Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Картограмма нагрузок и определение центра электрических нагрузокСодержание книги
Поиск на нашем сайте
5.1 Определение параметров картограммы нагрузок Площадь окружностей в выбранном масштабе, будет равна расчетной нагрузке соответствующего потребителя:
Выразим из этой формулы радиус окружности:
где m – выбранный масштаб.
Примем m = 5·105 Вт/м2. Тогда определим радиус круга для первого цеха:
С учетом масштаба генерального плана (1:1000), радиус окружности будет равен r1 = 26,4 мм. Аналогично рассчитаем радиусы остальных окружностей для всех потребителей, и полученные результаты сведем в Таблицу 3.
Таблица 3 - Данные для построения картограммы. Потребитель Радиус, мм Координаты центра окружности, мм Цех №1 26,4 (59; 311) Цех №2 36,2 (219; 309) Цех №3 43,5 (220; 79) Цех №4 49,2 (434; 287) Цех №5 52,5 (57; 72) АБК 15,6 (180; 46)
5.2 Определение зоны рассеивания центра электрических нагрузок Координаты потребляющих цехов и их расчетная мощность позволят определить центр электрических нагрузок (ЦЭН). При определении на генеральном плене точного расположения источника питания необходимо сначала определить его координаты по формулам:
Подставляя все известные величины в выражение, получим:
Центр электрических нагрузок на генеральном плане описывает некую фигуру формы эллипса и определяют зону рассеивания ЦЭН. Для нахождения зоны рассеивания центра электрических нагрузок в первую очередь необходимо определить нормальный закон распределения координат ЦЭН. Для этого сначала рассчитаем среднеквадратичное отклонение по каждой координаты по формулам:
где Dx и Dyдисперсия по координатам xи y, которая определяется по формулам:
Подставляя значения в формулу, получим:
Определим среднеквадратичное отклонение:
Далее необходимо рассчитать меры точности случайных величин, которые определяются по формуле:
Подставив в данные формулы числовые значения, получим:
Затем рассчитаем радиусы эллипса зоны рассеивания:
Подставив найденные меры точности величин в вышеуказанную формулу, получим:
Чтобы построить эллипс ЦЭН нужно рассчитать угол поворота его осей. Но сначала требуется определить коэффициент корреляции по формуле:
Угол поворота осей находится по следующей формуле:
Подставив полученные значения в две предыдущие формулы, получим:
Переведем полученное значение угла поворота осей из радиан в градусы.
Найдя все необходимые значения построим картограмму нагрузок, отразив при этом на ней ЦЭН (Рисунок 1).
Рисунок 1−Картограмма активных нагрузок и зона рассеивания ЦЭН 6 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов Чтобы выбрать число и мощности цеховых трансформаторов необходимо воспользоваться методикой, которая была показана ранее при выборе числа и мощности силовых трансформаторов в 4 главе. В первом цехе необходимо установить трансформаторы с одинаковыми значениями номинальной мощности, которая определяется из соотношений: -для двух трансформаторов
-для трех трансформаторов
Подставив полную мощность первого цеха в формулы (4.2) и (4.3) получим:
Исходя из полученных данных предложим два варианта: - два двухобмоточных трехфазных трансформатора типа ТМГ-1000/10; - три двухобмоточных трехфазных трансформатора типа ТМГ-630/10. Отразим характеристики предложенных трансформаторов далее в таблице 4. Таблица 4 – Паспортные данные трансформаторов. Тип трансформаторов n, UВН, UКЗ, IХХ, ∆PХХ, ∆PКЗ, Цена, руб. ТМГ-1000/10 5,5 1,5 1,9 10,8 ТМГ-630/10 5,5 1,3 7,6
6.1 Технический расчет
Перегрузочная способность трансформатора характеризуется коэффициентом загрузки графика перегрузок КЗГ, который показывает перегрузочную способность трансформаторов, зависящие от графика нагрузок. Данный коэффициент можно найти по формуле:
где SСМ Ц1 – средняя расчетная мощность первого цеха за наиболее загруженную смену, кВА (SСМ Ц1= 952 кВт); SЦ1 – максимальная расчетная мощность первого цеха, кВА. Подставив данные в формулу (4.4) получим:
Далее определим значение допустимой перегрузки, которой можно подвергать трансформатор ежедневно в часы максимума его нагрузки. Воспользуемся следующей формулой чтобы найти допустимую нагрузку каждого трансформатора:
С учетом числовых значений получим следующие данные:
Следующим шагом расчета является нахождения коэффициента загрузки трансформаторов, который определяется, как отношение полной расчетной к суммарной мощности трансформаторов.
где n– число трансформаторов, шт; SЦ1 – максимальная расчетная мощность первого цеха, кВА. Подставив данные, получим в результате:
Далее определяем коэффициент допустимой перегрузки трансформатора в зимнее время с помощью формулы:
Подставив в формулу, численные значения, получим:
Допускается перегрузка в зимнее время на 1% на каждый процент недогрузки в летнее время, но всего не более чем на 15%. В связи с этим скорректируем полученные значения:
Найдем суммарный коэффициент кратности допустимых перегрузок, тогда просуммируем допустимую перегрузку за максимальные часы нагрузки с допустимой перегрузкой трансформаторов зимой:
Подставив численные значения получим:
Найдем суммарную допустимую мощность трансформаторов при их одновременной работе с учетом систематической перегрузки по формуле:
С учетом числовых значений получим следующие данные:
Исходя из полученных результатов, можно определить, что оба варианта с двумя и тремя трансформаторами подходят для данной подстанции, т.к. выполняется условие, что Sдоп∑ ≥Sр. Исходя из высокой разницы в стоимости между выбором трёх и двух трансформаторов, экономически целесообразнее использовать два трансформатора ТМГ-1000/10.
7 Проектирование электрической сети Из основного назначения электрической сети следует, что она должна обеспечивать достаточную надёжность электроснабжения. Опыт показывает, что практически все элементы электрической сети иногда могут повреждаться. При надлежащем качестве эксплуатации сети повреждения возникают из-за климатических условий. 7.1 Проектирование внешней электрической сети 7.1.1 Выбор проводов внешней электрической сети
Экономически целесообразное сечение проводов данной электрической сети определяем по нормированному значению экономической плотности тока:
где Fk – экономически целесообразное сечение k-го участка ЛЭП, мм2; Ik – максимальный рабочий ток, протекающий по участку ЛЭП, А; jэ – экономическая плотность тока, А/мм2. Рассчитаем максимальный рабочий ток в послеаварийном режиме эксплуатации,
Подставив числовые значения в соотношение получим:
Выбираем значение экономической плотности тока jэ = 1,0 А/мм2 из справочной литературы, учитывая при этом, что продолжительность использования максимальной нагрузки Т = 5000 ч [6]. Подставляя рассчитанные значения максимальных рабочих токов и значение экономической плотности тока и учитывая, что расчет в данном случае ведется для 2 проводов, получим искомые значения сечений проводников на каждом участке:
Рассчитанное значение сечения следует округлить до ближайшего стандартного и выбрать конкретный провод по справочным данным. Будем использовать стале-алюминиевый провод марки АС-50/8 с допустимым током при +20ºС 210 А. Таким образом условие выполняется Iдоп >Iраб [7].
