Энергоснабжение. 1ZEO-18_Poyasnitelnaya_zapiska_ot_Krinitsyna_S_L_zamechyaya_копи. Курсовой проект электроснабжение производственного здания машиностроительного завода

• Название: Курсовой проект электроснабжение производственного здания машиностроительного завода
• Анкор: Энергоснабжение
• Дата: 20.10.2021
• Размер: 195.43 Kb.
• Имя файла: 1ZEO-18_Poyasnitelnaya_zapiska_ot_Krinitsyna_S_L_zamechyaya_копи.docx
• Тип: Курсовой проект; #252160
• страница: 4 из 5

2.7 Выбор электрических аппаратов на напряжение ниже 1кВ

Выбор автоматических выключателей на стороне низкого напряжения (0,4кВ) производится по следующим правилам:

по напряжению установки

U_уст ном (37)

где U_уст - напряжение установки, В;

U_ном - номинальное напряжение выключателя, В.

по длительному току.

I_раб ном (38)

где I_раб - рабочий ток линии, А;

I_ном - номинальный ток выключателя, А.

по отключающей способности.

I_КЗ ⁽³⁾ >I_{откл. ном.} (39)

где I_КЗ ⁽³⁾ - расчётный ток короткого замыкания, А;

I_{откл. ном.} - номинальный ток отключения выключателя.

Условиям (37), (38), (39) соответствует автоматический выключатель ВА55-43-1600. Характеристики приведены в таблице 10.

Таблица 10 – Основные технические данные автоматического выключателя ВА55-43-1600

Техническая характеристика	Значение
Количество полюсов	3
Номинальный ток, А	1600
Частота тока, Гц	50/60
Номинальное рабочее напряжение переменного тока, В	690
Предельная коммутационная способность переменного тока, кА	33,5
Вид расцепителя	электронный
Номинальная рабочая наибольшая отключающая способность, %	100
Уставка по току срабатывания расцепителя в зоне короткого замыкания в кратности к рабочему току	3
Уставка по времени срабатывания расцепителя в зоне короткого замыкания, с	0,3

Условия выбора и характеристики автоматического выключателя представлены в таблице 11.
Таблица 11 - Условия выбора и характеристики автоматического выключателя

Расчётные данные	Технические данные автоматического выключателя	Условия выбора
Автоматический выключатель ВА55-43-1600
Uуст = 0,4 кВ	Uном = 0,69 кВ	Uуст  Uном
Iраб = 1,443 А	Iном = 1,600 кА	Iраб  Iном
IКЗ (3) =4,412 А	Iоткл. ном. = 20 кА	IКЗ (3)  Iоткл. ном.
BК = 155,257 кА2×с	Iтерм2tтерм = 202×4 = 1600 кА2×с	BК  Iтерм2 ×tтерм

2.8 Выбор и расчет релейной защиты

Для защиты трансформатора типа ТМГ-1000/10/0,4 применим устройство релейной защиты и автоматики современного микропроцессорного многофункционального устройства типа SEPAM 1000+ серии S40 (компании Schneider Electric). Данное устройство обеспечивает следующие виды защит:

1. 
   токовая отсечка (ТО)– реализована с помощью первой ступени МТЗ терминала SEPAM S40 (ТО реализована согласно ПУЭ 7-ое издание, раздел 3.2.54 пункт 2);
   
2. 
   максимально токовая защита (МТЗ) – реализована с помощью второй ступени МТЗ терминала SEPAM S40 (МТЗ реализована согласно ПУЭ 7-ое издание, раздел 3.2.60);
   
3. 
   защита от перегрузки (ЗП) – реализована с помощью одной из ступеней МТЗ терминала SEPAM S40 (ЗП реализована согласно ПУЭ 7-ое издание, раздел 3.2.69);
   
4. 
   защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) (ОЗЗ реализована согласно ПУЭ 7-ое издание, раздел 3.2.51)
   

Значения токовой отсечки, максимальной токовой защиты, защиты от перегрузки трансформатора производятся в именованных единицах.

