КП 1. Характеристика цеха, анализ нагрузок Выбор рода тока и напряжения
 Скачать 328.32 Kb.
|
|
9. ВЫБОР СХЕМЫ КОМПОНОВКИ ЦТП В системах электроснабжения предприятий применяются комплектные трансформаторные подстанции внутренней установки КТПВ. В состав подстанции входят: – Устройство со стороны высшего напряжения УВН 5 , состоящее из шкафа глухоговвода (типа ВВ-1У3 – короб для кабельного ввода), или шкафа с выключателем нагрузки ВНВ с предохранителями (типа ШВВ-2Р У3), или шкафа с вакуумным выключателем ВВ /TEL (типа ШВВ-2В). Силовой трансформатор типа ТМЗ, – Распределительное устройство со стороны низшего напряжения РУНН, состоящее из шкафов ввода низшего напряжения (ШНВ), шкафов отходящих линий (ШНЛ) и секционного шкафа (ШНС) – для 2 КТПВ. В РУНН устанавливаются выключа-тели отходящих линий стационарного или выдвижного исполне-ния (ВА, «Электрон», Compact NS, Masterpact NT и NW фирмы «Schneider Electric» и Sace Emax, Tmax и X1 фирмы «ABB», автоматические выключатели компании MOELLER и др.). Выбираем место расположения подстанции , соблюдая требования: Минимум занимаемой полезной площади цеха. Отсутствие помех производственному процессу Удовлетворение требований пожарной безопасности Удовлетворение требований архитектурного оформлления здания По способу компоновки подстанции выбираю внутрицехового исполнения . Подстанция расположенная открыто или в отдельном закрытом помещении в цехе. КТП внетренней установки напряжением 6-10/0,4-0,66 кВ устанавливают в цехах и других помещениях в непосредственной близости от потребителей . КТП Однотрансформаторная 250 Кв*А. Питание осуществляется по магистральной или радиальной схеме. Состоит из основных элиментов: вводное устройство(6-10 Кв), силовой трансформатор и распределителное устройсто (0,4Кв). Состовные части КТП соединяются между собой шинопроводами. Выключатель предназначен для отключение трансформатора со стороны высщего напряжения при холосом ходе или при номинальной нагрузке. При радиальной схеме питания трансформатора применяется непосредственное (глухое) присоединение питающего кабеля к трансформатору . Для этого преднозначено вводное устройство , которое предстовляет собой металический шкаф , укрепленный на балке силового трансформатора . Распределительное устройство низшего напряжения состоит из набора металических шкафов с вмонтированной аппаратурой, ошинковкой и проводами. Защитно коммутационная аппаратура КТП являются автоматические выключатели серии А-3710 . Схема распределения энергии, строится такимобразом что все ее элменты постоянно находятся под нагрузкой и при аварии с одним элиментом оставшимся в работе могут принять на себя ее нагрузку . В состав КТП входит шкаф ввода СРШ-100-50 УЗ, с автоматические выключатели серии ВА55-35 , предохранителями ПН2-200, электроприемники (по условию) 10. ВЫБОР ЛИНИИ ПИТАЮЩЕЙ ЦТП Цеховые трансформаторные подстанции 10-6/0,4 кВ получают питание по кабельным линиям. Они имеют определенные приемущества перед воздушными линиями : закрытая прокладка, обеспечивающая защиту от атмосферных воздействий , большая надежность и безопасность в эксплуатации. Кабели прокладыывают в земляных траншеях , кабельных каналах, блоках туннелях, по стенам зданий. Наиболее простой и дешевый способ прокладки в земляных траншеях . Проектируемый цех отнесен ко 2 категории на цехово подстанции выбран один трансформатор , то согласно ПУЭ допускается по одной кабельной линии , но расщеплен не менее чем на два кабеля . Для питания ГПП выбираем две ЛЭП на железнобетонных опорах, выполненную кабелями АВВГ . Экономическая плотность тока . Sэ=  (10.1)Определяем расчетный ток в линии . Iр=Iн.тр.=Sном.тр /  * U ном. (10.2) Iр=Iн.тр.=250/1,73*10=250/17,3=14,45 Jэ = 1,7 А/  (10.3) Тм= 3100 часов. – по условию Определяем экономически целесообразное сечение . Sэ= = = 4,25 мм2Выбранное сечение кабелей проверяются по условию нагрева В нормальном режиме работы ( в работе оба кабеля , трансформатор нагружен не более Sн.