7.1.2 Сопротивление ЛЭП
Значение сопротивления ЛЭП определяются на основании следующих формул:
Подставим числовые значения найдем сопротивления ЛЭП.
7.1.3 Проверка сети по допустимой потере напряжения
Потеря напряжения рассчитывается по формуле:
где
При этом необходимо, чтобы выполнялось условие:
где ∆U – расчетная потеря напряжения, кВ;∆Uдоп – допустимая потеря напряжения, кВ. Допустимую потерю напряжения по условию следует принять равной 5-7 % в нормальном режиме и 12-14 % в послеаварийном режиме. Рассчитаем допустимые потери напряжения для ЛЭП послеаварийном режиме:
Как видно из выше указанных расчётов, рассчитанные потери напряжения не превышают допустимого значения. Следовательно можно сделать вывод о правильном выборе проводов.
7.2 Выбор сечений КЛ внутренней сети
Основными элементами силовых кабелей являются: токопроводящие жилы, изоляция, оболочки и защитные покровы. Так же, в конструкцию кабеля могут входить жилы защитного заземления, экраны и заполнители. Выбор кабельных линий напряжением 10 кВ осуществляется по максимальному рабочему току используя следующую формулу:
где Подставив численные значения для первого цеха ,получим.
Аналогичным образом рассчитаем значения максимального рабочего тока для остальных цехов и сведем полученные результаты в таблицу 5.
Таблица 5 – Значения максимальных расчетных токов Номер цеха АБК
67, 2 118,9 171,8 219,4 250,2 21,9
С помощью табличных данных выберем кабельные линии и представим результаты выбора в таблице 6. И наглядно изобразим расположение КЛ на Рисунке 2.
Здание Марка Сечение, мм2 Длина, м Rп, Xп, Iдоп, Цех №1 ААШв 1,24 0,099 Цех №2 ААШв 0,92 0,095 Цех №3 ААШв 0,443 0,086 Цех №4 ААШв 0,34 0,079 Цех №5 ААШв 0,27 0,068 АБК ААШв 1,24 0,099
Рисунок 2 – Расположение кабельных линий на территории предприятия
7.3 Расчет и выбор силовой сети на стороне 0,4 кВ
На промышленном предприятии приёмники электроэнергии рассчитаны на переменный трёхфазный электрический ток и напряжение 380 В, промышленную частоту 50 Гц, по надежности электроснабжения относятся ко второй категории, устанавливаются стационарно и по площади распределены равномерно.. Количество выделенной тепловой энергии в процессе нагревания проводника(согласно закону Джоуля Ленца) пропорционально квадрату тока, сопротивлению и времени протекания тока. Нарастание температуры проводника происходит до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие между теплом, выделенным в проводнике с током, и отдачей в окружающую среду. Чрезмерно высокая температура нагрева проводника может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и пожарной опасности. Поэтому устанавливаются предельно допустимые значения температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника в различных режимах. Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается наиболее длительно допустимая температура нагрева проводника, называется предельно допустимым током по нагреву.
7.3.1 Выбор магистральных шинопроводов
Выбор магистральных шинопроводов осуществляется по номинальному току трансформатора, определяемому по формуле ниже:
Где Подставив известные данные в формулу, получим:
Примем к установке два магистральных шинопровода типа ШМА‑4–1600-УЗ. После выбора типа шинопроводов необходимо сделать проверку по допустимому номинальному току, которая осуществляется по следующему выражению:
Iн.шма³ Iн.т. Подставив данные в выражение, получим: 1600 А > 1445 А. Следовательно выбор был произведен верно, отразим технические характеристики шинопровода далее в таблице 7.
Таблица 7 − Технические характеристики ШМА‑4–1600-УЗ Iн.шма, А Uн., В Xп, Ом/км Rп, Ом/км Динамическая стойкость, кА 0,014 0,030
7.3.2 Выбор распределительных шинопроводов
Прежде чем производить выбор распределительных шинопроводов, необходимо сначала разбить все оборудование цеха на группы, к которым эти шинопроводы будут подводить энергию. Покажем наглядно в таблице 8.
Таблица 8 – Группы электроприемников первого цеха Номер группы Оборудование Количество Sргi, кВА
Стыковые сварочные машины 209,7 Электрич. неавтомат. печи Станки металлореж 216,39 Сварочные транс-ры Краны 5 т . Прессы 340,25 Прессы 335,7 Прессы 350,27
После того как оборудование было разбито на группы необходимо найти ток в каждой группе, по которому будут выбираться распределительные шинопроводы. Данный ток определяется по следующей формуле:
где Проведем расчет для первой группы приемников, используя формулу:
Выбираем по полученному значению тока тип распределительного шинопровода и проверяем его по условию Iн.шра³ Iм. Принимаем к установке шинопровод ШРА−4−400 с Iн.шра=400А. Как видно выбранный шинопровод удовлетворяет условиям выбора. Расчеты для остальных групп производятся аналогично, проведем их и представим результаты в таблице 9.
Таблица 9 – Распределительные шинопроводы первого цеха
Номер группы Iм, А Тип шинопровода Iн.шра, А Сечение шин 302,7 ШРА-4-400-32-1УЗ А4 (5´50) 312,3 ШРА-4-400-32-1УЗ А4 (5´50) 490,7 ШРА-4-630-32-1УЗ А4 (5´80) 484,5 ШРА-4-630-32-1УЗ А4 (5´80) 505,1 ШРА-4-630-32-1УЗ А4 (5´80)
Группы 1,2 и 3 подключаются к первому шинопроводу, 4 и 5 ко второму.
7.3.3 Выбор ответвлений от ШМА к ШРА
Ответвления от ШМА к ШРА будем выполнять проводами марки АПВ, которые располагаются в тонкостенных трубках. Сечение поводов выбираем по номинальному току ШРА. Выбор будет определяться следующим выражением:
Iдоп.пр.³ Iдоп.шра
Ответвление каждой фазы будет выполняться с помощью двух проводов. В качестве провода ответвления от ШМА‑4–1600 к ШРА-4-400-32-1УЗ будет выступать провод марки АПВ с сечением жилы 95 мм2, тогда, подставив данные в условие ,получим:
Iдоп.пр. = 250 ∙ 2 = 500 А > Iдоп.шра = 400 А.
Как видно условие выполняется. Тогда в качестве провода ответвления от ШМА‑4–1600 к ШРА-4-630-32-1УЗ выберем провод марки АПВ с сечением жилы 150 мм2. Используя выражение получим:
Iдоп.пр. = 475 ∙ 2 = 950 А > Iдоп.шра = 630 А
Таким образом выбранные провода проходят проверку и будут использованы в качестве ответвлений от ШМА к ШРА. Помимо этого, для подключения нулевой шины ШРА предусматривается дополнительный провод, его проводимость, согласно ПУЭ, должна составлять 50% проводимости фазного провода. Поэтому выберем АПВ с сечением жилы 50 мм2 и АПВ с сечением жилы 75 мм2 [9].
