Тип | Sн. | U1 | U2 | uк.з. | iх.х. | Рх.х. | Рк.з. | Габарит | Масса |
кВА | кВ | кВ | %, | % | кВт | кВт | мм | т | |
ТМЗ | 0,4 | 5,5 | 1,4 | 2,45 | 12,2 | 2700´1750´3000 |
Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме Кз., %:
Кз. = ´ 100%
Кз. = ´ 100% = 60%
В аварийном режиме загрузка одного трансформатора Кз. ав., % составит:
Кз.ав. = ´ 100%
Кз.ав. = ´ 100% = 120%
Согласно ПУЭ, аварийной загрузки для КТП с трансформаторами типа коэффициент ТМЗ должен составлять не более 30%, если его коэффициент загрузки в нормальном режиме не превышал 70 – 75% и, причем с этой перегрузкой он может работать не более 120 минут при полном использовании всех устройств охлаждения трансформаторов, если подобная перегрузка не запрещена инструкциями заводов изготовителей. Так как электроприемники в цехе относятся ко 2 и 3 группе по бесперебойности электроснабжения, то в аварийном режиме возможно отключение части неответственных электроприемников.
Для выбранной КТП ТМЗ 1000/10/0,4 имеется большой трансформаторный резерв, что обеспечит дальнейший рост нагрузки цеха без замены трансформатора на большую мощность, во вторую смену можно отключить один трансформатор для экономии электроэнергии.
Расчет и выбор силовой (осветительной) сети на стороне 0,4 кВ магистральных шинопроводов ШМА
Магистральный шинопровод выбирается по номинальному току трансформатора.
Номинальный ток трансформатора Iн.тр., А
Iн.тр. = (2.17)
Iн.тр. = = 1519А
Принимаем к установке два магистральных шинопровода типа ШМА‑4–1600–44–1У3. [2]
Iн.шма ³ Iн.тр.
1600А > 1519А.
Таблица 2.4
Технические данные магистрального шинопровода
Тип | Iн.шма | Uн. | xo | ro | Динамическая стойкость | Сечение шины |
А | В | Ом/км | Ом/км | кА | мм | |
ШМА‑4–1600–44–1У3 | 0,17 | 0,031 |
Выбор распределительных шинопроводов ШРА
|
Принимаем к установке четырёхполюсные распределительные шинопроводы типа ШРА‑4. Выбираем их по максимальному расчётному току.
Iн.шра ³ Iм.
Пример выбора 1ШРА, Iм. = 157 А:
Принимаем к установке шинопровод ШРА‑4–250–32–1УЗ, I н.шра = 250А.
250А ³ 157А.
Выбор остальных ШРА производим аналогично. Данные выбора приведены в таблице 2.5
Таблица 2.5
Данные выбора ШРА
№ШРА | Iм., А | Тип ШРА | Iн.шра., А | Сечение шин, мм |
М1–1ШРА | ШРА‑4–250–32–1УЗ | А4 (5´35) | ||
М1–2ШРА | ШРА‑4–250–32–1УЗ | А4 (5´35) | ||
М1–3ШРА | ШРА‑4–250–32–1УЗ | А4 (5´35) | ||
М1–4ШРА | ШРА‑4–250–32–1УЗ | А4 (5´35) | ||
М2–5ШРА | ШРА‑4–400–32–1УЗ | А4 (5´50) | ||
М2–6ШРА | ШРА‑4–400–32–1УЗ | А4 (5´50) | ||
М2–7ШРА | ШРА‑4–250–32–1УЗ | А4 (5´35) | ||
М2–8ШРА | ШРА‑4–250–32–1УЗ | А4 (5´35) |
Выбор ответвлений от ШМА к ШРА
Ответвления от ШМА к ШРА выполняем поводами марки АПВ в тонкостенных трубах. Сечение поводов выбираем по номинальному току ШРА с учётом дальнейшего роста нагрузки.
Iдоп.пр. ³ Iдоп.шра
Для подключения нулевой шины ШРА предусматривается дополнительный провод, его проводимость, согласно ПУЭ, должна составлять 50% проводимости фазного.
