Ниже представлена однолинейная схема из одного варианта схемы электрических соединений ДЭС и связи электроагрегата с сетью 380 В группы резервных потребителей с распределительным пунктом.

Состав схемы:

Т – трансформатор 10/0,4 кВ,

S2 – рубильник,

FU – плавкий предохранитель,

Шины 0,4 кВ,

Д – кабельная вставка,

S1 – переключающий рубильник,

QF – автоматический выключатель,

ТА – трансформатор тока,

PI – счетчик электрический,

G – генератор.

Рис. 4.1 Схема электрических соединений ДЭС.

Помещение ДЭС располагают вблизи производственного помещения с вводным РП. Этот вариант обеспечивает как групповое, так и индивидуальное резервирование ответственных приемников. Электроагрегат подключает к шинам 0,4 кВ РП через распределительное устройство Д1 с переключающим рубильником 1. Устройство Д1 устанавливают в в помещении распределительного пункта РП Щит собственных нужд ДS подключен к РП.

В нормальном режиме работы питание основных потребителей осуществляется от внешнего источника электроснабжения – трансформаторной ПС через переключающий рубильник и распределительный пункт РП. Рукоятка рубильника S1 устанавливается в положении «Q» - «включена сеть».

В аварийном режиме работы при исчезновении напряжения от ТП запускают (вручную) Электроагрегат. Рукоятку рубильника S1 устанавливают в положении «S» - «включена ДЭС».

Электрическая схема КТП 10/0,4 кВ мощностью 400 кВ состоит: из разъединителя 10 кВ РЛНД с заземляющими ножами, установленного на ближайшей опоре линии 10 кВ; вентильных разрядников для защиты оборудования от атмосферных и коммутационных перенапряжений на стороне 10 кВ и предохранителей, установленных в одном устройстве высшего напряжения, обеспечивающих защиту трансформатора от многофазных КЗ.

Предохранители соединены соответственно с проходными изоляторами и силовым трансформатором. Остальная аппаратура размещается в нижнем отсеке (шкафу), т.е. РУ 0,4 кВ. На вводе РУ 0,4 кВ установлены рубильник, вентильные разрядники для защиты от перенапряжений на стороне 0,4 кВ, трансформаторы тока, питающие счетчики активной энергии и трансформаторного тока, к которым подключено тепловое реле, обеспечивающее защиту силового трансформатора от перегрузки. Включение, отключение и защита отходящих линий 0,4 кВ от КЗ и перегрузки осуществляется автоматическими выключателями. При этом для защиты линий от однофазных КЗ в нулевых проводах ВЛ 0,4 кВ установлены токовые реле.

5.                 Выбор сечения проводов ВЛ-10 кВ

Электрический расчет линии 10 кВ производится с целью выбора марки Ии сечения провода и определение потерь напряжения и энергии. Сечение проводов выбирается нагрузки с учетом надежности.

Выбираемое сечение проводов проводится:

по допустимому нагреву.

                                                                                         (5.1)

по потере напряжения

                                                                                     (5.2)

Определяем рабочий ток линии

                                                                                  (5.3)

Где Sрасч – расчетная полная мощность, кВа,

Uном – номинальное напряжение, кВ.

Питание потребительских ПС10/0,4 кВ осуществляется от одной линии.

∑S = SТП = 354,6 кВа.

Сечение провода определяется по экономической плотности тока.

                                                                                     (5.4)

где jэк – экономическая плотность тока, А/мм2. jэк = 1,1 А/мм2 []

Согласно ПУЭ для III климатического района по гололеду принимаем провод АС сечение провода должно быть не менее 50 мм2. Выбираем провод АС-50.

Iдоп = 210 А.

Iдоп = 210 А > Ipmax = 20?5 А.

Условие выполнено.

Рассчитываем потери напряжения в линии

                                                                      (5.5)

где Рр, Qр – мощности активная и реактивная, Вт,

 - длина линии, км,

Х0 – реактивное сопротивление линии, Ом/км, Х0 = 0,40 Ом/км. []

R0 – активное сопротивление линии, Ом/км. R0 = 0,60 Ом/км. []

∆Uдоп = - 6% ≥ 1,28%.

Определяем потери электроэнергии на линии.

                                                                            (5.6)

где Ipmax – рабочий ток линии,А

R0 – активное сопротивление линии, Ом/км,

τ – время максимальных потерь, час, τ = 1450 час. [].

Потери энергии в линии, %.

                                                                      (5.7)

где Wгод – годовое потребление энергии. Wгод = Ррасч∙Тmax.

Тmax – время использования максимальной мощности. Тmax = 2700 час.

.