7.3.4 Выбор ответвлений от ШРА к отдельным электроприемникам
Ответвления от ШРА к отдельным электроприемникам будем выполнять проводами марки АПВ в тонкостенных трубах. Условие выбора провода:
Iдоп.пр.³ Iрас.
где Произведем расчет используя данные для металлургического станка 10 кВт:
Выберем провод АПВ сечением 10 мм2, Iдоп.пр = 50 А. Как видно данный провод выполняет условие, следовательно, выбор произведен верно. Проведем аналогичные расчеты используя данные из таблицы 5 для остальных приемников и сведем полученные результаты в таблицу 10. В качестве нулевого заземляющего провода прокладываем дополнительный провод, проводимость которого равна 50% проводимости фазного. Схему шинопроводов и ответвлений к отдельным приемникам цеха №1 представим на рисунке 3.
Таблица 10 – Данные выбора ответвлений к электроприемникам
Наименование электроприемников Рн., кВт Количество cosφ Iр., А Количество и сечение проводов АПВ Iдоп.пр., А Сварочные трансформаторы дуговой сварки 8,4 0,85 14,3 3´ 10 (1´8) 2,3 0,85 3,9 3´ 10 (1´ 8) Станки металорежущие 0,6 25,3 3´ 10 (1´8) 0,6 11,9 3´ 10 (1´8) 7,5 0,6 17,9 3´ 10 (1´8) Электропечи неавтоматизированные 0,95 15,2 3´ 10 (1´8) Стыковые сварочные машины 47,3 0,95 71,7 3´ 16 (1´ 10) 70,9 0,95 107,4 3´ 35 (1´ 25) 2,8 0,95 4,2 3´ 10 (1´ 8) Прессы 0,5 85,7 3´ 35 (1´ 25) 0,5 62,8 3´ 16 (1´ 10) 0,5 28,6 3´ 10 (1´8) Краны 5т 5,2 0,5 14,9 3´ 10 (1´8)
7.3.5 Выбор аппаратов защиты
Для обеспечения функции защиты оборудования будем устанавливать различные автоматические выключатели. Их выбор будем производить по следующим условиям: а) по номинальному напряжению
Uн.авт.³ Uн.уст.
б) по номинальному току автомата
Iн.авт.³ Iм.шра
в) по току расцепителя
Iрасц.³ Iм.шра
Исходя из того что вся электрическая сеть цеха работает на напряжении 0,4 кВ, в дальнейшем будем выбирать автоматы только напряжением 0,4 кВ, в связи с чем проверку по напряжению проводить не будем.
7.3.5.1 Выбор вводного автомата 0,4 кВ
Предварительно в качестве вводного автомата принимаем автомат серии ВА. Найдем расчетный ток трансформатора с учетом перегрузки по формуле:
где Подставляя известные необходимые значения, получим:
Примем в качестве вводных автоматов выкатные автоматы типа ВА−55−45
Iн.ав. = 2500, А > Iм. = 2041, А Iрасц. = 2500, А > Iм. = 2041, А
Выбранные автоматы проходят проверку, следовательно, автоматы выбраны верно.
7.3.5.2 Защита распределительных шинопроводов ШРА
На ответвления от ШМА к ШРА будем устанавливать автоматические выключатели типа ВА−53−39. Произведем выбор автоматического выключателя для первой группы. Учитывая расчеты, произведенные в пункте 7.3.2, будем считать, что Iмг1 = 302,7, А. Тогда примем для защиты первой группы автоматический выключатель ВА−53−39
Iн.ав. = 400, А > Iм. = 302,7, А Iрасц. = 400, А > Iм. = 302,7, А
Выбранный автомат проходит проверку, следовательно, автомат выбран верно. Аналогичным образом произведем выбор остальных выключателей на ответвления от ШМА к ШРА и представим результаты выбора в таблице 15.
Таблица 11 – Результаты выбора защиты ШРА Номер группы Iм, А Тип шинопровода Тип автомата 302,7 ШРА-4-400-32-1УЗ ВА−53−39 312,3 ШРА-4-400-32-1УЗ ВА−53−39 490,7 ШРА-4-630-32-1УЗ ВА−53−39 484,5 ШРА-4-630-32-1УЗ ВА−53−39 505,1 ШРА-4-630-32-1УЗ ВА−53−39
7.3.5.3 Защита отдельных электроприемников
Для защиты электроприемников будем применять автоматические выключатели серии ВА−52−35. Произведем выбор автоматического выключателя для металлорежущего станка мощностью 10 кВт. Учитывая расчеты, произведенные в пункте 7.3.4, будем считать, что Iн = 25,32, А. Тогда примем для станка автоматический выключатель ВА−52−35
Iн.ав. = 100, А > Iн. = 75,846, А Iрасц. = 80, А > Iн. = 75,846, А
Выбранный автомат проходит проверку, следовательно, автомат выбран верно. Аналогичным образом произведем выбор остальных выключателей для защиты электроприемников и представим результаты выбора в таблице 12.
Таблица 12 – Результаты выбора защиты электроприемников.
Наименование электроприемников Рн., кВт Количество Iр., А Тип автомата Сварочные трансформаторы дуговой сварки 8,4 14,3 ВА−52−35 2,3 3,9 ВА−52−35 Станки металорежущие 25,3 ВА−52−35 11,9 ВА−52−35 7,5 17,9 ВА−52−35
Окончание таблицы 12
Электропечи неавтоматизированные 15,2 ВА−52−35 Стыковые сварочные машины 47,3 71,7 ВА−52−35 70,9 107,4 ВА−52−35 2,8 4,2 ВА−52−35 Прессы 85,7 ВА−52−35 62,8 ВА−52−35 28,6 ВА−52−35 Краны 5т 5,2 14,9 ВА−52−35 8 Расчет токов короткого замыкания
- токи намагничивания силовых трансформаторов и токи нагрузки - изменение параметров питающей системы за счет того, что распределительные сети электрически удалены от генераторов энергосистемы. При этом при расчетах необходимо учитывать ряд особенностей: - расчет токов КЗ выполняется в именованных единицах. - учет действительных, а не средних коэффициентов трансформации; Составим расчетную схему ГПП и представим ее на рисунке 4 (Приложение Б). Рисунок 4 − Схема для расчетов токов короткого замыкания
8.1 Расчет токов короткого замыкания в именованных единицах
На начальном этапе найдем активное и реактивное сопротивление кабельных линий по формуле:
где Найдем сопротивления первой и второй кабельной линии, поскольку от шин 10 кВ к каждому цеху отходит по две одинаковые кабельные линии, то значения активного и реактивного сопротивления этих линий будут равны.
Аналогичным образом рассчитаем сопротивления остальных кабельных линий и представим полученные результаты в таблице 13.
