=51 кА	Iдн=52 кА	Iдн=52 кА
IотклI"	I"=6,7 кА	Iоткл=20 кА	-	-
BтBk	Bk=6,7(0,6+0,01)= =151,8 кА2с	Bт=2023= =1200 кА2с	Bт=2021= =400 кА2с	Bт=2021= =400 кА2с

Таблица 11.2 - Выбираем линейную панель КСО-298.

Условие выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
		ВВ/TEL-10-20/630	РВФЗ-10/400	РВФЗ-10/400
UномUраб	Uраб=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ
IномIраб	Iраб=94 А	Iном=630 А	Iном=400 А	Iном=400 А
IднIуд	Iуд=17,5 кА	Iдн=51 кА	Iдн=41 кА	Iдн=41 кА
IотклI"	I"=6,7 кА	Iоткл=20 кА	-	-
BтBk	Bk=6,72(1.6+0.01)= =151,8 кА2с	Bт=2023= =1200 А2с	Bт=1624= =1024 кА2с	Bт=1624= =1024 кА2с

Таблица 11.3 - Выбор секционной панели КСО-298

Условие выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
		ВВ/TEL-10-20/630	РВФЗ-10/630	РВФЗ-10/630
UномUраб	Uраб=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ
IномIраб	Iраб=136,8 А	Iном=630 А	Iном=630 А	Iном=630 А
IднIуд	Iуд=17,5 кА	Iдн=51 кА	Iдн=52 кА	Iдн=52 кА
IотклI"	I"=6,7 кА	Iоткл=20 кА	-	-
BтBk	Bk=6,7(0,6+0,01)= =151,8 кА2с	Bт=2023= =1200 кА2с	Bт=2021= =400 кА2с	Bт=2021= =400 кА2с

Произведем выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Выбор трансформаторов тока производится по номинальному току и напряжению первичной цепи, классу точности, номинальному току вторичной цепи и номинальной мощности вторичной обмотки.
S₂=S_пр.б+I²₂∙(r_пр+ r_кон), (11.11)
где r_пр и r_кон - сопротивления проводов и контактов, Ом, r_кон=0,1 Ом;₂ - ток вторичной обмотки, А, I₂=5 А;_пр.б - мощность, потребляемая приборами, В∙А.
(11.12)
Условие электродинамической устойчивости:
. (11.13)
Условие термической устойчивости:
. (11.14)
Выбор трансформаторов напряжения производим по номинальным параметрам, классу точности и нагрузке:
S_номS₂= ; (11.15)
где Р_- суммарная активная мощность потребляемая катушками приборов;_ - суммарная реактивная мощность потребляемая катушками приборов.
Р_=S_прбcos_прб (11.16)_=P_прбtg_прб (11.17)
В таблице 11.4 приведем перечень приборов являющихся вторичной нагрузкой трансформаторов напряжение на ЦРП.
Таблица 11.4 Вторичная нагрузка трансформатора напряжения на РП.

Прибор	Тип прибора	Sобм, ВА	Число обмоток, шт.	cos	sin	Число приборов	Pпрб, Вт	Sпрб, вар
Вольтметр	Э-335	2	1	1	0	4	8	
Счётчик активной энергии	EMS-112 40.3 (А+,R+R-)	8	2	0,38	0,925	1	6,08	14,8
Счётчик реактивной энергии		12	2	0,38	0,925	2	18,24	44,4
Итого:							32,2	59,2

В таблице 11.4 приведем вторичные нагрузки трансформатора тока на стороне 0,4 кВ.
Таблица 11.4 - Вторичная нагрузка трансформатора тока ТП-0.4 кВ.

Прибор	Тип прибора	Нагрузка фаз, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-335	1.5	1.5	1.5
Счётчик активной энергии	EMS-112 40.3(А+,R+R-)	2.5		2.5
Итого:		4.0	1.5	4.0

Наиболее загруженные фазы А и С.

Устанавливаем на каждой секции РП трансформаторы напряжения НАМИ -10 с классом точности 0,5, S_ном=120 ВА, через предохранители ПКН-10.

Вторичную нагрузку трансформатора тока на РП приведем в таблице 11.5.
Таблица 11.5 - Вторичная нагрузка трансформатора тока на РП.

Прибор	Тип прибора	Нагрузка фаз, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-335		0.5	
Счётчик активной энергии Счётчик реактивной энергии	EMS-112 40.3(А+,R+R-)	2.5 2.5		2.5 2.5
Итого:		5.0	0.5	5.0

Наиболее нагруженными являются трансформаторы тока фаз А и С.

