Параметры синхронных двигателей приведены в таблице 8.2.

Таблица 8.2 - Параметры синхронных двигателей

Располагаемая реактивная мощность СД:

Qсд.мi = ,                                                            (8.3)

где αмi – коэффициент допустимой перегрузки СД по реактивной мощности, зависящий от загрузки βсдi по активной мощности и номинального коэффициента мощности соsφнi.

Примем, что все синхронные двигатели имеют βсд = 0,9, тогда αм = 0,58.

Результаты расчета приведены в таблице 8.2.

Определение затрат на генерацию реактивной мощности отдельными источниками.

Определение удельной стоимости потерь активной мощности от протекания реактивной мощности производим по формуле:

С0 = δ,                                                                        (8.4)

где δ – коэффициент, учитывающий затраты, обусловленные передачей по электрическим сетям мощности для покрытия потерь активной мощности:

α – основная ставка тарифа, руб/кВт;

β – стоимость 1 кВт∙ч электроэнергии (дополнительная ставка тарифа);

Для 110 кВ: α = 2165,76 руб/кВт год; β= 0,941 руб/кВ∙ч

Км = ∆Рэ/∆Рм = 0,93 – отношение потерь активной мощности предприятия ∆ Рэ в момент наибольшей активной нагрузки энергосистемы к максимальным потерям ∆Рм активной мощности предприятия;

τ – время использования максимальных потерь, ч.

С0 = 1,02×(2165,76×0,93 + 1,04×2198,77) = 4205,69 руб/кВт.

Непосредственное определение затрат на генерацию реактивной мощности:

- для низковольтных БК (0,4 кВ)

З1г.кн = Е·КБКН + С0·ΔРБКН ,                                                                 (8.5)

З1г.кн = 0,223·360000+4205,69·4 = 93502,78 руб/Мвар

- для высоковольтных БК (10 кВ)

З1г.кв = З10 = Е∙КБКВ∙ Кпр.ц + С0∙ΔРБКв ,                                                                                   (8.6)

З1г.кв = 0,213·180000+4205,69·4 = 46751,39 руб/Мвар

- для синхронных двигателей

 З1г.сдi = С0∙; З2г.сдi = С0∙ .                                         (8.7)

Результаты расчета затрат для СД приведены в таблице 8.3.

Таблица 8.3 – Расчёт затрат для СД

Определение эквивалентных активных сопротивлений ответвлений с ТП, подключенных к 1-ой секции СШ ГПП. Для расчета оптимальной реактивной мощности, генерируемой низковольтными БК, необходимо знать эквивалентные сопротивления соответствующих ТП.

Эквивалентные сопротивления для СД:

Rэ.сд =  ,                                                                      (8.8)

Результаты расчётов приведены в таблице 8.4.

Таблица 8.4 – Выбор конденсаторных установок

Эквивалентные сопротивления для ТП 1-4,5,6, питающихся по радиальной линии (рисунок 8.2, а), определим по формуле:

Rэ = Rл + Rтр.                                                                                (8.9)

Для питающихся по магистральной линии ТП 7,8, введем обозначения:

r01 = Rл1 ; r12 = Rл2 ;

r1 = Rтр1 ; r2 = Rтр2 ;

Эквивалентная проводимость точки 1 схемы (рисунок 8.2,б) определяется по формуле:

,                                                                         (8.10)

С учетом полученного, эквивалентные сопротивления присоединений указанных ТП определяются по формулам:

Rэ1 = ,                                                                          (8.11)

Rэ2 =.                                                                   (8.12)

Значения эквивалентных сопротивлений записываем в таблицу 8.4.

Определение реактивной мощности источников, подключенных к 1-ой секции СШ 10 кВ ГПП. Оптимальные реактивные мощности низковольтных БК, подключенных к ТП, определяем в предположении, что к этим шинам ГПП подключена высоковольтная БК (при этом коэффициент Лагранжа λ = З10):

Qсi = Q1i + ΔQтi +Q1i + ΔQтi +,                             (8.13)

где а = 1000/=1000/10 = 10 кВ-2

 Мвар∙Ом.

Результаты расчета мощностей Qсi низковольтных БК сводим в таблицу 8.4.

Реактивные мощности СД:

Qсд =  .

Результаты расчётов приведены в таблице 8.3.