Таблица 13 – Активные и индуктивные сопротивления линий Линия Активное сопротивление, Ом Индуктивное сопротивление, Ом ВЛ1 и ВЛ2 9,622 10,123 КЛ1 и КЛ2 0,056 0,044 КЛ3 и КЛ4 0,129 0,059 КЛ5 и КЛ6 0,07 0,001 КЛ7 и КЛ8 0,05 0,003 КЛ9 и КЛ10 0,103 0,04 КЛ11 и КЛ12 1,054 0,849
Определим для К-1 результирующее индуктивное сопротивление по формуле:
где
где Подставив данные в формулу , получим:
Определим результирующее активное сопротивление:
где Теперь необходимо найти полное результирующее сопротивление до точки К-1. Это можно сделать с помощью следующей формулы:
Подставив числовые значения в формулу, получим:
где Подставляя числовые значения получим:
Определим значение ударного тока используя следующую формулу:
где
где Данную постоянную можно найти по следующей формуле:
Теперь найдем значение ударного коэффициента и ударного тока.
Следующим шагом будет нахождение мощности короткого замыкания.
Подставив численные значения в формулу , получим:
Проведем расчеты подобного рода для точки К-3. Определим результирующее сопротивление по формуле:
где Данное сопротивление можно найти с помощью формулы:
где Подставив числовые значения в формулы получим:
Определим результирующее активное сопротивление в точке К-3 по формуле:
С учетом числовых значений получаем:
Найдем результирующее полное сопротивление до точки К-3:
Найдем установившийся ток при коротком замыкании в точке К-3.
Рассчитаем значения ударного коэффициента и ударного тока.
Мощность короткого замыкания в точке К-3 найдем
Определим результирующее индуктивное и активное сопротивление для точки К-5:
Подставив числовые значения , найдем полное сопротивление для точки К-5:
Рассчитаем установившийся ток при коротком замыкании в точке К-5.
Найдем значение ударного тока в точке К-5 применив формулы
Мощность короткого замыкания в точке К-5 будет равна:
Расчеты для остальных точек проводятся аналогично, результаты этих расчетов представлены в таблице 14.
Прежде чем приступить к расчету токов короткого замыкания в относительных единицах выберем сначала базисную мощность Относительное индуктивное сопротивление энергосистемы найдем по формуле:
где Подставив данные в формулу ,получим:
Найдем результирующее относительное индуктивное сопротивление для точки К-1:
Подставляя числовые значения, получим:
Определим результирующее относительное активное сопротивление для точки К-1:
Подставив в формулу , числовые значения, получим:
Определим результирующее относительное полное сопротивление для точки К-1, с помощью формулы
Определим установившийся ток при коротком замыкании по формуле:
где Подставляя числовые значения в выражение получаем:
Найдем значение ударного коэффициента и ударного тока.
Следующим шагом будет нахождение мощности короткого замыкания.
Подставив численные значения в формулу (8.16) получим:
Найдем результирующее относительное сопротивление для точки К-3:
Определим результирующее относительное активное сопротивление:
Используя формулу , определим результирующее относительное полное сопротивление для точки К-3.
Подставляя числовые значения в выражение , найдем установившийся ток при коротком замыкании в точке К-3:
Используя формулы выше, найдем значение ударного коэффициента и ударного тока.
Найдем результирующее относительное сопротивление для точки К-5:
Определим результирующее относительное активное сопротивление для точки К-5:
Используя формулу определим результирующее относительное полное сопротивление для точки К-5.
Найдем установившийся ток при коротком замыкании в точке К-5 подставляя числовые значения в выражение :
Рассчитаем значение ударного коэффициента и ударного тока.
Подставив численные значения , найдем мощность короткого замыкания в точке К-5:
Расчеты для остальных точек проводятся аналогично, результаты этих расчетов представлены в таблице 14.
Таблица 14 – Результаты расчетов токов короткого замыкания в именованных и относительных единицах Точка
в именованных единицах в относительных единицах в именованных единицах в относительных единицах в именованных единицах в относительных единицах К-1 и К-2 2,629 2,629 4,738 4,738 523,701 523,701 К-3 и К-4 9,150 9,150 21,762 21,762 166,399 166,399 К-5 и К-6 4,743 4,743 7,806 7,806 86,267 86,267 К-7 и К-8 8,118 8,118 16,081 16,081 147,637 147,637 К-9 и К-10 9,12 9,12 21,425 21,425 165,869 165,869 К-11 и К-12 9,106 9,106 21,485 21,485 165,608 165,608 К-13 и К-14 8,409 8,409 17,104 17,104 152,942 152,942 К-15 и К-16 3,214 3,214 4,973 4,973 58,457 58,457
9 Расчет емкостных токов
Ёмкостные сопротивления элементов сети значительно превышают их индуктивные и активные сопротивления, это позволяет при определении тока пренебречь последними. Рассчитать значение емкостного тока в линии можно найти с помощью данной формулы:
где
Емкость одной фазы сети на землю будет определять по формуле:
Проведем расчет для первой кабельной линии:
Аналогичным образом проведем расчеты для каждой линии. Значение емкостного тока, для его дальнейшего ограничения будет определяться на каждой шине путем сложения рассчитанных значений тока каждой кабельной линии, которая соединена с шиной. Полученные результаты сведем в таблицу 15.
Таблица 15 − Результаты расчета емкостного тока кабельных линий. № КЛ Сп , Ф/км Сф , Ф Iс , А 1 и 2 0,26·10-6 0,012·10-6 0,544 3 и 4 0,26·10-6 0,0154·10-6 1,089 5 и 6 0,31·10-6 0,12·10-6 0,025 7 и 8 0,44·10-6 0,2002·10-6 0,0838 9 и 10 0,26·10-6 0,00465·10-6 1,197 11 и 12 0,44·10-6 0,221·10-6 1,206 ∑ Iс 3,939
Емкостные токи первой и второй секции шин будут составлять 3,939 А. В соответствии с ПУЭ, при токах замыкания на землю в сетях 6 кВ более 30 А и в сетях 10 кВ более 20 А нейтраль должна быть заземлена через дугогасящие реакторы для компенсации этих токов [9]. Поскольку емкостные токи каждой секции шин не превышают допустимой величины в 20 А можно утверждать, что установка ДГР будет нецелесообразна.
– номинального напряжения; – допустимого тока по нагреву; – роду установки (внутри или вне помещений). Выбранные по номинальным параметрам аппараты должны обязательно проверяться на действие токов К.З. При выборе по номинальным параметрам должны соблюдаться следующие условия: Uраб. уст.≤Uном. ап. (из паспорта) Iраб. max≤Iном. ап. (из паспорта) В режиме К.З. проводится проверка аппаратов: а) по отключающей способности (выключатели и высоковольтные предохранители); б) по электродинамической устойчивости; в) по термической устойчивости. Допускается не проверять на термическую устойчивость аппараты в цепях генераторов и главных трансформаторов, если обеспечена их электродинамическая устойчивость.
10.1 Выбор и проверка разъединителей
Определить тепловой импульс тока короткого замыкания можно с помощтю следующей формулы:
где Та – постоянная времени затухания, определяемая из справочных данных,Та = 0,115; τ – расчетное время отключения, которое определяется по формуле:
где tр.з min – минимальное время срабатывания релейной защиты и равно 0,01 с; tс.в откл – собственное время отключения, которое равно 0,035 с. Определим тепловой импульс тока короткого замыкания в точке К−1:
Учитывая, что ударный ток в точке К−1 составляет 4,738 кА выберем, используя справочную литературу, разъединитель РГ−2−110/1000.