тр) 2*Iдд * Кп2 ≥ Iн. Тр. (10.4) 2-колличество кабельных линий Iдд- Длительно допустимый ток одиночного кабеля принятого сечения . Кп2- поправочный коэффициент на число работающих кабелей , лежащих рядом в земле в трубах и без труб. [1. -1.3.26] В соответствии с расчетом выбираем кабельную линию, состоящую из двух кабелей сечением 10 мм 2 (близжайшее сечение к Sэ=4,25 мм2). Iдд = 30 Кп2 = 0,9 ( при прокладке двух кабелей в траншее с расстоянием в свету 100 мм) АВВГ –2(3×10)-10 . В послеаварийном режиме работы ( в работе находится один из двух кабелей трансформатр работает с перегрузкой на 30 %) Проверку по условию нагрева производим для двух режимов работы Нормального по условию 2* Iдд * k п2 ≥ Iн.тр 2*30*0,9 = 54  14,45 А Послеаварийного – по условию . Iдд * k ≥ I max (10.5) 30*1 0,49k- коэффициент, учитывающий возможность перегрузки кабеля . Imax = 1.3* Sн.тр / *U ном (10.6)Imax = 1.3* Sн.тр / *U ном = 1,3*250/1,73*380=325/657,4=0,4911. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ Для снижения ущерба обусловленного выходом из строя элетрооборудования при протекании токов короткого замыкания , а так же для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определить токи короткого замыкания и по ним выбрать электрооборудование , защитную аппаратуру и средсва ограничения токов КЗ. Расчет токов КЗ в установках напряжением до 1 кВ имеет ряд осовенностей . Сети промышленных предприятий напряжением до 1 кВ характеризуется большое протяженностью и наличием большого коллическтва коммутационно-защитной аппаратуры . При напряжении до 1 кВ даже небольшое сопротивление оказывает существенное влияние на ток КЗ. В расчетах учитывают все все сопротивления короткозамкнутой цепи, как индуктивные так и активные. Учитывают активное сопротивление переходных контактов В этой цепи. Для распределительных щитов на подстанциях переходное сопротивление контактов принимается равным 15 мОм. Для установок напряжением до 1 Кв при расчетах токов КЗ считают , что мощность питающей системы не ограниченно и напрядение на стороне вызшего напрядения цехового трансформатора является неизменным. Это условие ввыполняется если мощност цехового трансформатора примерно в 50 раз меньше мощности системы . 1. Составляем расчетную схему .  Рис. 1 – Расчетная схема 2. Шкала средних напряжений : 230,400,690 и т д 3.Расчет ведется в именованных еденицах с учетом активных и индуктивных сопротивлений . 1 мОм = 10 -3 4. Напряжение на стороне высокого напряжения ЦТП считается не измененным во время переходного процесса короткого замыкания , что позволяет обьеденить в эквивалентном источнике, все источники питания высокого напряжения. 5. Результирующее сопротивление сети высокого напряжения водим в схемы замещения предворительно пересчитав в Ом и и преведя к стороне низкого напряжения . R ВH = X рез.ВH*Uб2/Sб ;Ом. (11.1) R ВH * r рез.BH* Uб2/Sб ;Ом (11.2) X BH = X BH* 103 (U HH/UBH)2 ; мОм (11.3) R BH = R BH*103 (UHH/UBH)2; мОм. (11.4) 6  . Составляем схему замещения, в которой магнитные связи замещают электрические, т.е. индуктивными сопротивление а для трансформаторов и кабельных линий учитываем еще и активное сопротивление. Рис. 2 – Схема замещения Справочные данные Шеховцов .
X т, Rт – справочные данные [Шеховцов.] (11.5) X SF1 , R SF1- сопротивление автоматов справочные данные [Шеховцов.] (11.6) Rп X п- сопротивление контактов ( переходное активное значение контактов учитывается в виде сумарого активноего и сопротивления контактов величина которых зависит от удаленности точки КЗ. [Шеховцов.] (11.7) X SF2 , R SF2- сопротивление автоматов справочные данные [Шеховцов.] (11.8) Xш , R ш- сопротивление шин трансформатора ,справочные данные [Шеховцов.] (11.9) X к1 , R к1 - кабельная линия справочные данные [Шеховцов.] (11.10) X к2 , R к2 - кабельная линия справочные данные [Шеховцов.] (11.11) X SF3 , R SF3- сопротивление автоматов справочные данные [Шеховцов.] (11.12) 5. Результирующее сопротивление сети высокого напряжения водим в схемы замещения предворительно пересчитав в Ом и и преведя к стороне низкого напряжения . Х ВH = X рез.ВH*Uб2/Sб = 28,45 * 10 / 3802 / 250 = 248,5*144,400/250 = 248,5*577,6 = 143533,6 Ом. R ВH = r рез.BH* Uб2/Sб = 13,7*10*(3802/250)2=137*90,25=56522,28 ; Ом X BH = X BH* 103 (U HH/UBH)2 = 22427,12 *1000* ( 0,4/10 )2 = 22427,12 * 1000 * 0,0016 = 22427120 * 0,0016 =35883,392 ; мОм R BH = R BH*103 (UHH/UBH)2 = 12364,25 *1000 (0,4/10)2 = 12364250*0,0016=19782,8 ; мОм. UBH =10 кВ UHH = 0.4кВ R ш = r0*l=0.015*4=0.06 Ом (Для КТП) (11.13) Xш= x0 * l=0.17*4 =0.68 Ом (11.14) R ш = r0*l= 0,15*65=9,75 Ом Xш= x0 * l=0,17*65 =11,05 Ом. L-Длина кабельного шинопровода . 