Ответвление от ШМА к ШРА‑4–400–32–1УЗ выполняем проводом
АПВ 7 (1 ´ 95).
Iдоп.пр. = 200 × 2 = 400 А = Iдоп.шра = 400 А.
Ответвление от ШМА к ШРА‑4–250–32–1УЗ выполняем проводом
АПВ 7 (1 ´ 50).
|
Iдоп.пр. = 130 × 2 = 260 А. > Iдоп.шра = 250 А.
Выбор ответвлений от ШРА к отдельным электроприёмникам для участка цеха с подробной планировкой
Ответвления от ШРА к отдельным электроприёмникам выполняются проводами марки АПВ в тонкостенных трубах
Iдоп.пр. ³ Iн.
В качестве нулевого заземляющего провода прокладываем дополнительный провод, проводимость которого равна 50% проводимости фазного.
Пример выбора ответвления к станку №1, металлорежущий станок
Рн. = 22 кВт.
Iрасч = Рн / (√3хUхcos j х КПД)
Iрасч. = 22 / (√3х0,38х0,89х0,87) = 43,2 А
Ответвление выполняем проводом марки АПВ4 (1х 16), Iдоп.пр.= 55 А.
Iдоп.пр.= 55 А > Iрасч. = 43,2А
Таблица 2.6
Данные выбора ответвлений к электроприёмникам
Наименование электроприёмников | Рн., кВт | Кол-во | Iн., А | Марки и сечение провода | Iдоп.пр., А |
МРС | 63,1 | АПВ 3 (1 ´ 25) +1х16 | |||
МРС | 43,2 | АПВ 4 (1 ´ 16) | |||
МРС | 27,3 | АПВ 4 (1 ´ 16) | |||
МРС | 20,9 | АПВ 4 (1 ´ 5) | |||
МРС | 7,5 | 15,7 | АПВ 4 (1 ´ 5) | ||
МРС | 5,5 | 11,5 | АПВ 4 (1 ´ 2,5) | ||
Сварочные машины точечные | 263,1 | АПВ 7 (1 ´ 70) | |||
Сварочные машины шовные | 394,7 | АПВ 7 (1 ´ 120) | |||
Электропечи неавтоматизированные | 40,5 | АПВ 4 (1 ´ 16) | |||
Электропечи неавтоматизированные | 61,3 | АПВ 3 (1 ´ 25) +1х16 | |||
Электропечи неавтоматизированные | 123,7 | АПВ 3 (1 ´ 95) +1х50 | |||
Вентиляторы | 43,2 | АПВ 4 (1 ´ 16) | |||
Вентиляторы | 20,9 | АПВ 4 (1 ´ 5) | |||
Вентиляторы | 35,5 | АПВ 4 (1 ´ 16) | |||
Насосы | 7,5 | 15,7 | АПВ 4 (1 ´ 5) |
Расчёт троллейных линий
|
Выбор троллей осуществляем по двум условиям:
1) По нагреву в длительном режиме работы:
Iм. £ Iдоп.
2) По допустимой потере напряжения в пиковом режиме:
ΔU £ ΔUдоп.,
где ΔU доп. – допустимая потеря напряжения, %. Δ Uдоп. = 15%; [3]
ΔU – потеря напряжения, %. Определяется по формуле:
Δ U = m ´ ℓ, (2.18)
где m – удельная потеря напряжения, %/м;
ℓ – длина троллей, м.
Выбираем троллейный шинопровод для крана G = 5 т.
Рн1 = 7 кВт Iн1 = 20 А
Рн2 = 2,2 кВт Iн2 = 7 А = 3 ПВ = 25%
Рн3 = 11 кВт Iн3 = 28 А
Максимальный расчётный ток в ПКР Iпкр, А:
(2.19)
Iпкр = 7 + 20 + 28 = 55 А.
При Iпкр. < 60 А пересчет к ПВ = 100% не производится и Iн.пв=100% принимается равным Iпкр..