Таблица 16 – Паспортные данные и условия выбора разъединителя РГ−2−110/1000.
Расчетные значения Паспортные данные Условия выбора
10.2 Выбор и проверка выключателей на напряжение 110 кВ
Выключатель- это коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи в различных режимах работы. Выключатели должны надежно отключать токи нормального режима и режима КЗ, а также малые индуктивные и емкостные токи без появления при этом опасных коммутационных перенапряжений Произведем выбор выключателей на высшей стороне ГПП. Рабочий максимальный ток будет равен 0,141 кА, расчетное значение тока КЗ в точке К−1 составляет 2,269 кА, а ударный ток равен 4,738 кА, ранее найденное значение теплового импульса тока равно 1,106 кА2∙с. Используя справочную литературу выбираем выключатель марки ВГТ110−40/2000.
Таблица 17 – Паспортные данные и условия выбора выключателя ВГТ110−40/2000. Расчетные значения Паспортные данные Условия выбора
10.3 Выбор и проверка выключателей на напряжение 10 кВ
Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения в цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание. К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования: · надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения); · быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения; · пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения; · возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110 кВ и выше; · легкость ревизии и осмотра контактов; · взрыво- и пожаробезопасность; · удобство транспортировки и эксплуатации. Выбор выключателя на напряжение 10 кВ будет производиться по аналогичным условиям, что и выключатель на 110 кВ. Наибольшее значение рабочего тока, протекающего по шинам 10 кВ на ГПП: Iраб max = 1,018 кА, расчетные значении тока КЗ и ударного тока для точки К−3: I∞К-3 = 9,150 кА и Iуд.К-3 = 21,762 кА. Предварительно выберем вакуумный выключатель марки ВРС-10-31,5/1600 и определим для него тепловой импульс тока с помощью формулы (10.1), если τ = 0,04 с и Та = 0,05 с:
Отразим технические характеристики выключателя и проведем его полное сравнение отразив результаты в таблице 18.
Таблица 18 – Паспортные данные и условия выбора выключателя ВРС-10-31,5/1600. Расчетные значения Паспортные данные Условия выбора
Анализируя результаты, можно сказать, что ВРС-10-31,5/1600 удовлетворяет всем условиям и выбран верно. Аналогичным образом проведем выбор выключателей, которые будут устанавливаться на отходящих ответвлениях от шин 10 кВ. Наибольшее значение рабочего тока, протекающего по ответвлению от шин 10 кВ к цеху: Iраб max = 0,448 кА, расчетные значении тока КЗ и ударного тока для точки К−7: I∞К-7 = 8,117 кА и Iуд.К-7 = 16,081 кА. Предварительно выберем вакуумный выключатель марки ВРС-10-20/630 и определим для него тепловой импульс тока с помощью формулы (10.1), если τ = 0,04 с и Та = 0,05 с:
Отразим технические характеристики выключателя и проведем его полное сравнение отразив результаты в таблице 19.
Таблица 19 – Паспортные данные и условия выбора выключателя ВРС-10-20/630. Расчетные значения Паспортные данные Условия выбора
10.4 Выбор ограничителей перенапряжений (ОПН)
Ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН) -электротехнические устройства, предназначенные для защиты оборудования СЭС от грозовых и коммутационных перенапряжений. Главным критерием выбора ограничителя перенапряжения является номинальное напряжение сети, которое не должно быть больше, в сетях 3-20 кВ, чем 1,2Uном. Исходя из этого условия, выбираем ОПН марки ОПНп −10/11,5. Данный аппарат будет надежно защищать электрооборудование в сети с номинальным напряжением 10 кВ. По паспортным данным ОПН определяем длину пути утечки, которая составляет 130 мм, и ток пропускной способности равный 500 А. К тому же номинальный разрядный ток 20 кА не превышает максимального значения тока КЗ в линии, что подтверждает верный выбор электрического аппарата. Для сетей 110 кВ выбираем ОПН марки ОПН–П−110/73, согласно паспортным данным длина пути утечки составляет 370 мм, ток пропускной способности данного ОПН равен 2000 А, номинальный разрядный ток не превышает максимального значения тока КЗ в линии с составляет 50 кА.
10.5 Выбор и проверка трансформатора напряжения
С помощью ТН одновременно решается задача по изоляции низковольтной аппаратуры, питаемой вторичными обмотками ТН, от высокого напряжения первичной сети, обеспечивая безопасность её обслуживания. По принципу действия, устройству, схеме включения и особенностям работы ТН подобны силовым трансформаторам. Различие состоит в значительно меньшей мощности (десятки или сотни вольтампер) и существенно более высокой точности отношения между первичным и вторичным напряжением, которые имеют трансформаторы напряжения. Размыкание вторичной обмотки ТН не приводит к опасным последствиям. Короткое замыкание между выводами вторичных обмоток, не отключенное своевременно, может привести к повреждению трансформатора напряжения. Выборка трансформатора осуществлеятся исходя из условия, что номинальное напряжение первичной обмотки U1ном обязано совпадать с номинальным напряжением сети. А так же учитывают и схемы соединения обмоток, класс точности, а также форму исполнения и конструкцию. Выбираем трансформаторы марки ЗНОЛ.06 и ЗНОГ−110, которые соответственно и представлены в таблице 24.
Таблица 20 – Технические характеристики трансформаторов напряжения
Марка трансформатора напряжения Номинальное напряжение, В Номинальная мощность в классе точности, В-А Максимальная мощность,
ВВ НН 0,5 В-А ЗНОЛ.06-10 630 ЗНОГ−110 1600
Проверку по динамической и термической устойчивости проводить не будем, поскольку трансформаторы напряжения будут расположены в отдельных камерах.
Трансформатор тока предназначен для преобразования тока до значения удобного для измерения, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения. Выбор трансформаторов тока ведется по номинальному напряжению, по номинальному первичному току и проверяются по электродинамической и термической стойкости к токам короткого замыкания. Особое внимание уделяется проверке трансформатора тока по классу точности. Согласно ПУЭ: трансформаторы тока для включения электроизмерительных приборов должны иметь класс точности не ниже 3; обмотки трансформаторов тока для присоединения счётчиков, по которым ведутся денежные расчеты, должны иметь класс точности 0,5; для технического учёта допускается применение трансформаторов тока класса точности 1; для включения релейной защиты – класса 10(Р). Предварительно выбираем трансформатор тока марки ТФМ−110 для электрической цепи напряжение 110 кВ и трансформатор тока марки ТОЛ−10 для электрической цепи напряжение 6 кВ. Приведем условия выбора в таблицах 21 и 22.
Таблица 21 − Условия выбора трансформатор тока марки ТФМ-110. Расчетные значения Паспортные данные Условия выбора
Таблица 22 − Условия выбора трансформатор тока марки ТОЛ−10 Расчетные значения Паспортные данные Условия выбора
Помимо выбранных трансформаторов для настройки релейной защиты необходимо найти их коэффициенты трансформации. Для этого найдем сначала номинальные токи силового трансформатора.