Выбираем трансформаторы тока типа ТПОЛ-10УТ2 S_н=10 ВА.

Тогда по формуле (11.11) :
.
Параметры трансформатора: I_н1=400 А; I_н2=5 А, i_дин=100 кА;

По условиям электродинамической и термической стойкости, выражения (11.13) и (11.14):



Выбранный трансформатор тока проходит по условиям электродинамической и термической стойкости.

Выберем автоматические выключатели, установленные за трансформаторами цеховых ТП.

Выбор для однотрансорфматорных ТП производим по условию:
, (11.17)
где I_нр - номинальный ток теплового расцепителя выключателя, А.

Выбор для двухтрансформаторных ТП производим по условию:
. (11.18)
Выберем выключатель для подстанции ТП2. По условию (7.17):
.
По [1] выбираем выключатель ВА 53-43 с I_нр=2500 А, I_н=2500 А. Выбор выключателей дляостальных подстанций аналогичен. Данные представим в таблице 11.6.
Таблица 11.6 - Выбор автоматических выключателей

№ ТП	Sт, кВА	Iтп , А	Тип выключателя	Iнр, А	Iн, А
ТП2	2х1000	2020,7	ВА53-43	2500	2500
ТП1, ТП3	1х1000	1443,4	ВА55-41	1600	1600
ТП4	2х630	1273,1	ВА55-41	1600	1280

Номинальные токи секционных выключателей выбираются на ступень ниже, чем номинальные токи вводных автоматов.

Произведем выбор трансформаторов тока типа ТНШЛ с номинальным током первичной обмотки, соответствующим расчётному току за трансформатором для каждой ТП.
Таблица 11.7 - Выбор трансформаторов тока ТНШЛ

№ ТП	Sт, кВА	Iтп , А	Тип трансформатора	Iнтт, А
ТП2	2х1000	2020,7	ТНШЛ-2500/5	2500
ТП1, ТП3	1х1000	1443,4	ТНШЛ-1500/5	1500
ТП4	2х630	1273,1	ТНШЛ-1500/5	1500

Выберем автоматические выключатели для защиты конденсаторных установок. Конденсаторные установки должны иметь защиту от токов КЗ, действующую на отключение без выдержки времени. Номинальный ток БНК определяется по формуле:
(11.19)
Выбор осуществляется с учётом следующего условия:
(11.20)
Для БНК типа АКУ-0,4-425-25У3получаем по (7.19) и (7.20):
,

.
Выбираем автомат ВА51-39 с Iна=630 А ,Iнр=500 А. Аналогично для остальных БНК. Результаты расчета сводим в таблицу 11.8
Таблица 11.8 Автоматические выключатели для БНК

ТП	Кол-во	Тип БНК	QНОМ, квар	IНК, А	IУ, А	Автомат
ТП1, ТП3	1	АКУ 0,4-250-25УЗ	250	360,8	469,1	ВА51-39 с Iна=630 А, Iнр=500 А
ТП2	4	АКУ 0,4-175-25УЗ	175	252,6	328,4	ВА51-39 с Iна=630 А, Iнр=400 А
ТП4	4	АКУ 0,4-200-20УЗ	200	288,7	375,3	ВА51-39 с Iна=630 А, Iнр=400 А

13. Релейная защита и автоматика
13.1 Выбор устройств релейной защиты и автоматики элементов электроснабжения завода
Согласно требованиям ПУЭ и ПТЭ проектируются к установке следующие виды РЗиА для элементов электроснабжения завода:

а) на кабельных линиях питающих РП предприятия от ГПП 110/10 кВ установим максимальную токовую защиту (МТЗ), токовую отсечку (ТО) без выдержки времени, автоматическое повторное включение (АПВ);

б) на секционном выключателе (выключатель марки ВВ/TEL/10/20/630) РП предприятия установим МТЗ и автоматический ввод резерва (АВР);

в) для защиты отходящих от РП к ТП магистралей примем к установке МТЗ, ТО без выдержки времени, защиту от замыканий на землю, токовую защиту нулевой последовательности от однофазных КЗ на землю в сети 0,4кВ;

г) Для защиты блока «линия - трансформатор» примем к установке МТЗ, ТО без выдержки времени, защиту от замыканий на землю, токовую защиту нулевой последовательности от однофазных КЗ на землю в сети 0,4кВ;

д) защита секций и АВР на стороне 0,4кВ ТП осуществляется автоматическими выключателями (выбор автоматических выключателей был произведён в одиннадцатом разделе дипломного проекта);

е) защита элементов в сети 0,4кВ. Основной защитой в таких сетях является токовая защита. Защита осуществляется плавкими предохранителями и автоматическими выключателями, выбор которых был произведен в третьем разделе дипломного проекта.