Чтобы токовая отсечка срабатывала селективно, нужно отстраивать ее от токов КЗ за трансформатором, то есть на стороне 0,4 кВ. Также нужно обеспечить, чтобы токовая отсечка не срабатывала во время бросков токов намагничивания, которые возникают при включении под напряжение ненагруженного трансформатора, которые могут превышать в 3-5 раз номинальный ток силового трансформатора. Однако если мы отстраиваемся от токов КЗ на стороне 0,4 кВ, то, как правило, обеспечивается несрабатывание ТО при бросках токов намагничивания.

Уставка срабатывания ТО, выбирается больше от тока трехфазного КЗ на стороне 0,4 кВ.

Зона действия токовой отсечки охватывает: питающий кабель 10 кВ от ячейки 10кВ до силового трансформатора и часть обмоток трансформатора.

Для расчета тока трехфазного КЗ на стороне 0,4 кВ рассчитываются сопротивления всех элементов защищаемой линии.

Сопротивление системы определяется по формуле:

(40)

где –сопротивление энергосистемы,

– напряжение энергосистемы,

– ток трехфазного к.з. энергосистемы (по проекту).

Расчет сопротивления системы по формуле (40):



Сопротивление трансформатора, приведенное к ВН, определяется по формуле:

(41)

где – напряжение короткого замыкания трансформатора,

– напряжение на высокой стороне (10,5кВ) трансформатора,

– номинальная мощность трансформатора.

Расчет сопротивления трансформатора по формуле (41):


Сопротивление кабельных линий определяется по формуле:

(42)

где –сопротивление линии,

– удельное сопротивление линии,

– длина линии.


Расчет сопротивления кабельных линий высокого (10,5кВ) и низкого (0,4кВ) напряжения по формуле (42):


Суммарное сопротивление определяется по формуле:

(43)

где – суммарное сопротивлени,

– сопротивление трансформатора, приведенное к ВН,

–сопротивление энергосистемы,

–сопротивление линии ВН,

–сопротивление линии НН.
Расчет суммарного сопротивления по формуле (43):

Ток трехфазного КЗ, когда возникает повреждение за трансформатором, приведенный к ВН определяется по формуле:

(44)

где - ток трехфазного КЗ за трансформатором, приведенный к ВН,

- суммарное сопротивление,

– напряжение на высокой стороне.
Расчет тока трехфазного КЗ по формуле (44):

Первичный ток срабатывания защиты ТО определяется по формуле:

(45)

где – первичный ток срабатывания защиты,

– коэффициент отстройки, для SEPAM равен 1,1–1,15 (согласно рекомендаций Schneider Electric),

– ток трехфазного КЗ за трансформатором, приведенный к ВН.
Расчет первичного тока срабатывания защиты ТО по формуле (45):

Бросок тока намагничивания трансформатора определяется по формуле:

(46)

где Kбр = 3-5 коэффициент броска тока намагничивания, принимается Kбр=5

(согласно рекомендаций Schneider Electric)
Расчет броска тока намагничивания трансформатора по формуле (33):

За расчетный ток принимается наибольший ток срабатывания защиты, следовательно:


Вторичный ток срабатывания реле ТО определяется по формуле:

(47)

где – вторичный ток срабатывания реле,

Ксх – коэффициент схемы,

– наибольший ток срабатывания защиты,

– коэффициент трансформации трансформатора тока.

Расчет вторичного тока срабатывания реле ТО по формуле (47):



Коэффициент чувствительности защиты для случая двухфазного КЗ, для схемы трех релейного исполнения определяется по формуле:

(48)

где – коэффициент чувствительности защиты,

– вторичный ток срабатывания реле,

– ток трехфазного к.з. энергосистемы (по проекту),

– коэффициент трансформации трансформатора тока.

Расчет коэффициента чувствительности защиты для случая двухфазного КЗ, для схемы трех релейного исполнения по формуле (48):


Коэффициент чувствительности токовой отсечки подчиняется правилу (ПУЭ раздел 3.2.21 пункт 8):

(49)
Согласно правила (49):


Следовательно, коэффициент чувствительности токовой отсечки соответствует требованиям ПУЭ.