где
Подставляя данные в формулу получим:
Величина коэффициентов трансформации зависит от схемы соединения трансформатора тока. В данном случае на высшей стороне схема соединений в треугольник, на низшей стороне в звезду. Для числового определения коэффициентов трансформации используют формулу:
Подставив значения в формулу, получим:
С учетом полученных данных примем для трансформатора ТФМ−110 коэффициент трансформации 30, а для трансформатора ТОЛ−10 коэффициент трансформации 180. На этом выбор типа трансформаторов тока и их коэффициентов трансформации можно считать завершенным.
10.7 Выбор трансформаторов собственных нужд
Наиболее ответственными потребителями собственных нужд подстанции являются оперативные цепи, система связи, телемеханика, система охлаждения трансформаторов, аварийное освещение, система пожаротушения, электроприемники компрессорной. Кроме того, сюда входят устройства обогрева выключателей, шкафов КРУН, приводов отделителей и короткозамыкателей; при постоянном оперативном токе — зарядный и подрядный агрегаты.
где
При наличии двух ТСН аварийная перегрузка одного из них возможна на 40 %, следовательно, выбор мощности трансформатора собственных нужд можно осуществить с помощью выражения:
Проектируемая подстанция относится к подстанциям с постоянным дежурством персонала, так как это подстанция 110 кВ со сложной схемой электрических соединений и большим объёмом оперативных переключений и текущих работ. Мощность каждого трансформатора собственных нужд не должна превышать 630 кВА (при технико-экономическом обосновании допускается 1000 кВА). Для обеспечения надёжности работы подстанции, необходимо установить два трансформатора собственных нужд. Поскольку на ГПП будут установлены два силовых трансформатора типа ТДТН−16000/110 можно утверждать, что мощность приемников собственных нужд составит от 35 до 50 мВА, с учетом коэффициента спроса. Таким образом выберем два трансформатора собственных нужд типа ТЛС−63/10/0,4.
Таблица 23 – Паспортные данные ТЛС−63/10/0,4. Тип трансформатора S, UВН, UКЗ, IХХ, ∆PХХ, ∆PКЗ, Цена, руб. ТЛС-63/10/0,4 4,5 1,9 0,35 1,15
11 Релейная защита Предотвращение возникновения аварии или ее развития часто может быть обеспечено путем быстрого отключения поврежденного элемента. По условиям обеспечения бесперебойной работы неповрежденной части системы время отключения поврежденного элемента должно быть небольшим и часто составляет доли секунды. Совершенно очевидно, что человек обслуживающий установку, не в состоянии за столь короткое время отметить возникновение повреждения и устранить его. Поэтому электрические установки снабжаются специальными электрическими автоматами – реле защиты. Для осуществления защиты двухобмоточного трансформатора ТДТН−16000/110 необходимо выбрать уставки дифференциально-токовой защиты. Выполнять защиту будем на базе микропроцессорного устройства защиты БМРЗ-ТД-12-20-21 [8]. Прежде чем непосредственно приступать к расчетам релейной защиты сведем данные необходимые для расчета в таблицу 24.
Тип трансформатора ТДН-16000/110 Схема и группа соединения обмоток
Номинальная мощность 16 МВА Номинальное напряжение со стороны ВН 115 кВ Номинальное напряжение со стороны НН 6,6 кВ Напряжение КЗ при крайнем нижнем положении РПН 9, 5%
Напряжение КЗ при крайнем верхнем положении РПН 11, 5% Система регулирования напряжения: Устройство регулирования напряжения РПН в нейтрали ВН трансформатора Количество ступеней регулирования n Шаг регулирования напряжения 1,77% Параметры питающей системы: Сопротивление системы в минимальном режиме 20,5 Ом Сопротивление системы в максимальном режиме 18 ОМ Среднее номинальное напряжение системы 115 кВ Параметры стороны НН: Среднее номинальное напряжение стороны НН 6,3 кВ Параметры трансформаторов тока: Коэффициент трансформации ТТ со стороны ВН трансформатора Коэффициент трансформации ТТ со стороны НН трансформатора
11.1 Расчёт сопротивлений трансформатора
Рассчитаем сопротивление трансформатора для двух предельных случаев – крайнего нижнего и крайнего верхнего положения РПН. Напряжение обмотки ВН, соответствующее крайнему нижнему положению РПН:
Напряжение обмотки ВН, соответствующее крайнему верхнему положению РПН:
Значение Рассчитаем сопротивления трансформатора. Сопротивление, соответствующее крайнему нижнему положению РПН будет равно:
Сопротивление, соответствующее крайнему верхнему положению РПН будет равно:
Для того чтобы выбрать промежуточный трансформатор напряжения блоков БМРЗ необходимо провести расчёт токов КЗ на сторонах ВН и НН трансформатора. Найдём периодическую составляющую максимального фазного тока КЗна стороне ВН:
Для обеспечения правильного измерения максимально тока КЗ, проходящего через ТТ, значение верхней границы диапазона измерений ПТН измерительного канала
где k пер = 2 – коэффициент, учитывающий переходный режим (наличие апериодической составляющей тока). Выберем ПТН с Выбранные ПТН необходимо проверить по условию обеспечения заданной погрешности измерения тока нагрузочного режима. Для этого рассчитаемноминальный первичный ток стороны ВН трансформатора:
Для ПТН с токами
Подставим числовые значения в соотношение :
Выбранный промежуточный трансформатор напряжения обеспечивает измерение тока нагрузочного режима с заданной погрешностью. Далее найдём периодическую составляющую приведённого максимального фазного тока КЗ на стороне НН:
Приведём полученное значение трансформатора:
Для обеспечения правильного измерения максимально тока КЗ, проходящего через ТТ, значение верхней границы диапазона измерений ПТН измерительного канала
Выберем ПТН с Выбранные ПТН необходимо проверить по условию обеспечения заданной погрешности измерения тока нагрузочного режима. Для этого рассчитаемноминальный первичный ток стороны НН трансформатора:
Для ПТН с токами
Подставим числовые значения в соотношение :