Пиковый ток Iпик, А:
(2.20)
Iпик. =7 + 20 + 3 ´ 28 = 111 А
Выбираем ближайший по номинальному току троллейный шинопровод ШТМ‑76, Iдоп. = 100 А. [4]
Iм. = 55 А < Iдоп. = 100 А.
Выбранные троллеи проверяем по допустимой потере напряжения в пиковом режиме.
Определяем потери напряжения выбранного шинопровода ΔU, %. Удельная потеря напряжения m = 0,085%/м, [6] Длина троллеи ℓ = 60 м.
ΔU = 0,085 ´ 60 = 5,1%
ΔU = 5,1% < ΔUдоп. = 15%.
Выбранные троллеи удовлетворяют обоим условиям.
Выбор аппаратов защиты: ШМА, ШРА, СП и отдельных приемников на участке с подробной планировкой
В качестве защиты в сети 0,4 кВ принимаем автоматические воздушные выключатели серии АВМ, А3700Б и АЕ‑2443.
Выбор вводного автомата 0,4 кВ на КТП [7]
В качестве вводного автомата на КТП принимаем автомат серии АМ с расцепителем 3, с селективной приставкой, выкатной.
Расчётный ток трансформатора с учётом перегрузки Iм., А
Iм. = (2.21)
Iм. = = 1975А
Принимаем в качестве вводных автоматы типа АВМ‑20 СВ ,
Iн.ав. = 2000 А > Iм. = 1975А
Iн.расц. = 2000 А > Iм. = 1975А
Защита распределительных шинопроводов ШРА
На ответвления от ШМА к ШРА устанавливаем автоматические выключатели типа А3700Б с комбинированным расцепителем.
Условия выбора автоматического выключателя:
а) по напряжению
Uн.авт. ³ Uн.уст.
б) по току
Iн.авт. ³ Iм.шра
Условия выбора расцепителя:
в) тепловой расцепитель
Iт.расц. ³ Iм.шра
г) электромагнитный расцепитель
Iэл.маг.расц. ³ 1,25 ´ Iпик.
Пример выбора автоматического выключателя для 5 ШРА, Iм. = 157,9А,
Iпик. = 584,3 А.
Принимаем для защиты 1ШРА автоматический выключатель А3716Б .
а) Uн.авт. = 660 В > Uн.уст. = 380 В
б) Iн.авт. = 160А > Iм.шра = 157,9А
в) Iт.расц. = 160А > Iм.шра = 157,9А
г) Iэл.маг.расц. = 4000 > 1,25 ´ Iпик. = 1,25 ´ 584 = 730А.
Для остальных ШРА выбор производим аналогично.
Таблица 2.7
Данные выбора защиты для ШРА
№ШРА | Тип ШРА | I м, А | Тип автомата |
1ШРА | ШРА – 4 | А3736Б | |
2ШРА | ШРА – 4 | А3736Б | |
3ШРА | ШРА – 4 | А3716Б | |
4ШРА | ШРА – 4 | А3716Б | |
5ШРА | ШРА – 4 | А3716Б | |
6ШРА | ШРА – 4 | А3726Б | |
7ШРА | ШРА – 4 | А3726Б | |
8ШРА | ШРА – 4 | А3726Б |
Защита отдельных электроприемников на участке с подробной планировкой [5]
Для защиты электроприемников применяем автоматические выключатели серии А3700Б, АЕ‑2443.
Условия выбора автоматического выключателя:
а) по напряжению
Uн.авт. ³ Uн.
б) по току
Iн.авт. ³ Iн.
Условия выбора расцепителя:
в) тепловой расцепитель
Iт.расц. ³ Iн.
г) электромагнитный расцепитель
Iэл.маг.расц. ³ 1,25 ´ Iпуск.
Выбор автоматического выключателя для станка №9, МРС
Рн. = 30 кВт, Iн. =93,9А, Iпуск. =469,5 А.
Для защиты станка принимаем автоматический выключатель А3716Б .
