Реконструкция системы электроснабжения вспомогательных цехов АО «Аг-ромашхолдинг. электроснабжение. Реконструкция системы электроснабжения вспомогательных цехов ао агромашхолдинг
 Скачать 1 Mb.
|
 , (2.53)где ΣP и ΣQ - активная и реактивная нагрузки, зависящие от схемы соединения вторичных обмоток ИТН и схемы включения приборов. В случае использования ИТН для контроля изоляции в сетях с малыми токами замыкания на землю следует применять трехфазный пяти-стержневой трансформатор напряжения. По результатам расчетов был выбран трехфазный масляный трансформатор напряжения для измерения и контроля изоляции типа НТМИ – 10 – 66У3 с Sн=120 ВА на номинальное напряжение 10 кВ, напряжением вторичной обмотки 100 В и классом точности 0,5. 2.5.3 Выбор трансформатора тока Измерительные трансформаторы тока (ИТТ) выбираются по напряжению, по номинальному току первичной цепи, классу точности, соответствующему приборам, подключенным во вторичную цепь ИТТ, номинальной мощности вторичной цепи. Проверяются на динамическую и термическую стойкость при протекании сквозных токов короткого замыкания. При выборе трансформаторов тока по номинальным напряжению и току первичной цепи должны быть выполнены следующие условия: Uном.т.т ≥ Uн.уст, (2.54) Iном.т ≥ Iр.макс , (2.55) где Uном.т.т – номинальное напряжение трансформатора тока, кВ; Iном.т.т – номинальный ток трансформатора тока, А. Следует отметить, что слишком большое превышение Iном.т.т в сравнении с Iр.макс увеличивает погрешность трансформатора тока, поэтому в некоторых случаях предпочтительнее выбрать трансформатор тока с Iном.тт несколько меньшим Iр.макс. Однако при этом следует иметь в виду, что трансформаторы тока допускают длительную перегрузку не более чем 1,1∙Iном.т.т. Проверка на термическую стойкость проводится по выражению:  , (2.56)где Iн.т.т. - номинальный первичный ток трансформатора тока, А; tт.с. - время термической стойкости, с; kт.с. - кратность односекундного тока термической стойкости [2] Проверка на динамическую стойкость:  , (2.57)где kдин - коэффициент кратности динамической стойкости.  , (2.58)Произведем выбор трансформатора тока для участка РУ-ТП1. По выражению (2.54) выбираем трансформатор тока по напряжению: 10 = 10 кВ. По выражению (2.55) выбираем трансформатор тока по номинальному току: 200 > 155,8 А. По выражению (2.56) проверяю трансформатор тока на термическую стойкость:   По выражению (2.57) проверяем трансформатор тока на динамическую устойчивость: 200∙  ∙0,09=25,45 > 16,51.По результатам расчетов были выбраны следующие трансформаторы тока: На шинах отходящих линий установлены трансформаторы тока проходные с литой изоляцией марки ТПЛ – 10 на номинальное напряжение 10 кВ. Технические данные трансформаторов тока приведем в таблице 2.9. Таблица 2.9 - Технические данные трансформаторов тока
2.5.4 Выбор вводных автоматических выключателей на ТП со стороны 0,38 кВ Проверка автоматического выключателя производится по условию срабатывания электромагнитным расцепителем максимального тока короткого замыкания: Проверяем выбранный автомат по условию:  , (2.59)где Iпр.отк - предельный отключаемый автоматом ток, кА; Iу(3) – действующее значение полного тока трехфазного короткого замыкания за первый период, кА. Приведем пример выбора вводного автомата на низшей стороне ТП1. по напряжению: 0,38=0,38 кВ по току: 2500>2049 А по току расцепителя: 2500>1,1∙2049=2253 А проверяем на отключающую способность: 65>9,56 кА Результаты расчетов выбора автоматических выключателей сведены в таблицу 2.10. Таблица 2.10-Технические данные автоматических выключателей
2.6 Защита сетей от аварийных режимов В сетях промышленных предприятий для защиты линий, трансформаторов, двигателей преобразовательных агрегатов применяют релейную защиту, которая является основным видом электрической автоматики. Релейной защитой называют специальные защитные устройства, выполняемые при помощи реле и других аппаратов и предназначенные для отключения выключателем в установках выше 1 кВ или автоматическим выключателем в установках напряжением до 1 кВ поврежденного элемента системы электроснабжения. К релейной защите предъявляют следующие основные требования: избирательность (селективность) действия, т.е. способность защиты отключать только поврежденный участок электрической цепи; быстродействие, т.