Определение мощности высоковольтной БК, подключаемой к СШ 10 кВ ГПП, производим из условия баланса реактивных мощностей на СШ 10 кВ ГПП:

Q0 = , (8.14)

Q'эс = α ∙ Рр , (8.15)

Q'эс = 0,31 · 22,8 = 6,94 МВар,

Qр = 2 · Qр1 = 2 · +Qад+ Qэту, (8.16)

Qр = 2 ·((13,143+1,207)+1,26) = 27,7 МВар,

Q''эс = Qр − , (8.17)

Q''эс = 27,72 −= 20,89 МВар,

Qэс1 = МВар,

Qр1= МВар,

Qсi=4,625 МВар.

Подставим все найденные значения в формулу (8.14):

Q0 = 13,86 −4,625 − 1,17 − 3,47 = 4,6 Мвар > 0

Баланс реактивной мощностей на сборных шинах 10 кВ главной понизительной подстанции проверятся как равенство генерируемых Qг и потребленных Qр реактивных мощностей:

Qрi = , (8.18)

Qг1 =, (8.19)

Qг1 =( 4,625 + 1,17 + 4,5+3,47)= 13,76 МВар,

Qр = 13,76 МВар.

Погрешность составляет 0,73%

Значение коэффициента реактивной мощности tgφэ, заданного предприятию энергосистемой:

tgφэ =  , (8.20)

tgφэ =

Зная величины мощностей конденсаторных компенсирующих устройств, определяем расчетный коэффициент реактивной мощности на вводе главной понизительной подстанции:

tgφр =  ,                                 (8.21)

tgφр =.

Резерв реактивной мощности:

Qрез% =

8. Релейная защита синхронного эл. двигателя 10кВ мощностью Р=3200 кВт

Исходные данные:

Тип СТД - 3200/10000 напряжение Uн = 10000 В ток Iн = 208 А пусковой коэф. Кпуск = 5,0 КПД h = 97,3 % Коэф. мощности cos j = 0,89 Тип ТТ ТЛК-10 коэф. тр-ции 300/5 соединение тр-ров тока в полную звезду Сердечник типа «Р»

Согласно ПУЭ на электродвигателях устанавливаются следующие виды защит:

-     защита от многофазных и витковых замыканий в обмотке статора;

-     защита от перегруза;

-     защита от однофазных замыканий на землю;

-     защита минимального напряжения;

-     защита от асинхронного режима.

Для обеспечения выполнения функций релейной защиты, автоматики, а также управления и сигнализации применяю устройство микропроцессорной защиты «Сириус-21-Д»

Устройство «Сириус-21-Д» является комбинированным микропроцессорным терминалом релейной защиты и автоматики.

Применение в устройстве модульной микропроцессорной архитектуры наряду с современными технологиями поверхностного монтажа обеспечивает высокую надежность, большую вычислительную мощность и быстродействие, а также высокую точность измерения технических величин и временных интервалов, что позволяет снизить ступени селективности и повысить ступени терминала.

8.1 Защита от многофазных и витковых замыканий в обмотке статора (первая ступень МТЗ)

Многофазные и витковые повреждения происходят довольно редко, и как правило, являются результатом развития замыкания на корпус, из-за местных перегревов изоляции, дефектов активной стали статора. Двойные замыкания возникают при уже имеющимся замыкании на землю в сети, при этом второй пробой чаще всего происходит в коробке выводов или на первых витках обмотки. Многофазные короткие замыкания могут быть на выводах обмотки статора или внутри электродвигателя. Опасность внутренних повреждений заключается в том, что токи, протекающие в месте повреждения, могут многократно превышать токи в обмотке статора при повреждении на линейных выводах. Мощная дуга, возникающая в месте КЗ, приводит к пожару в электродвигателе, уничтожающему значительную часть обмотки. Многофазные КЗ, происходящие в близи линейных выводов статорной обмотки, вызывают резкое снижение напряжения на зажимах всех электродвигателей, питающихся от тех же шин, и могут вызвать значительные динамические воздействия на обмотки статоров неповрежденных электрических машин.

Определение токов внутренних КЗ достаточно сложно, т.к. внутри машины образуются несколько контуров, электрически и магнитно-связанных друг с другом. По этому в условиях эксплуатации чувствительность защит от многофазных КЗ определяется при повреждениях на линейных выводах электродвигателя и должна быть, как для основной защиты, больше 2,0 при минимально возможном токе двухфазного КЗ.