а) Uн.авт. = 660 В > Uн. = 380 В
б) Iн.авт. = 160 А > Iн. = 93,9 А
в) Iт.расц. = 100 А = Iн. = 93,9 А
г) Iэл.маг.расц. = 2000 > 1,25 ´ Iпуск. = 1,25 ´ 469,5 = 587 А
Выбор остальных автоматических выключателей производим аналогично.
Таблица 2.8
Данные выбора защиты электроприемников
Наименование электроприёмников | Рн., кВт | Кол-во | Iн., А | Тип автомата |
МРС | 63,1 | А3716Б | ||
МРС | 43,2 | А3716Б | ||
МРС | 27,3 | А3716Б | ||
МРС | 20,9 | А3716Б | ||
МРС | 7,5 | 15,7 | А3716Б | |
МРС | 5,5 | 11,5 | А3716Б | |
Сварочные машины точечные | 263,1 | А3736Б | ||
Сварочные машины шовные | 394,7 | А3736Б | ||
Электропечи неавтоматизированные | 40,5 | А3716Б | ||
Электропечи неавтоматизированные | 61,3 | А3716Б | ||
Электропечи неавтоматизированные | 123,7 | А3716Б | ||
Вентиляторы | 43,2 | А3716Б | ||
Вентиляторы | 20,9 | А3716Б | ||
Вентиляторы | 35,5 | А3716Б | ||
Насосы | 7,5 | 15,7 | А3716Б |
Защита троллейных линий
Защита троллейных линий кранов осуществляется предохранителями ПН‑2, установленными в силовом ящике типа ЯБПВУ.
Условия выбора плавкого предохранителя:
1) Uн.пр. ³ Uуст.
2) Iн.пп ³ Iпл.вст.
3) Iпл.вст. ³ ,
где α – коэффициент снижения пускового тока.
Выбираем защиту для крана G = 5 т.
Рн1 = 7 кВт Iн1 = 20 А IнS. = 55 А
Рн2 = 2,2 кВт Iн2 = 7 А Iпик. = 111 А
Рн3 = 11 кВт Iн3 = 28 А a = 1,6, пуск тяжёлый
Условия выбора плавкого предохранителя:
1) Uн.пр. = 380 В = Uуст. = 380 В
2) Iн.пп = 100 А > Iпл.вст. = 80 А
3) Iпл.вст. = 80 А > = = 69,38 А,
Принимаем для защиты ЯБПВУ‑1 .
Выбираем защиту для крана G = 10 т.
Рн1 = 11 кВт Iн1 = 32 А IнS. = 59 А
Рн2 = 2,2 кВт Iн2 = 7 А Iпик. = 120 А
Рн3 = 16 кВт Iн3 = 20 А a = 1,6, пуск тяжёлый
Условия выбора плавкого предохранителя:
1) Uн.пр. = 380 В = Uуст. = 380 В
2) Iн.пп = 100 А > Iпл.вст. = 80 А
3) Iпл.вст. = 80 А > = = 75 А,
Принимаем для защиты ЯБПВУ‑1 .
Расчет токов короткого замыкания на стороне 10 кВ и 0,4 кВ
Расчет токов короткого замыкания на стороне 10 кВ
ГПП завода питается от шин 110 кВ Волжской подстанции по ЛЭП‑110, длинной ℓ = 4 км. На ГПП‑1 установлены два силовых трансформатора Sн.тр.1 = 40 МВА Sн.тр.2 = 32 МВА, с расщепленными вторичными обмотками, работа шин 10 кВ раздельная. На районной подстанции установлены выключатели МКП‑110, их отключающая мощность по каталогу Sн.отк. = 4000 МВА.
Рисунок 2.2 Расчетная схема токов короткого замыкания
Расчет токов короткого замыкания ведем в относительных базисных единицах.
За базисную мощность принимаем мощность системы, т.е.
Sб. = Sс. = 3500 МВА.
За базисное напряжение принимаем то напряжение, где произошло короткое замыкание, т.е. Uб. = 10,5 кВ.
Тогда базисный ток на ступени 10,5 кВ составит:
(2.22)
кА
Все сопротивления отдельных элементов расчетной схемы приводим к базисным условиям:
· сопротивление системы х*б.с1
, (2.23)
где S²с. – мощность системы сверхпереходная, МВА. S²с. = 4000 МВА (согласно задания).