е. способность защиты отключать поврежденный участок электрической цепи за наименьшее возможное время; надежность действия, т.е. правильная и безотказная работа релейной защиты при всех повреждениях и ненормальных режимах работы элементов, которая обеспечивает применение наименьшего числа устройств с наиболее простыми схемами, наименьшим количеством реле, цепей и контактов; чувствительность, т.е. способность защиты отключать участки электрической цепи, которые она защищает, в самом начале их повреждения. 2.6.1 Защита силового трансформатора 10/0,4 кВ Максимальная токовая защита с действием на отключение предназначена для защиты от токов, обусловленных внешними короткими замыканиями, и устанавливается с питающей стороны и (максимальная токовая защита с выдержкой времени со стороны приемников электроэнергии). Внутрицеховые трансформаторы защищаются от витковых замыканий и других повреждений внутри кожуха трансформатора, связанные с выделением газа и понижением уровня масла – газовая защита, а также от однофазного замыкания на землю со стороны низшего напряжения. Также устанавливаем газовую защиту. 2.6.2 Защита линии 0,38 кВ от токов короткого замыкания Для защиты электрических цепей напряжением ниже 1000 В от коротких замыканий, перегрузок и других ненормальных режимов предназначены автоматические выключатели. Проверку выбора выключателя производят по выражению:  , (2.60)где Iк(1) – ток однофазного короткого замыкания, А; Iн.р – номинальный ток расцепителя автомата, А. Проверим автоматический выключатель в линии РП2-0,4кВ. Линия запитана от трансформатора ТМ-2500/10, схема соединения обмоток «звезда-звезда с нулем. По выражению (2.60) проверяем выбранный выключатель 1700/97,3=17,5 > 3, что удовлетворяет условию. На 5 листе графической части проекта представлены принципиальные схемы релейной защиты. 2.6.3 Защита оборудования системы электроснабжения от перенапряжений Различают два вида перенапряжений в электрических установках: внутренние и атмосферные. Внутренние перенапряжения возникают в результате коммутации, как нормальных (включение и отключение нагруженных линий, отключение ненагруженных трансформаторов и реакторов), так и послеаварийных (дуговые замыкания на землю в системах с изолированной нейтралью, отключения к.з., АПВ). Эти перенапряжения воздействуют на изоляцию сравнительно кратковременно, но значение их может превышать в несколько раз номинальное напряжение. Атмосферные перенапряжения возникают в результате разрядов молнии в электроустановку или вблизи неё. Волны перенапряжения, возникающие токоведущих частях при ударах молнии, распространяются со скоростями, сравнимыми со скоростью света, проникая в обмотки трансформаторов, машин, воздействуя на изоляцию линии и аппаратов. Время воздействия атмосферных перенапряжений составляет от единиц до сотен миллионов долей секунды. Значение этих перенапряжений при отсутствии специальных мер защиты может достигать миллионов вольт. Вентильные разрядники выбирают по напряжению и их назначению: Uн.с.  Uн.р, (2.61)10 кВ 10 кВ.Выбираем разрядник типа РВП-10. 3 АВТОМАТИЧЕСКОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ РЕЗЕРВА СЕКЦИОННОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ К устройствам сетевой автоматики относятся устройства автоматического повторного включения (АПВ), автоматического включения резервного питания и оборудования (АВР), автоматической разгрузке по частоте и по току (АЧР и АРТ). Учитывая, что устройства автоматики в системах электроснабжения работают сравнительно редко, основными требованиями, предъявляемыми к ним, являются простота и надежность. Телемеханизация электроснабжения предприятий ограничивается обычно применением телесигнализации. Экономическая эффективность автоматизации определяется главным образом сокращением числа обслуживающего персонала и уменьшением простоев производства. Пуск в действие АВР может осуществляться реле минимального напряжения, контролирующим напряжением на отдельных секциях шин, или совместным действием этого реле и реле понижения частоты, что обеспечивает действие АВР в пределах 0,2-1 секунды после прекращения питания. Время действия АВР должно уменьшаться в направлении от потребителей к источнику питания и согласовываться с временем действия защит линий, отходящих