Токовая отсечка

В соответствии с ПУЭ для защиты электродвигателей от многофазных КЗ в случаях, когда не применяются предохранители, должна предусматриваться токовая отсечка без выдержки времени, отстроенная от пусковых токов при выведенных пусковых устройствах, с реле прямого или косвенного действия, выполненная: для электродвигателей мощностью менее 2000 кВт в виде одно-релейной отсечки, включенной на разность токов двух

фаз; для электродвигателей мощностью от 2000 кВт до 5000 кВт в виде двух релейной отсечки при условии, что на этих электродвигателях установлена защита от однофазных или двойных замыканий на землю с действием на отключение.

При отсутствии защиты от замыкания на землю или защиты от двойных замыканий на землю токовая отсечка выполняется трех релейной с тремя трансформаторами тока.

Для электродвигателей мощностью 5000 кВт и более, а также для электродвигателей мощностью менее 5000 кВт, если установка токовых отсечек не обеспечивает выполнения требуемой чувствительности и выведены нулевые вывода, должна предусматривается продольная дифференциальная токовая защита в двухфазном исполнении при наличии защиты от замыкания на землю или в трехфазном исполнении с тремя ТТ при невозможности установки защиты от замыкания на землю.

Чувствительность защит и отсечек определяется при КЗ на линейных выводах электродвигателя и должна бить не менее 2,0 в минимальных условиях работы сети.

Ток срабатывания реле выбирается по условию отстройки от максимального тока в режиме пуска электродвигателя при номинальном напряжении сети

,

где котс = 1,2 - коэффициент отстройки, учитывающий погрешности ТТ и защиты;

Ксх = 1 – коэффициент схемы, для ТТ соединённых по схеме полной звезды;

I”max – наибольшее действующее значение периодической составляющей тока внешнего трехфазного металлического КЗ или тока, протекающего через ТТ защиты в режиме самозапуска.

Для двагателя мощностью более 2МВт

А.

Ток срабатывания реле:

 А.

Так как уставка (МТЗ-1) может быть выбрана в диапазоне от 2 до 200 А с дискретностью 0,01 А, то принимаем Iуст = 20,8 А.

Коэффициент чувствительности:

.

Выбранная уставка проходит по коэффициенту чувствительности.

8.2 Защита от перегруза, асинхронного хода (вторая ступень МТЗ)

Увеличение тока в обмотках электродвигателей вызывает перегрев изоляции обмоток, сердечников статора и ротора. Увеличение температуры изоляции, т.е. уменьшение разницы между фактической ее рабочей температурой и предельно допустимой, вызывает снижение срока службы изоляции, а быстрый дополнительный нагрев обмоток может привести к опасным деформациям.

Перегрузки делятся на кратковременные, когда температура обмотки не успевает достичь установившегося значения, и длительные, когда температура обмотки достигает установившегося значения, соответствующего величине перегрузочного тока.

В качестве допустимого тока Iдоп следует принимать максимальный длительный ток статора, соответствующий номинальной мощности.

В соответствии с ПУЭ защита от перегруза устанавливается не на всех электродвигателях, а только на тех, которые подвержены перегрузке по технологическим причинам и на двигателях с тяжелыми условиями пуска и самозапуска (длительность прямого пуска непосредственно от сети 20 сек. и более), перегрузка которых возможна при чрезмерном увеличении длительности пускового периода вследствие понижения напряжения в сети.

На электродвигателях подверженных перегрузке по технологическим причинам, защита должна выполнятся с действием на сигнал и автоматическую разгрузку, при невозможности разгрузки или отсутствии дежурного персонала допускается действие защиты на отключение.

Если отключение электродвигателя не приводит к нарушению технологического процесса или имеют место тяжелые условия пуска и самозапуска, то защита от перегрузки также действует на отключение.

Расчет защиты от перегруза.

Защита (МТЗ-2) работает сначала на сигнал, а с выдержкой времени на отключение ,так как сразу отключение электродвигателя приводёт к нарушению технологического процесса,

Первичный ток срабатывания защиты от перегрузки выбирается по условию отстройки от номинального тока электродвигателя:

, (9.3)

 где:

котс - коэффициент отстройки, равен 1,05;

кв - коэффициент возврата равный 0,95, для микропроцессорной защиты «Сириус21Д»;

Iдлит.доп. - длительно допустимый ток электродвигателя.

В соответствии с ПУЭ номинальная мощность электродвигателей должна сохранятся при отклонении напряжения до ± 10%, т.е.

 А.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9