· сопротивление линии ЛЭП‑110‑х*бл2
, (2.24)
где х0 – индуктивное сопротивление линии, Ом/км. х0 = 0,4 Ом/км;
ℓ – длина линии, км. ℓ = 4 км (согласно задания).
· сопротивление трансформатора – х*бт3
, (2.25)
где uк% – напряжение короткого замыкания, %. uк% = 10,5% (по паспорту трансформатора);
Sн.тр. – номинальная мощность трансформатора, МВА. Sн.тр. = 32 МВА (по паспорту трансформатора).
Сворачиваем расчетную схему относительно точки короткого замыкания и составляем схему замещения.
Результирующее базисное сопротивление х*б.рез. составит:
х*б.рез. = х*б.с1 + х*б.л2 + х*б.т3 = 0,875 + 0,42 + 22,97 = 24,26
Находим сверхпереходный ток короткого замыкания в точке К‑1:
кА
Так как Sc. = Sб., то х*б.рас. = х*б.рез. = 24,26.
При хб.рас. > 3 точка К‑1 считается электрически удаленной от источника питания, поэтому установившееся значение тока короткого замыкания I¥ будет равно сверхпереходному току короткого замыкания I².
I¥ = I² = 7,94 кА
Действующее значение полного тока короткого замыкания за первый период Iу.:
Iу. = 1,52 ´ I² = 1,52 ´ 7,94 = 12 кА
Максимальное значение ударного тока короткого замыкания iу:
iу. = 2,55 ´ I² = 2,55 ´ 7,94 = 20,24 кА (36)
Сверхпереходная мощность короткого замыкания S²:
S² = ´ Uб. ´ I² = ´ 10,5 ´ 7,94 = 144,4 МВА (37)
2.4 Расчет токов в сети НН и выбор коммутационно-защитной аппаратуры.
Расчет токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ
При расчете токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ, кроме индуктивного сопротивления силовых трансформаторов, шинопроводов, кабелей, проводов, учитываем также их активное сопротивление. Определяем сопротивление системы при U = 10,5 кВ:
(2.26)
Все расчеты токов коротких замыканий ведем относительно ступениU = 0,4 кВ, поэтому приводим сопротивление системы при U = 10,5 кВ к ступени U = 0,4 кВ.
(2.27)
Определяем сопротивление кабельной линии хк:
, (2.28)
где х0 – среднее значение реактивного сопротивления линии, Ом/км.
х0 = 0,08 Ом/км. [8]
Ом
Так как активное сопротивление кабельной линии мало, то им пренебрегаем, считая, что rк. = 0.
Для расчета токов короткого замыкания определяем сопротивление отдельных участков электрической цепи на ступени 0,4 кВ: [8]
Сопротивление трансформатора ТП‑1000–10/0,4:
хтр = 8,56 мОм = 0,00856 Ом;
rтр = 1,95 мОм = 0,00195 Ом;
Сопротивление ШМА4–1600–44–1УЗ:
х0 = 0,17 мОм/м = 0,00017 Ом/м;
r0 = 0,031 мОм/м = 0,000031 Ом/м.
хшма = х0 ´ ℓ2 = 0,00017 ´ 5,2 = 0,000884 Ом;
rшма = r0 ´ ℓ2 = 0,000031 ´ 5,2= 0,0001612 Ом.
Сопротивление ответвления от ШМА к ШРА проводом АПВ 7 (1 ´ 95):
х0 = 0,06 мОм/м = 0,00006 Ом/м;
r0 = 0,28 мОм/м = 0,00028 Ом/м.
хапв1 = х0 ´ ℓ3 = 0,00006 ´ 18,5 = 0,00111Ом;
rапв1 = r0 ´ ℓ3 = 0,00028 ´ 18,5 = 0,00518 Ом.
Сопротивление ШРА4–400–32–1УЗ:
х0 = 0,1 мОм/м = 0,0001 Ом/м;
r0 = 0,13 мОм/м = 0,00013 Ом/м.