от сборных шин резервируемой установки. Успешное и эффективное действие АВР обеспечивается при достаточной мощности резервного источника питания или (при необходимости) автоматической разгрузкой по току. Эта разгрузка применяется, когда при нарушении питания на одной линии или трансформаторе нагрузка переключается на другую линию или трансформатор, но их пропускная способность не покрывает всей нагрузки, даже с учетом допустимой перегрузки. В этом случае в схеме АРТ используют токовые реле типа РТ-80 или РТ-40 и реле времени типа ЭВ с отстройкой срабатывания указанных реле от кратковременных перегрузок и токов самозапуска электродвигателей. Автоматическое повторное включение позволяет повысить надежность электроснабжения потребителей лишь в случае неустойчивых коротких замыканий на линиях, выводах трансформаторов, шинах и т. п. В случае же устойчивых коротких замыканий на линиях и других элементах сети такой элемент отключается и для восстановления электроснабжения потребителей необходимо включить резервное питание – трансформатор или генератор, резервную питающую линию или какой-то другой резервный элемент. Такой резервный элемент подключается взамен поврежденного автоматическими устройствами, которые называются устройствами автоматического включения резерва (АВР). Рассмотрим простейший пример повышения надежности электроснабжения при наличии АПВ на линии 10 кВ, изображенной на рисунке 3.1. Схема предусматривает сетевое резервирование по линии, питающейся от соседней подстанции (показано пунктиром). При устойчивом коротком замыкании на линии Л1 потребители, подключенные к Л2 и ЛЗ, теряют питание, потому что после АПВ линия отключается окончательно. Подключение Л2 к резервной линии устройством АВР восстанавливает электроснабжение потребителей, подсоединенных к этим линиям.  Рисунок 3.1 – Схема сетевого резервирования по линии с АПВ и АВР Таким образом, АВР сохраняет практически бесперебойное электроснабжение этих потребителей. Виды устройств АВР и требования, предъявляемые к ним. Устройства АВР элементов электрических сетей можно классифицировать по следующим признакам: 1) по назначению – АВР линий, трансформаторов, двигателей; 2) по контролю напряжения на резервном источнике – без контроля напряжения и с контролем напряжения; 3) по направлению действия – одностороннего и двухстороннего действия; 4) по характеру взаимодействия – местные и сетевые. К местным АВР относятся устройства, пусковой орган которых действует на отключение рабочего ввода, а затем на включение резервного ввода. Эти действия не выходят за пределы подстанции или распределительного пункта. К сетевым относятся АВР, действующие на включение сетевого резервного выключателя, а другие устройства, обеспечивающие запрет подачи напряжения на поврежденное оборудование, расположены в другом месте. В зависимости от конкретных условий выбирают наиболее целесообразную схему АВР. Например, схема с контролем напряжения сложна, но она необходима при АВР трансформаторов, питающих или резервных линий, если источник на более высоком напряжении общий и есть вероятность потери напряжения на резервном элементе. На двухтрансформаторных подстанциях оба трансформатора, как правило, несут нагрузку, и в этом случае резерв называется неявным и устройством АВР оснащается секционный выключатель. Оба трансформатора взаимно резервируют друг друга в случае повреждения и отключения одного из них. Поэтому АВР должно быть двусторонним. По той же причине сетевые АВР также должны быть двусторонними. К устройствам АВР предъявляются следующие основные требования. 1) АВР должно действовать при исчезновении напряжения на шинах резервируемого элемента по любым причинам. 2) Резервное питание должно включаться только после отключения основного, рабочего. Это необходимо для того, чтобы резервный источник не был включен на короткое замыкание в основном источнике. При выполнении этого условия не снижается напряжение у потребителей, подключенных к резервному источнику, уменьшается вероятность развития аварии, повышается надежность АВР и электроснабжения потребителей. Однако при сетевом резервировании (как было показано на примере рисунка 3.1) окончательное отключение поврежденного элемента — питающей линии | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||