8. Преобразуем схему .  Рис. 3 – Упрощенная схема замещения X рез = X т+ X SF1 + Xп + X SF2 + X к1 + X к2 + X SF3 + Xш (11.15) X рез = X т+ X SF1 + Xп + X SF2 + X к1 + X к2 + X SF3 + Xш = 0,0055 + 0,8 + 0,15+0,7 +15+ 0,78 + 0,0097+0,0894 + 1,25 + 9,75 = 22,51 м Ом Rрез = R т+ RSF1 + Rп + R SF2 + R к1 + Rк2 + R SF3 + Rш (11.16) Rрез = R т+ RSF1 + Rп + R SF2 + R к1 + Rк2 + R SF3 + Rш = 0,0065+0,8+0,17+ 0,7 + 0,68 + 0,011+ 0,088+ 0,091+ 11,05 = 13,6 мОм Определяем I по. I по.=  (11.17)I по.= = =380/45,49= 3,35Iуд=  I по * ку (11.18)Iуд= I по * ку=1,4 * 8,35 * 1,2= 14,03 А Ку- зависит от величины Та и определяется по графику Та =Х рез / 314 * R рез =22,51/314*13,6= 22,51/4270,4 =0,0053 12. ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ НА ЦТП И ПРОВЕРКА ЕГО НА ДЕЙСТВИЕ ТОКОВ КЗ Токи короткого замыкания имеют большие значения, и при прохождении через токоведущие части вызывают их значительный нагрев. Чрезмерное повышение температуры может привести к выжиганию изоляции, разрушению контактов и даже их расплавлению, несмотря на кратковременность процесса короткого замыкания (КЗ). Проверка аппаратов на термическую стойкость производится по току термической стойкости Iт и времени термической стойкости tт. Аппарат термически стоек, если тепловой импульс  .Производим выбор аппаратов, установленных в шкафу ввода BH ЦТП. 12.1. Проверка кабеля 10 кВ, питающего ЦТП на термическую стойкость S ст≥ Smin (12.1) S с – выбранное стандартное сечение кабеля Smin - минимальное сечение кабеля, обеспечивающего термическую стойкость при рассчитанном токе КЗ Smin =  (12.2)С – термический коэффициент . Для кабелей С=85 Вк- импульс квадратного тока кз Вк =  отк  (12.3)Smin = =  = 0, 012 Вк = отк = 3,35 ∙ (0,3+0,05) = 1,17 кА=1170 А12.2 Выбор аппаратов BH ЦТП В шкафах ввода BH ЦТП устанавливают выключатели нагрузки с предохранителем BH для защиты трансформатора ЦТП от кз или без него. В шкафу ввода U = 10кВ ШВВ-2 предусматривается выключателя нагрузки ВНРПуп-10/400  =  = 378,78 А = 1.4 ∙ 378,78 = 530,3 АДля подстанций потребителей II категории Iр = k ∙ Iнорм = 1,4 ∙ 378,78 = 530,3 А Выбираю предохранитель типа ПКТ- ВНРПуп-10/400 K -1.4 для трансформаторов не комплектных подстанций Выбор аппаратов произвожу в табличной форме по условиям в таблицах 12.1 и 12.2 Ошиновка на напряжении U≥1 кВ выбирается по условию монтажа алюминиевых шин А-40 × 5 ,Iдд=540 А
Для высоковольтного предохранителя Для защиты трансформатора напряжения от короткого замыкания выбираем предохранитель типа ПКТ-10У1 с U=12кВ ≥ Uн = 10 кВ. Так как трансформатор напряжения защищен предохранителем, то, согласно ПУЭ [3, пункт 1.4.3] его не проверяем на термическую и динамическую стойкость к токам короткого замыкания.
Каталожные данные выключателей нагрузки и плавких предохранителей определяю по[6], таблица 5,3-5,4 12.3 Проверка автомата ввода НH по отключающей способности. i пр.сх ≥ i у 40 ≥ 25 i пр.сх – предельный сквозной ток, указанный заводом изготовителем i у – ударный ток кз в ткз Условия выполняются, принимаем к установке оборудование Список использованной литературы : « Правило устройства электроустановок Москва Энергоатомиздат 1985г .» Методические указания и варианты по выполнению курсового проекта для студентов дневной и заочной формы обуения специальности «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий» Радченко В.Н., Мирош В.Ф. Методические указания и варианты по выполнению курсового проекта для студентов дневной и заочной формы обуения. Манакина Т.Н., Кузина О.Р. Иванова Л.А. Неклепаев. Б.Н., Крючков И.П. «Электрическая часть электростанций и подстанций » Москва Энергоатомиздат 1989 г. А.А. Федоров, Л.Е. Старкова «Учебное пособие для курсового и дипломного проектирывания ».Москва Энергоатомиздат 1975 г. Либкин Б.Ю. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок москва «Вызшая школа», 1975 г. Рожкова Л.Д. Козулин В.С. «Электрооборудование станций и подстанций». Москва Энергоатомиздат 1987 г. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1,17