Включение ячеек MCset в АСУ ЭС позволит решать задачи оптимизации системы электроснабжения. Это означает поиск путей для снижения прямых и косвенных эксплуатационных расходов и для обеспечения бесперебойной подачи электроэнергии. Для достижения этой цели ячейки MCset предоставляют необходимую информацию о работе ЦРП-10 кВ.

Определение максимального режима работы сети электроснабжения

Так как планируется строительство электростанции собственных нужд на КС «Ухтинская» на базе газотурбогенераторов ГТГ-1800 с трехфазными синхронными генераторами с выходным напряжением 10,5 кВ, то можно предложить следующий режим работы сети представленный на рисунке 1.6. ЭСН будет основным источником питания как для потребителей на КС «Ухтинская», так и потребителей КС-10, то есть два основных ввода на ЦРП-10 кВ будет от ЗРУ-10 кВ расположенного в здании ЭСН. В качестве третьего ввода будет использоваться один ввод от энергосистемы, который будет работать в параллель с ЭСН, второй ввод от энергосистемы отключен, и будет использоваться в качестве резервного. Таким образом, необходимо определить количество постоянно работающих генераторов на ЭСН, при этом примем, что генераторы будут брать на себя всю нагрузку, располагающуюся на территории двух КС. Известно, что в среднем за год КС-10 потребляет , тогда расчетная мощность потребителей составит

где  – потребляемая электроэнергия,  за год;

 – число часов в году.

 кВт.

Мощность, потребляемая электроустановками КС «Ухтинская» , составляет . Таим образом, полная мощность, которую должны обеспечить генераторы ЭСН, составит

 кВт.

При работе генераторов с сетью с нулевым перетоком мощности возможны следующие варианты (номинальная мощность 1-го турбогенератора ):

§     3 турбогенератора в работе, тогда каждый работает с загрузкой 1122,5 кВт, при аварии (выходе одного генератора из строя) будет работать два генератора с загрузкой 1683,8 кВт, генераторы близки к перегрузке.

§     4 турбогенератора в работе, тогда каждый работает с загрузкой 841,9 кВт, при аварии (выходе одного генератора из строя) будет работать три генератора с загрузкой 1122,5 кВт (на 62%).

Таким образом, для обеспечения нормальной надежной работы системы необходимо, чтобы в работе постоянно находилось 4 турбогенератора.

Расчет токов короткого замыкания

Рассчитаем ток трехфазного короткого замыкания на шинах ЦРП-10 кВ. Для этого составим схему замещения прямой последовательности (рисунок 1.7). Определим сопротивления элементов входящих в схему замещения.

Сопротивление турбогенератора ГСБ-18000-10,5-1500УХЛ2

 Ом.

 кВ.

Сопротивление системы, определим, зная ток трех фазного к.з. на шинах ЗРУ-10 кВ ПС-110/35/10

Ом.

Активное и реактивное сопротивление кабельной линии ААБ2 (3х185) от ЗРУ-10 кВ на ПС-110/35/10 до ЦРП-10 кВ

 Ом,

 Ом.

Активное и реактивное сопротивление воздушной линии АС-150 (3х150) от ЗРУ-10 кВ на электростанции собственных нужд до ЦРП-10 кВ

 Ом,

 Ом.

Активное и реактивное сопротивление трансформаторов расположенных в КТП-10/0,4 кВ

Трансформатор с номинальной мощностью 1000 кВА (Т1, Т3, Т6, Т11)

Ом,

Ом.

Трансформатор с номинальной мощностью 630 кВА (Т2, Т5, Т8, Т9)

Ом,

.

Трансформатор с номинальной мощностью 400 кВА (Т4, Т7, Т10, Т12, Т13)

Ом,

Ом.

Для определения токов к.з. в максимальном режиме определим эквивалентные сопротивления и ЭДС. Значения эквивалентных сопротивлений и соответствующих токов 3-х фазного к.з. представлены в таблице 1.9. Ток 3-х фазного к.з. определяется по формуле

где  – эквивалентное ЭДС, кВ;

 – эквивалентное сопротивление до точки к.з., Ом.

Таблица 1.9 – Расчет токов к.з. в максимальном режиме

Определим ток 3-х и 2-х фазного короткого замыкания в минимальном режиме работы энергосистемы. В минимальном режиме работает два генератора, соответствующие эквивалентные сопротивления приведены в таблице 1.10.