13.2 Определение параметров срабатывания устройств РЗиА элементов электроснабжения завода
Так как объем дипломного проекта не предусматривает выбор параметров срабатывания релейной защиты и автоматики для всех элементов схемы, то в качестве примера, выберем параметры защиты секционного выключателя на РП блока вспомогательных цехов.

Схема работает на постоянном (выпрямленном) оперативном токе. Источником оперативного переменного тока 220 В для питания цепей сигнализации, автоматики служат трансформаторы собственных нужд. Источником постоянного оперативного тока служит блок питания ВВ/TEL-20/630У3. В схеме ввода имеются специальные обмотки трансформаторов тока для подключения блоков питания.

Расчет МТЗ ведется в следующей последовательности.

Ток срабатывания защиты:
(13.1)
где - коэффициент отстройки реле;

- коэффициент возврата реле;

- коэффициент самозапуска электродвигателей.

Ток срабатывания реле МТЗ, А
(13.2)
где к_СХ - коэффициент схемы;

n_Т - коэффициент трансформации трансформаторов тока.

Ток срабатывания защиты можно принять:
(13.3)
где I_Н - номинальный рабочий ток.

Номинальный рабочий ток определяется:
, (13.4)
где S_Н - номинальная мощность, принимаем равной мощности подключенных к секции трансформаторов, кВ^.А;

U_Н -номинальное напряжение, кВ;

Определяется коэффициент чувствительности защиты при двухфазном коротком замыкании в минимальном режиме работы:
(13.5)
где I_PMIN - минимальный ток в реле при двухфазном КЗ, А, определяемый как:
(13.6)
где - трехфазный ток короткого замыкания.

По (13.3) номинальный ток равен:

Ток срабатывания защиты определяем по (13.3):

Ток срабатывания реле МТЗ по (13.2):

Минимальный ток в реле при двухфазном КЗ по (13.6):

Определяется коэффициент чувствительности защиты по (13.5):

Условие выполняется, МТЗ будет успешно срабатывать.

Для обеспечения селективной работы МТЗ принимаем выдержку времени защиты отходящих линий равной t_{сз л} = 0,6 с. Выдержка времени МТЗ на секционном выключателе должна быть на ступень больше выдержки времени защиты отходящих линий.
t_сз = t_{сз л} + t = 0,6 + 1,0 =1,6 с
Время действия АВР выбирается по условиям:

) по условию отстройки от времени срабатывания защит, в зоне действия которых КЗ могут вызвать снижение напряжения:
(13.6)
где t₁ - наибольшее время срабатывания защит присоединений, отходящих от шин;

t - ступень селективности, t = 0,6с для реле типа ЭВ.

) по условию согласования с другими видами устройств противоаварийной автоматики.

Принимаем время срабатывания АВР по (13.6) равным:

На листе 6 графической части показана принципиальная схема релейной защиты секционного выключателя на РП 10 кВ. Коротко опишем работу схемы защиты.

Релейная защита и автоматика секционного выключателя осуществляется блоком А (блок релейной защиты IPR-A), который осуществляет функцию «токовой отсечки», действующей некоторое время после включения секционного выключателя Q3 и «МТЗ» с выдержкой времени. Блок А также производит АВР выключателя и контролирует положение разъединителей QS1,QS2 и выключателя Q3.

В схеме имеется возможность ручного управления выключателем Q3 с помощью переключателя SA1 и кнопок SB1,SB2.

Контроль неисправностей питания осуществляется с помощь сигнальной лампы SB3. При отключенном выключателе и отсутствии неисправностей во вторичных цепях горят сигнальные лампы HL2 и HL4.

Для контроля температуры служит термостат SK1.

Коротко опишем работу схемы защиты.

При отключении одного из рабочих вводов (выключатель Q1 или Q2) срабатывает промежуточное реле KL2 и KL4. Реле KL4 своим контактом KL4 включает блок релейной защиты А. Реле KL2 подает сигнал на блок управления выключателем AF3 и выключатель включается. При включении Q3 гаснет сигнальная лампа HL2 и загорается HL1. Если включение выключателя произошло на короткое замыкание, то блок А функцией «токовой отсечки» отключит выключатель без выдержки времени и запретит его повторное включение. Если КЗ произошло через некоторое время после включения выключателя, то блок А функцией «МТЗ» отключит выключатель через промежуточное реле KL2 с выдержкой времени.