Максимальная токовая защита отстраивается от максимального возможного рабочего тока, с учетом того что возможен самозапуск электродвигателей 0,4 кВ.

Максимальный рабочий ток определяется по формуле:

(50)

где – максимальный рабочий ток,

Кз – коэффициент загрузки трансформатора,

– напряжение на высокой стороне,

– номинальная мощность трансформатора.

Расчет максимального рабочего тока по формуле (50):



Первичный ток срабатывания МТЗ определяется по формуле:

(51)

где – первичный ток срабатывания МТЗ, рабочий ток,

- максимальный рабочий ток,

Ксзп – коэффициент самозапуска электродвигателей обобщенной нагрузки, применяется 1,2÷1,3,

Кв – коэффициент возврата, для терминалов SEPAM принимается 0,935,

Кн – коэффициент надежности, для терминалов SEPAM принимается 1,1.

Расчет первичного тока срабатывания МТЗ по формуле (51):



Вторичный ток срабатывания реле МТЗ определяется по формуле:

(52)

где – вторичный ток срабатывания реле МТЗ,

– первичный ток срабатывания МТЗ,

Ксх – коэффициент схемы,

– коэффициент трансформации трансформатора тока.

Расчет вторичного тока срабатывания реле МТЗ по формуле (52):



Коэффициент чувствительности защиты для случая двухфазного КЗ определяется по формуле:

(53)

где – коэффициент чувствительности МТЗ,

– вторичный ток срабатывания реле,

– ток трехфазного КЗ за трансформатором, приведенный к ВН,

– коэффициент трансформации трансформатора тока.

Расчет коэффициента чувствительности защиты для случая двухфазного КЗ по формуле (53):


Коэффициент чувствительности МТЗ подчиняется правилу (ПУЭ раздел 3.2.21 пункт 8):
>1,5 (54)
Согласно правила (54):

Следовательно, коэффициент чувствительности МТЗ соответствует требованиям ПУЭ.

Время срабатывания МТЗ определяется по формуле:

tср = tсз.+ ∆t

(55)

где t_ср – время срабатывания МТЗ,

t_сз – время срабатывания вводного автомата линии 0,4кВ,

– временная ступень селективности.

Для селективной работы МТЗ необходимо отстраиваться от времени срабатывания предыдущих защит, в данном случае это вводной автомат на стороне 0,4 кВ ВА-55-43-1600, где время его срабатывания, согласно таблице 11, tсз= 0,3 сек.

По рекомендациям на терминалы SEPAM, применяется временная ступень селективности ∆t=0,3 сек.

Расчет времени срабатывания МТЗ по формуле (55):

t_ср = 0,3+0,3 = 0,6 с

Первичный ток срабатывания защиты от перегрузки определяется по формуле:

(56)

где – первичный ток срабатывания защиты от перегрузки,

– номинальный ток на первичной обмотке трансформатора,

Котс – коэффициент отстройки,

Кв – коэффициент возврата,

– коэффициент трансформации трансформатора тока.

Расчет первичного тока срабатывания защиты от перегрузки по формуле (56):



Вторичный ток срабатывания реле защиты от перегрузки определяется по формуле:

(57)

где – вторичный ток срабатывания реле защиты от перегрузки,

– первичный ток срабатывания защиты от перегрузки,

Ксх – коэффициент схемы,

– коэффициент трансформации трансформатора тока.

Расчет вторичного тока срабатывания реле защиты от перегрузки по формуле (57):


В связи с тем, что данная подстанция без постоянного дежурного персонала, защита от перегрузки выполняется на отключение.
Расчетные данные РЗА приведены в таблице 12.
Таблица 12 – Расчетные данные РЗА

Вид защиты	Уставка по току		Время срабатывания
	Iсз, А	Iср, А		t, с
Токовая отсечка	1050,735	52,538		-
МТЗ	40,107	2,005		0,6
Защита от перегрузки	67,630	3,381		-

По результатам расчетов уставок трансформатора ТМГ-1000/10/0,4, микропроцессорное многофункциональное устройство релейной защиты SEPAM S40 соответствует заявленным требованиям.