Выбранный промежуточный трансформатор напряжения обеспечивает измерение тока нагрузочного режима с заданной погрешностью. 11.3 Выбор уставки срабатывания ДТО Примем уставку срабатывания ДТО I ДТО по условию отстройки отброска тока намагничивания равной 4 для учёта подавления апериодическойсоставляющей тока при цифровой обработке сигналов в блоке БМРЗ. Определим относительный расчётный ток небаланса при максимальномтормозном токе внешнего КЗ, приведенном к сторонеВН
где k пер = 2,5 – коэффициент, учитывающий увеличение погрешности ТТ в переходном режиме при наличии апериодической составляющей тока; k одн = 1 – коэффициент однотипности ТТ; ε макс = 0,1 – максимальное из значений относительных полных погрешностейТТ сторон трансформатора в режиме, соответствующем току γ = 0,05 – относительная погрешность цифрового выравнивания токов плеч. Рассчитаем уставку срабатывания ДТО
где расчёта и необходимый запас. Примем в качестве уставки срабатывания ДТО
11.4 Выбор уставки начального тока срабатывания ДЗТ
Рассчитаем относительный ток небаланса, который используется при расчёте начального тока срабатывания ДЗТ:
где k пер = 1 – коэффициент, учитывающий переходный режим (принято отсутствие апериодической составляющей тока в нагрузочном режиме); k одн = 1 – коэффициент однотипности ТТ; ε 0,5 = 0,1 – максимальное из значений относительных полных погрешностей ТТ сторон трансформатора в режиме, соответствующем 0,5 ⋅ Iном тр ;
«грубых» уставок); γ = 0,05 – относительная погрешность цифрового выравнивания токовплеч. Далее рассчитаем уставку начального тока срабатывания ДЗТ:
где K отс = 1,5 – коэффициент отстройки, учитывающий погрешность расчета инеобходимый запас. Значение уставки
11.5 Выбор уставки коэффициента торможения второго участка характеристики торможения ДЗТ Рассчитаем относительный ток небаланса, который используется при расчёте начального тока срабатывания ДЗТ при токе торможения
Определим ток срабатывания ДЗТ при токе торможения
где K отс = 1,15...1,3 – коэффициент отстройки, учитывающий погрешность расчета и необходимый запас. Далее найдём уставку
11.6 Выбор уставки коэффициента торможения третьего участка характеристики торможения ДЗТ
Рассчитаем значение тока торможения, соответствующее максимальному току внешнего КЗ
где k пер = 2,5 – коэффициент, учитывающий увеличение погрешности ТТ впереходном режиме при наличии апериодической составляющей тока; ε макс = 0,1 – максимальное из значений относительных полных погрешностейТТ сторон трансформатора в режиме, соответствующем току Далее найдём уставку
где 11.7 Выбор уставки начального тока срабатывания ДЗТ группы «чувствительных уставок» На первоначальном этапе найдём относительный ток небаланса, который используется при расчёте начального тока срабатывания ДЗТ:
где
Далее расчитаем уставку начального тока срабатывания ДЗТ:
где
Примем значение уставки
11.8 Выбор уставки коэффициента торможения второго участка характеристики торможения ДЗТ «чувствительных» уставок Рассчитаем относительный ток небаланса, который используется при расчёте начального тока срабатывая ДЗТ при токе торможения
где
Определим ток срабатывания ДЗТ при токе торможения
где Далее найдём уставку
Определим относительный расчётный ток небаланса при максимальном тормозном токе внешнего КЗ, приведенном к стороне ВН (
где kпер = 2,5 – коэффициент, учитывающий увеличение погрешности ТТ в переходном режиме при наличии апериодической составляющей тока; kодн = 1 – коэффициент однотипности ТТ;
Рассчитаем уставку
где Далее найдём уставку
где
11.10 Проверка чувствительности ДЗТ
Для проверки чувствительности ДЗТ необходимо рассчитать приведённое минимальное относительное значение периодической составляющей тока КЗ на стороне НН:
Далее рассчитаем коэффициент чувствительности ДЗТ при металлическом КЗ:
Коэффициент чувствительности удовлетворяет требованиям ПУЭ 11.11 Выбор уставки сигнализации небаланса
Примем в качестве максимального рабочего тока номинальный ток трансформатора:
Далее рассчитываем уставки сигнализации небаланса:
где Уставка должна быть задана коэффициентом КНБ:
11.12 Выбор уставок блокировки ДЗТ при возникновении БТН
Уставку КИПБ рекомендуется устанавливать 0,15 о.е. В процессе эксплуатации значение уставки КИПБ может быть уточнено. Уставку по времени ограничения длительности перекрёстного режима блокирования ТПБ для трансформаторов малой и средней мощности рекомендуется принимать равной 1 с. Значение уставки ТПБ также рекомендуется уточнить по опыту эксплуатации. Сведём рассчитанные уставки в таблицу 25.
Таблица 25 – Уставки защиты
Уставки Обозначение Значение Номинальный ток ПТН для стороны ВН, А
2,5 Номинальный ток ПТН для стороны НН, А
1,0 Ток срабатывания ДТО, о.е.
5,99 Коэффициент сигнализации небаланса, о.е.
1,003 Начальный ток срабатывания ДЗТ, о.е.
0,23 Коэффициент торможения второго участка ДЗТ
0,44 Коэффициент торможения третьего участка ДЗТ
0,66 ИПБ, о.е.
0,15 Время ограничения длительности перекрёстного режима блокирования, с
Начальный ток срабатывания «чувствительного» органа ДЗТ
0,535 Коэффициент торможения второго участка «чувствительного» органа ДЗТ
0,235 Коэффициент торможения третьего участка «чувствительного» органа ДЗТ
0,499
Молниезащита – это комплекс технических мер, направленных на организацию защиты строения от прямого удара молнии . Молниезащита по принципам действия различается на активную и пассивную. Пассивная состоит из молниеприемника, молниеотвода и заземления. Ее действие заключается в том, чтобы перехватить молнию и провести разряд к земле. Активная громозащита, в отличие от пассивной, самостоятельно притягивает к себе молнии, генерируя восходящий поток ионов. Существуют стержневая и тросовая молниезащиты. Определим горизонтальное сечение молниеотвода по формуле:
где
В результате получим формулы:
Используя вышеуказанные формулы , произведем расчет для одного молниеотвода:
Определим радиус защиты объекта с помощью следующей формулы:
где Подставив в формулу численные значения получим:
Отразим полученные результаты на рисунке 5.
Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением. Согласно ПУЭ сопротивление общего заземляющего устройства, используемого для заземления электроустановок различного напряжения и назначений, должно удовлетворять требованиям к заземлению оборудования, для которого наименьшее сопротивление должно быть не более 0,5 Ом. На первом этапе расчета необходимо определить максимально допустимое сопротивление искусственного заземлителя. Это можно сделать, используя следующую формулу:
где Подставив в формулу необходимые значения получим:
Теперь необходимо определить расчетное удельное сопротивление грунта В результате получим:
Определим сопротивление растеканию одного вертикального электрода. Пусть в качестве вертикальных электродов применяется уголок 60, длина которого 3 м при погружении ниже уровня земли на 0,7 м. Найдем эквивалентный диаметр уголка по формуле:
Подставляя числовые значения получим:
Сопротивление растеканию одного вертикального электрода можно определить из следующей формулы:
где расстояние от центра заземлителя до поверхности земли, м В нашем случае t = 2 м. С учетом этого получаем:
Теперь определим примерное число вертикальных заземлителей с учетом того, что коэффициент использования равен 0,6. Используем следующую формулу:
С учетом численных значений получаем:
Определяем сопротивление растеканию по [9] для горизонтальных электродов, представляющих собой стальные полосы сечением 40х4 мм:
где Ки.г. = 0,24 коэффициент использования горизонтального заземлителя; l длина полосы, м; b ширина полосового заземлителя, м; t расстояние от поверхности земли до середины ширины полосового заземлителя, м. С учетом числовых значений получаем:
Уточняем сопротивление вертикальных электродов:
Подставляя значения в формулу ,получаем:
На заключительном этапе уточним число вертикальных электродов, учитывая, что коэффициент использования равен 0,52, n=100 и а/l=2 [9]:
Подставляя числовые значения получим:
Отразим результаты расчета на рисунке 6. Рисунок 6 – Контурное заземление ГПП−1
Список источников
2. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий [Текст]: учебник для студентов высших учебных заведений / Б.И. Кудрин. – М.: Интермет Инжиниринг, 2005. – 672 с. 3. Федоров А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий: учебник для вузов [Текст] / А.А. Федоров, В.В. Каменева. – М.: Энергия, 1979. – 408 с. 4. Справочник по проектированию электрических сетей [Текст] / под ред. Д.Л. Файбисовича. – М.: НЦ ЭНАС, 2006. – 320 с. 5. Кабышев А.В. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и участков: учебное пособие [Текст] / А.В. Кабышев, С.Г. Обухов – Томск: Изд-во ТПУ, 2006. – 528 с. 6. Правила устройства электроустановок [Текст]: утв. М-вом Рос. Федерации 20.06.03: введ. в действие с 01.11.03. – СПб.: ДЕАН, 2004. – 464с 7. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения [Текст]: учебное пособие / Г.Н. Ополева. – М: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006. – 480 с. 8. Шурыгин Ю.А. Расчет дифференциальной токовой защиты трансформатора» методические указания к выполнению расчетно-графического задания по курсу «Релейная защита и автоматика» [Текст] /А.Н. Шпиганович, Ю.А. Шурыгин. − Липецк: Изд-во Липецкого государственного технического университета, 2018. − 24 с. 9. Петухов С.В. Расчет заземляющего устройства: методические указания [Текст] / С.В. Петухов, С.В. Бутаков, В.В. Радюшин. – Архангельск: Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова, 2011. – 22 с.
|
||||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2024-06-17; просмотров: 5; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.139.104.140 (0.02 с.) |
– сумма произведений активных мощностей цехов на активное сопротивление линии и сумма произведений реактивных мощностей цехов на реактивное сопротивление линии.
−активная расчетная мощность i-го цеха, кВт; Uн − номинальное напряжение сети, кВ.
, А
− номинальная мощность трансформатора, кВА; 
− номинальное напряжение низшей обмотки трансформатора, кВ.
− расчетная мощность i-ой группы, кВА; 
− номинальное напряжение сети, кВ.
− номинальная активная мощность i-го приемника, кВт; 
− номинальное напряжение сети, кВ; 
− коэффициент мощности i-го приемника.
− мощность трансформатора, кВА; 
. Проведем проверку по условиям:
. Проведем проверку по условиям:
. Проведем проверку по условиям (7.14) и (7.5):
− погонное активное сопротивление i-ой кабельной линии. Ом/км; 
− погонное активное сопротивление i-ой кабельной линии, Ом/км; 
− длина линии, км.
− индуктивное сопротивление линии, Ом; 
− индуктивное сопротивление системы, Ом, которое определяется по формуле:
− высшее номинальное напряжение подстанции, кВ; 
− мощность короткого замыкания на шинах подстанции, кВА.
− активное сопротивление воздушной линии.
)
− номинальное напряжение электрической ступени, кВ.
− ударный коэффициент, который можно найти с помощью следующей формулы:
− постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания.
− индуктивное сопротивление трансформатора ГПП, кВ.
− потери к.з. в процентах от номинального; 
− номинальная мощность трансформатора ГПП, МВА.
− базисное номинальное напряжение данной электрической ступени, кВА.
– частота колебаний электрического тока, Гц;
– емкость одной фазы сети на землю, Ф;
– номинальное линейное напряжение сети, В.
− погонная емкость линии, мкФ/км; 
− длина линии, км.
, 100 В, 100/3 используемое для питания обмоток напряжения устройств релейной защиты, автоматики, электроизмерительных приборов.
номинальная мощность силового трансформатора, кВА; 
напряжение на соответствующей стороне, кВ.
− полная установленная мощность собственных нужд подстанции, кВА;
− коэффициент спроса, учитывающий коэффициенты одновременности и загрузки.
оказалось выше максимально допустимого для сети 110 кВ, поэтому примем 
в соответствии с].
должно удовлетворять следующему условию:
и 
, равными 5 и 2,5 А проверка осуществляется по следующему соотношению:
. 
.
к напряжению стороны НН
должно удовлетворять следующему условию:
А и 
А.
, равными 1 А и 0,5 А, проверка осуществляется по следующему соотношению:
.
:
;
, исходя из условия отстройки от расчётного максимального тока небаланса:
коэффициент отстройки, учитывающий погрешность
относительные погрешности, обусловленные регулированием напряжения на сторонах защищаемого трансформатора (для группы
не рекомендуется выбирать менее 0,3 о.е. Поданным ДЗТ с уставкой 
:
:
:
:
.
:
= 1,5 – ток торможения, соответствующий второму излому характеристики торможения.
- коэффициент, учитывающий увеличение погрешности ТТ в переходном режиме при наличии апериодической составляющей тока;
- коэффициент однотипичности ТТ;
- максимальное из значений относительных полных погрешностей ТТ сторон трансформатора в режиме, соответствующем 
;
- относительные погрешности, обусловленные регулированием напряжения на сторонах защищаемого трансформатора (для группы «чувствительных» уставок);
-относительная погрешность цифрового выравнивания токов плеч.
- коэффициент отстройки, учитывающий погрешность расчёта и необходимый запас;
исходя из [2].
- коэффициент, учитывающий увеличение погрешности ТТ в переходном режиме при наличии апериодической составляющей тока;
- максимальное из значений относительных полных погрешн 
остей ТТ сторон трансформатора в режиме, соответствующем 
;
- коэффициент отстройки, учитывающий погрешность расчёта и необходимый запас;
), который необходим для расчёта уставки 
:
= 0,1 – максимальное из значений относительных полных погрешностей ТТ сторон трансформатора в режиме, соответствующему току Iк макс;
- относительная погрешность цифрового выравнивания токов плеч.
- коэффициент отстройки, учитывающий погрешность расчёта и необходимый запас.
:
- ток торможения, соответствующий второму излому характеристики торможения.
- коэффициент отстройки, учитывающий погрешность расчёта и необходимый запас.
высота превышения молниеотвода над высотой защищаемого объекта, м.
диагональ защищаемой зоны, м.
высота молниеотвода ( 
); 
высота защищаемого объекта, м.
- сопротивление естественного заземлителя, Ом; 
расчетное сопротивление заземляющего устройства, Ом.
с учетом коэффициента 
, который увеличивает высыхание грунта летом и его промерзание зимой. Расчетное удельное сопротивление твердого суглинка принимаем равным 100 Ом∙м. Повышающий коэффициент принимаем равным 4,5 для горизонтальных заземлителей и 1,8 для вертикальных.
ширина сторон уголка, м.
(13.5)