Потеря энергии в трансформаторе, %.

                                                                           (5.8)

где ∆Wт – потеря энергии в трансформаторе. []

.

Рассчитаем линию 0,4 кВ.

Разбиваем нагрузку не две линии.

Линия 1, 3 -

Линия 2 -

Расчет линии 0,4 кВ ведем методом интервалов.

Определим эквивалентную мощность:

Sэквив1 = Sр1∙Кд                                                                                 (5.9)

Где Кд – коэффициент динамики роста. Кд = 0,7 [].

Sэквив1 = 152∙0,7=106,4 кВа

Sэквив2 = 203,8∙0,7=143 кВа.

Выбираем провод А-50.

6.                 Расчет токов КЗ

Расчет токов короткого замыкания необходим для выбора аппаратуры и проверки элементов электроустановок на электродинамическую и термическую устойчивость, проектирования и наладки релейной защиты.

Расчет токов КЗ начинаем с выбора расчетной схемы, на которой указывается марки проводов и их сечение, длина линий, силовые трансформаторы их мощность.

На расчетную схему наносим точки КЗ.

Рис. 6.1 Расчетная схема замещения

На схеме замещения указываются индуктивные и реактивные сопротивления основных элементов системы, линии, трансформаторов.

На схеме расставляются точки КЗ. Расчет ведем методом именнованных единиц. Принимаем базисное напряжение средненоминальное напряжение одной ступени

Uб = 10,5 кВ.

Рис. 6.2 Схема замещения

Определяем сопротивление схемы замещения.

Сопротивление системы.

                                                                                        (6.1)

ХС = 1,

где  - мощность КЗ , кВа.

Сопротивление линии активное.

                                                                  (6.2)

Сопротивление реактивное.

                                                                (6.3)

где R0, X0 – активное и реактивное сопротивление линии, Ом/км.

 - длина линии, км.

Uном – номинальное напряжение, кВ.

Сопротивление трансформатора.

                                                                                  (6.4)

                                                                                   (6.5)

где Рк – потери КЗ в трансформаторе, кВт.

Uк – напряжение КЗ, %,

SНТ – номинальная мощность трансформатора, кВ,

UН – номинальное напряжение, кВ.

Результирующее сопротивление до точек КЗ.

                                                                                  (6.6)

Трехфазный ток КЗ.

                                                       (6.7)

Ток двухфазного КЗ.

                                                                                   (6.8)

Ударные токи КЗ.

                                                                                (6.9)

Где Куд – коэффициент ударности. []

Мощность КЗ.

                                                                                      (6.10)

где ZQ – сопротивление контактов, принимаем ZQ = 15 Ом.

Сопротивление линии 10 кВ.

.

Расчет точки К-1.

Определяем сопротивление трансформатора.

Трехфазный ток КЗ.

.

Двухфазный ток КЗ.

Мгновенное значение ударного тока КЗ.

Определяем сопротивление линии 0,4 кВ для провода А-50.

Хл1 = Х0= 0,35∙0,2 = 0,07 = 70мОм.

Rл1 = R0=0,59∙0,2 = 0,118 = 118 мОм.

Хл2 = Х= 0,35∙0,3 = 0,105 = 105мОм.

Rл2 = R0=0,59∙0,3 = 0,147 = 147 мОм.

Результирующее сопротивление.

                                                                     (6.11)

.

Трех фазные токи в точках К-2, К-3, К-4.

Точка К-2

Точка КЗ

7.                 Выбор защитной аппаратуры трансформаторов 10/0,4 кВ

Защита трансформатора 10/0,4 кВ.

Силовые трансформаторы со стороны высокого напряжения защищаются предохранителями ПК-10.

Условия выбора плавких предохранителей:

                                                                                     (7.1)

где Uнпред, Uнсети – номинальное напряжение предохранителя, сети, кВ.

Iнпл.вст – номинальный ток плавленой вставки, а

 - ток трех фазного КЗ в точке К-1, кА

Iнт – номинальный ток трансформатора, А.

Определяем номинальный ток трансформатора.

                                                                                    (7.2)

По номинальному току трансформатора выбираем плавную вставку, обеспечивающую отстройку от бросков намагничивающего тока трансформатора.

Iв = (2…3) ∙Iнт

Iв = (2…3)∙32 = 46…69 А

Принимаем Iв = 50 А. [].

Определяем расчетный ток КЗ с учетом коэффициента трансформации.

                                                                                    (7.3)

Где, Кн – коэффициент надежности. Кн = 1,3 []

Кт – коэффициент трансформации.

По амперсекундной характеристике округляем время переключения плавной вставки. Zв = 0,75 с. [].