Ток 2-х фазного к.з. определится по формуле

Таблица 1.10 – Расчет токов к.з. в минимальном режиме и токов замыкания на землю

Определим токи замыкания на землю по формуле

где  - емкость 1 км фазы сети относительно земли, Ом/км.

 – длина кабеля от трансформатора 110/35/10 на понизительной подстанции до конца защищаемого кабеля, км.

Значения токов замыкания на землю представлены в таблице 1.10.

Проверка электрических аппаратов установленных в ячейках ЦРП-10 кВ

Вводные и отходящие ячейки тип AD1 укомплектованы выключателями LF1 со следующими данными:

 – номинальное рабочее напряжение, кВ;

 – номинальный ток отключения, кА;

 – ток термической стойкости, кА;

 – допустимое время действия тока термической стойкости, с;

 – динамической стойкости, кА;

 – время отключения, с.

Проверка выключателя по электродинамической стойкости

,

.

Проверка выключателя по термической стойкости

где  – тепловой импульс от тока,

– предельный сквозной ток, кА;

 – время срабатывания защиты, с.

,

.

Следовательно.

Проверка выключателя по отключающей способности

где  – периодическая составляющая тока к.з., А;

 – апериодическая составляющая тока к.з., А;

 – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з., с;

,

.

Следовательно, условие по отключающей способности выполнено.

Проверим разъединителя установленного в шкафу секционного разъединителя типа GL1.

Проверка разъединителя по электродинамической стойкости

.

Проверка разъединителя по термической стойкости

.

Выбор защит КТП-10/0,4

Произведем выбор уставок защит для оной из цеховых КТП (ТП-1). В реле Sepam 2000 используются следующие защиты: максимальная токовая защита и токовая отсечка с действием на отключение, защита от перегрузки и защита от замыканий на землю с действием на сигнал.

Токовая отсечка

Ток срабатывания токовой отсечки выбираем по условию отстройки от максимального тока 3-х фазного к.з. за трансформатором 1000 кВА [3]

где  – коэффициент надежности;

 – максимальный ток 3-х фазного к.з. за трансформатором 1000 кВА.

А.

Чувствительность к току двухфазного к.з. в месте установки защиты в минимальном режиме работы электросети

.

Максимальная токовая защита

Ток срабатывания МТЗ выбираем по условию отстройки от тока самозапуска

где  – коэффициент самозапуска;

 – коэффициент возврата реле;

 – номинальный ток трансформатора, А.

А.

Время срабатывания МТЗ выбираем по условию согласования с отсечкой секционного выключателя 0,4 кВ КТП

с.

Защита от перегрузки

Ток срабатывания защиты

А.

Время срабатывания защиты принимаем 10с.

Защита от замыканий на землю

где  – коэффициент учитывающий бросок емкостного тока.

А.

2. Анализ промышленных шин для систем автоматизации

Одним из требований предъявляемых к современным автоматизированным системам с распределенным интеллектам, к которым относится разрабатываемая АСУ-Э, это использование унифицированных средств и систем автоматизации, программно-технических комплексов и интерфейсов взаимодействия уровней управления. По мере того, как интеллект системы становился все более распределенным, все очевиднее проявлялась потребность в общем, стандартном средстве связи, как между отдельными интеллектуальными устройствами, так и между ними, что позволило бы упростить визуализацию и управление контролируемым процессом. В результате появилось нескольких стандартов промышленных шин, применяемых в качестве средств связи различных устройств на цеховом уровне.

Промышленная автоматизация переживает сейчас большие изменения. Постепенно отходят от практики применения собственных систем и централизованных систем управления и начинают обращать внимание на системы с распределенным интеллектом. В результате фирменные и централизованные архитектуры понемногу сдают свои позиции на рынке, в то время как открытые распределенные системы (в которых для управления, сбора данных и обмена информацией используются промышленные шины - Fieldbus) начинают его завоевывать. Одна из причин этого кроется в том, что прокладка кабелей и развертывание системы с использованием промышленных шин обходится значительно дешевле. Системы с централизованным управлением обычно требуют, чтобы каждый датчик или группа датчиков подключалась к центральному контроллеру отдельным (и довольно дорогим) высококачественным кабелем. Напротив, в системе на базе промышленной шины рядом с каждым кластером датчиков располагается один интеллектуальный узел, преобразующий сигналы датчиков в цифровую последовательность и передающий их в этом виде в систему управления/мониторинга.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13