хшра = х0 ´ ℓ4 = 0,0001 ´ 22,75 = 0,002275 Ом;
rшра = r0 ´ ℓ4 = 0,00013 ´ 22,75 = 0,0029575 Ом.
Сопротивление ответвления от ШРА к электроприемнику проводом АПВ‑4 (1 ´ 16 )
х0 = 0,07 мОм/м = 0,00007 Ом/м;
r0 = 2,08 мОм/м = 0,00208 Ом/м.
хапв2 = х0 ´ ℓ5 = 0,00007 ´ 3,6 = 0,000252 Ом;
rапв2 = r0 ´ ℓ5 = 0,00208 ´ 3,6 = 0,007488 Ом.
Составляем схему замещения, на которой показываем отдельные элементы схемы в виде активного и индуктивного сопротивлений.
Находим ток короткого замыкания в заданных точках по формуле:
(2.29)
где zкз – полное сопротивление электрической цепи до заданной точки короткого замыкания, Ом.
(2.30)
Находим ток короткого замыкания в точке К‑5:
Ом
кА
Находим ток короткого замыкания в точке К‑4:
Ом
кА
Находим ток короткого замыкания в точке К‑3:
Ом
кА
Находим ток короткого замыкания в точке К‑2:
Для этого определяем сопротивление участка цепи на стороне 10 кВ в относительных базисных единицах:
х*б.рез.кз2 = х*б.расч. + х*б.к.
где х*б.расч. = 24,26;
х*б.к. – сопротивление кабельной линии, в относительных базисных единицах:
х*б.рез.кз2 = 24,26 + 0,76 = 25,02
Тогда ток короткого замыкания в точке К‑2 будет равен:
кА
Для того, чтобы проверить селективность действия реле РТ‑81/1 ток короткого замыкания в точке К‑2 пересчитываем на U = 0,4 кВ по формуле:
(2.31)
кА
Выбор и расчет релейной защиты. Построение карты селективности
Выбор и расчет релейной защиты
Для защиты фидера 10 кВ предусматривается максимальнотоковая защита и токовая отсечка. Защиту выполняем на реле типа РТ‑80.
Ток срабатывания определяем по формуле:
(2.32)
где Imax нагр. – максимальный ток нагрузки, который может проходить по защищаемому элементу в наиболее тяжелом режиме при аварийном отключении параллельно работающих трансформаторов и линии 10 кВ, А:
(2.33)
А
ктт – коэффициент трансформации тока:
;
кн. – коэффициент надежности. кн. = 1,6; [8]
ксх. – коэффициент схемы. ксх. = 1 (трансформаторы тока включены в неполную звезду); [8]
кр. – кратность тока нагрузки. кр = 2,2;
кв – коэффициент возврата реле. Для реле типа РТ‑80 кв = 0,85, но при кр > 1,6 кв не учитывается. [8]
А
Принимаем ток установки реле iуст. = 5 А. Определяем ток срабатывания защиты Iс.з., А:
(2.34)
Определяем коэффициент чувствительности защиты кч.:
(2.35)
Условие кч 1,5 выполняется.
Коэффициент чувствительности защиты, как резервной:
Iкз3(0,4) = 20,8 кА
кА
Согласование защиты трансформатора ТП на стороне 0,4 кВ и фидера 10 кВ по току:
Для защиты принимаем реле типа РТ‑81/1: [9]
iн.уст. = (4 – 10) А, принимаем iуст. = 5 А;
tн.ср. = (0,5 – 4) с.
Время уставки срабатывания защиты tуст. определяется:
tуст. = tср.АВМ + t, (2.36)
где tср.АВМ – уставка времени срабатывания АВМ. tср.АВМ = 0,25 с;
t – ступень селективности. t = 0,75 с.
tуст. = 0,25 + 0,75 = 1 с
Таблица 2 9
Времятоковая характеристика реле РТ‑81/1
I/Iуст. | 1,5 | |||||||||
I, кА | 0,3 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | ||
I0,4, кА | 7,9 | 10,5 | 15,75 | 26,25 | 31,5 | 36,75 | 47,25 | 52,5 | ||
tср. при tуст. = 1 с | 3,3 | 2,1 | 1,5 | 1,3 | 1,15 | 1,08 | 1,05 | 1,03 | 1,01 |
Ток отсечки отстраивается от тока короткого замыкания на низшей стороне трансформатора, ток короткого замыкания берется в конце защищаемого участка, т.е. на вводах 0,4 кВ трансформатора (К2).