Определяем допустимое время протекания тока КЗ по трансформатору.

tд = 900/К2

где

tд = 900/15,82 = 3,6 с.

Так как tв = 0,75 с. < tд = 3,6 с., то термическая устойчивость трансформатора будет обеспечена.

8.                 Расчет защиты линии 10 кВ

Линия напряжением 10 кВ защищается от токов КЗ с помощью максимальной токовой защиты (МТЗ) и токовой отсечкой (ТО) с действием на отключение защиты выполняется на реле типа РТВ РТМ или РТ-85.

Ток срабатывания защиты.

Определяем по условиям:

1.     при отстройке от рабочего максимального тока

                                                                            (8.1)

2.     по условию селиктивности

где Кн, Кз, Кв – коэффициенты надежности, самозапуска, возврата.

}для реле РВТ

Кн – 1,3

}для реле РТ-85

Кв - 0,65

Кн – 1,2

Кв – 0,8

Кз – 1,1 для всех видов реле.

Рабочий максимальный ток линии.

                                                                                     (8.2)

Выбираем трансформатор тока типа ТПЛ-10-0,5/Р по условию номинального тока первичной обмотки трансформатора тока.[]

По шкале номинальных токов выбираем Iн = 30А.

Коэффициент трансформации тока Ктт = 30/5 = 6.

Ток срабатывания реле

                                                                                 (8.3)

где Ксх = 1 – коэффициент схемы для «неполной звезды»

Принимаем ток уставки реле РТВ-IV Iур = 10 А.

Действительное значение тока срабатывания защиты:

 (8.4)

.

Определяем чувствительность защиты в основной зоне.

                                                                                           (8.5)

где Iк – ток КЗ в точке К – 1.

>Кч = 1,5

Чувствительность обеспечена.

Защита линии 0,4 кВ.

Линия 0,4 кВ защищает от токов КЗ воздушными автоматическими выключателями.

Условия выбора автоматических выключателей:

                                                                                 (8.6)

где UHа, UHУ – номинальные напряжения автомата, установки, кВ.

Iа, IHP, IРЭ – номинальный ток автомата, теплового расцепителя, электромагнитного расцепителя, А.

 - ток трехфазного КЗ в месте установки автомата, кА.

Линия №1.

Расчетный ток линии.

.

.

Выбираем автомат серии А3724Б:

IHа = 250А,

IHP=250A,

Iпр.откл = 74кА,

IHЭ = 10∙IНР = 10∙250 = 2500 А.

Аналогично рассчитываем линию №3. Рассчитываем ток линии №2

Выбираем автомат А3734:

IHа = 400А,

IHP=400A,

Iпр.откл = 100кА,

IHЭ = 4000 А.

Определим чувствительность защиты. Максимальный ток расцепителя IHP=250A, IHP=400A. Определяем коэффициент чувствительности защиты.

Чувствительность обеспечена.

9. Расчет и выбор компенсации реактивной мощности по ПС 10/0,4 к В

Компенсация реактивной мощности или повышение коэффициента мощности (cosφ) имеет большое значение. Повышение cosφ или уменьшение реактивной мощности снижает потери активной мощности и повышает напряжение. На тех участках, где потребление реактивной мощности увеличивается, потери активной мощности тоже увеличиваются, а напряжение снижается. На тех участках, где потребление реактивной мощности увеличивается, увеличивается пропускная способность электроснабжения, и создаются возможности применения проводов меньших сечений при перегрузке той же активной мощности. Мероприятия, проводимые по компенсации реактивной мощности электроустановки:

1. не требующие применения компенсирующих устройств (переключения статорных обмоток асинхронных двигателей с треугольника на звезду, устранения режима работы асинхронных двигателей без нагрузки и т.д);

2. мероприятия, связанные с применением компенсирующих устройств статических конденсаторов, синхронных двигателей.

Статические конденсаторы изготавливают из определенного числа секций, которые в зависимости от рабочего напряжения, рассчитанной величины реактивной мощности соединенной между собой параллельно, последовательно или параллельно-последлвательно. Соединение трехфазных конденсаторов в треугольник. Напряжение конденсаторов соответствует номинальному напряжению сети. Разъединение конденсаторов осуществляется автоматически после каждого отключения батареи от сети. При естественном коэффициенте мощности (cosφ) на подстанции 10/0,4 кВ менее 0,95 рекомендуется компенсация реактивной мощности, так как рассчитанный коэффициент мощности cosφ = 0,85, то необходимо установка конденсаторных батарей. Определяем величину реактивной мощности, которую необходимо компенсировать до cosφ = 0,95.

QК = Qест – 0,33Р                                                                                     (9.1)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7