кА
Ом
Ток токовой отсечки на стороне 0,4 кВ определяется по формуле:
Iто(0,4) = кн. ´ Iкз2, (2.39)
Iто(0,4) = 1,6 ´ 23,59 = 37,75 кА
Ток токовой отсечки на стороне 10,5 кВ составит:
кА
Кратность тока токовой отсечки для выбранного реле РТ‑81/1 принимаем
кто = 5. (2.38)
Построение карты селективности ступеней МТЗ
Селективностью, другими словами избирательность, защиты называют способность защиты при токах короткого замыкания и перегрузках отключать только поврежденный участок сети ближайшим к месту повреждения защитным аппаратом. Во всех случаях нужно стремиться к тому, чтобы токи короткого замыкания отключались аппаратом защиты без выдержки времени. Это уменьшает размеры повреждений, снижает опасность возгорания изоляции, прожога труб.
Проверку селективности действия защиты осуществляем путем сопоставления их защитных характеристик, наносимых в одном масштабе на карту селективности. Карту селективности строят в логарифмическом масштабе, по оси X откладывают ток, А, а по оси Y – время. Далее на построенную сетку карты селективности наносим защитные характеристики выбранных аппаратов защиты для рассматриваемого участка сети с указанием их типов; откладываем величины Iн.дв., Iп.дв., Iн.шра, Iпик.шра. Затем величины токов короткого замыкания рассчитанных для рассматриваемого участка откладываем на карту селективности по шкале токов и восстанавливаем перпендикуляры. Выбранная защита считается селективной, если отношение времени срабатывания соответствует условию:
tбол./tмен. ³ (1,7 ¸ 3).
Выбор и проверка элементов высокого напряжения: ячейки КРУ и ее оборудования, высоковольтного кабеля к цеховой ТП
Выбор ячейки КРУ на ГПП
Принимаем к установке на РП ячейки типа КРУ‑2–10Э с выключателями ВМП‑10К с электромагнитным приводом ПЭ‑11. [2] ъ
1 Выключатель ВМП‑10К с электромагнитным приводом ПЭ‑11
2 Трансформатор ТПЛ‑10
3 Трансформатор ТЗЛ – 0,5
В ячейке установлены два трансформатора тока ТПЛ‑10. Для питания земляной защиты применяется трансформатор тока ТЗЛ. [2]
Выбор и поверка оборудования ячейки
1) Выбор и проверка высоковольтного выключателя
Исходные данные:
I» = I¥ = 7,94 кА; Uн.уст. = 10 кВ (по заданию) iу. = 20,24 кА S² = 144,4 МВА
Iраб. = 39 А; tф. = 0,25 с
По исходным данным выбираем выключатель ВМП‑10К.
Таблица 2.10
Технические данные выключателя ВМП‑10К
Тип | Uн., кВ | Iн., А | imax, кА | It = 10 с, кАс | Iпо, кА | Sпо, МВА |
ВМП‑10К |
Проверяем выбор высоковольтного выключателя по следующим условиям:
а) по электрической прочности Uн.уст £ Uн.выкл.
Uн.уст. = 10 кВ = Uн.выкл. = 10 кВ
б) по нагреву в длительном режиме Iраб. £ Iн.выкл.
Iраб. = 39 А < Iн.выкл. = 600 А
в) поверка на динамическую устойчивость iу. £ imax
iу. = 20,24 кА < imax = 52 кА
г) поверка на отключающую способность S» £ Sпо (I» £ Iпо)
S» =144,4 МВА < Sпо = 350 МВА
I» = 7,94 кА < Iпо = 20 кА
д) проверка на термическую устойчивость I¥2 ´ tф £ It2 ´ t
I¥2 ´ tф = 7,942 ´ 0,25 = 15,8 кА2с < It2 ´ t = 142 ´ 10 = 1960 кА2с
Выбранный выключатель – ВМП‑10К подходит по всем условиям.
2) Выбор и проверка выключателя нагрузки
Исходные данные:
I» = I¥ = 7,94 кА; Uн.уст. = 10 кВ (по заданию) iу. = 20,24 кА S² = 144,4 МВА
Iраб. = 39 А; tф. = 0,25 с
По исходным данным выбираем выключатель ВНП3-17.
Таблица 2.11
Технические данные выключателя нагрузки ВНП3-17
Тип | Uн., кВ | Тип предохранит. | Iн.раб., А | Iпред.отключ. | iу.max, кА | Iвкл, А | Sпо, МВА | |
действ. | max | |||||||
ВНП3-17 | ПК‑100/50 | 8,6 | 24,99 |
Проверяем выбор выключателя нагрузки по следующим условиям:
а) по электрической прочности Uн.уст £ Uн.выкл.
Uн.уст. = 10 кВ = Uн.выкл. = 10 кВ
б) по нагреву в длительном режиме Iраб. £ Iн.выкл.
Iраб. = 39 А < Iн.выкл. = 50 А
в) поверка на динамическую устойчивость iу. £ imax
iу. = 20,24 кА < imax = 25 кА
г) поверка на отключающую способность S» £ Sпо (I» £ Iпо)
S» =144,4 МВА < Sпо = 300 МВА
I» = 7,94 кА < Iпо = 12 кА
д) проверка на термическую устойчивость I¥2 ´ tф £ It2 ´ t
I¥2 ´ tф = 7,942 ´ 0,25 =15,8 кА2с < It2 ´ t = 122 ´ 10 = 1440 кА2с
Выбранный выключатель нагрузки – ВНП3-17 подходит по всем условиям.
3) Выбор и проверка трансформатора тока
Для питания релейной защиты фидера от междуфазных коротких замыканий и токовых цепей измерительных приборов устанавливаем в фазах А и С трансформаторы тока типа ТПЛ‑10 . [5]
Вторичные обмотки соединены по схеме неполной звезды Ксх. = 1.
Таблица 2.12
Технические данные трансформаторы тока ТПЛ‑10
Тип | Uн., кВ | Iн1, А | Iн2, А | кл. точн. | Кд. | Кt1 | Z2н., Ом |
ТПЛ‑10 | 0,5 | 0,8 |
Проверяем выбор трансформатора тока по следующим условиям:
а) по электрической прочности Uн.уст £ Uн.тт
Uн.уст. = 10 кВ = Uн.тт = 10 кВ
б) по нагреву в длительном режиме Iраб. £ Iн1
Iраб. = 39 А < Iн1 = 200 А
в) поверка на динамическую устойчивость iу. £ Кд. ´ Iн1 ´
iу. = 20,24 кА < Кд. ´ Iн1 ´ =250 ´ 200 ´ = 70,71 кА
г) проверка на термическую устойчивость I¥2 ´ tф £ (Кt1 ´ Iн1)2 ´ t
I¥2 ´ tф = 7,942 ´ 0,25 = 15,8 кА2с < (Кt1 ´ Iн1)2 ´ t = (90 ´ 0,2)2 ´ 0,25 = 81 кА2с
Выбранный трансформатор тока удовлетворяет всем условиям. Окончательно принимаем трансформатор рока типа ТПЛ‑10 .
Расчёт и выбор высоковольтного кабеля U = 10 кВ к ТП
Для питания трансформаторов цеховой КТП от РП – 10 выбираем два кабеля марки ААБ, прокладываемые в траншее [2]
Выбор кабелей производим по четырём условиям:
а) по электрической прочности Uн.каб. ³ Uн.уст.
Uн.каб. = 10 кВ = Uн.уст. = 10 кВ
б) по нагреву в аварийном режиме Iдоп. ³ Iав.