9.3 Выбор аппаратов напряжением 0,4 кВ
Выберем автоматический выключатель
Условия выбора:
1.По номинальному напряжению.
2.По номинальному длительному току.
Условия проверки выбранного предохранителя
1. Проверка на отключающую способность.
Ранее в пункте 7.3. был выбран автомат типа АВМ10Нс UНОМ = 0,38 кВ; IНОМ = 1000 А; IН откл = 20 кА.
Проверка на отключающую способность:
Выбранный автомат проходит по условию проверки.
10. Проверка КЛЭП на термическую стойкость
Согласно [3] выбранные ранее кабели необходимо проверить на термическую стойкость при КЗ в начале кабеля.
Проверять будем кабели, отходящие от ПГВ, так как для остальных КЛЭП не известны токи КЗ.
Проверка проводится по условию:
где с = 0,92 – термический коэффициент для кабелей с алюминиевыми однопроволочными жилами и бумажной изоляцией согласно [7], А×с2/мм2;
tотк – время отключения КЗ, с;
tа – постоянная времени апериодической составляющей тока КЗ, с;
F – сечение КЛЭП, мм2.
Рассмотрим расчет на примере КЛЭП ПГВ-ТП1
кА
Увеличим сечение до 95 мм2, тогда
кА > IКЗ = 9,213 кА,
что допустимо
Результаты проверки кабелей на термическую стойкость сведем в табл.18.
Таблица 18. Результаты проверки КЛЭП на термическую стойкость.
Наименование КЛЭП
F, мм2
Iтер, кА
IКЗ, кА
ПГВ-ТП1
70
7,2
9,213
ПГВ-ТП2
35
3,6
ПГВ-ТП3
ПГВ-ТП4
ПГВ-ТП5
ПГВ-ТП6
16
1,6
ПГВ-ТП7
ПГВ-ТП8
50
5,14
ПГВ-ТП10
ПГВ-ТП11
ПГВ-ТП12
25
2,57
ПГВ-ТП13
95
9,77
ПГВ-РП
240
24,69
РП-ТП9
РП-ТП14
РП-ТП15
10
1,3
По режиму КЗ при напряжении выше 1 кВ не проверяются:
1. Проводники защищенные плавкими предохранителями не зависимо от их номинального тока и типа.
2. Проводники в цепях к индивидуальным электроприемникам, в том числе цеховым трансформаторам общей мощностью до 2,5 МВА и с высшим напряжением до 20 кВ, если соблюдены одновременно следующие условия:
– в электрической или технологической части предусмотрена необходимая степень резервирования, выполненного так, что отключение указанных электроприемников не вызывает расстройства технологического процесса;
– повреждение проводника при КЗ не может вызвать взрыва или пожара;
– возможна замена проводника без значительных затруднений.
3. Проводники к отдельным небольшим распределительным пунктам, если такие электроприемники и распределительные пункты являются не ответственными по своему назначению и если для них выполнено хотя бы только условие приведенное в пункте 2.2.
В остальных случаях сечение проводников надо увеличить до минимального сечения, удовлетворяющего условию термической стойкости.
Так как в нашем случае выполняются все выше изложенный условия в пунктах 1, 2 и 3 то сечение проводников увеличивать не будем.
Для проводников напряжением до 1 кВ приведенных в табл. 19 сечение увеличиваем до 95 мм2.
11. Расчет самозапуска электродвигателей
Самозапуск заключается в том, что при восстановлении электроснабжения после кратковременного нарушения электродвигатели восстанавливают свой нормальный режим работы. Отличительные особенности самозапуска по сравнению с обычным пуском:
– Одновременно пускается группа двигателей;
– В момент восстановления электроснабжения и начала самозапуска часть, или все электродвигатели вращаются с некоторой скоростью;
– Самозапуск обычно происходит под нагрузкой.
При кратковременном нарушении электроснабжения самозапуск допустим как для самих механизмов так и для электродвигателей.
Если невозможно обеспечить самозапуск двигателей, то в первую очередь необходимо обеспечить самозапуск для ответственных механизмов, отключение которых необходимо.
Расчет самозапуска синхронных двигателей:
В цехе № 15 установлены 6х500 СД. Из справочника выбираем двигатель марки СДН32-20-49-20 справочные данные последнего снесем в табл.19.
Таблица 19. Справочные данные СДН32-20-49-20.
SН,
кВА
РН,
кВт
UН,
кВ
h,
%
jпот,
т×м2
n,
об/мин
cosj
540
500
6
94,3
5,5
0,9
2,1
1,1
1,038
315
0,91
1. Электромеханическая постоянная времени механизма и двигателя определяется:
где n0 – синхронное число оборотов в минуту.
РН – номинальная мощность двигателя, кВт.
с
Выбор определяется по формуле
где tН – время нарушения электроснабжения, с.
mС – момент сопротивления механизма.
Цех питается от трансформатора ППЭ.
За базисную мощность принимаем мощность двигателя. Индуктивное сопротивление источника питания:
Расчетная пусковая мощность, индуктивное сопротивление двигателя и напряжения при самозапуске в начале самозапуска К' = 6.
При скольжении 0,1; К' = 3
Выходной момент при глухом подключении:
где DМ = 0,3 определено по номограмме [3].
Входной момент при глухом подключении недостаточен для обеспечения самозапуска.
Проверим достаточность момента при разрядном сопротивлении.
Критическое скольжение:
Так как это условие выполняется, двигатель дойдет до критического скольжения
Избыточный момент:
В начале самозапуска
При скольжении 0,05:
Время самозапуска
Дополнительный нагрев.
оС
Из расчета следует, что самозапуск возможен как по условию необходимого избыточного момента, так и по условию допустимого дополнительного нагрева.
12. Расчет релейной защиты
Распределительные сети 6-220 кВ промышленных предприятий обычно имеют простую конфигурацию и выполняются, как правило, радиальными и магистральными. Силовые трансформаторы подстанций на стороне низшего напряжения обычно работают раздельно. Поэтому промышленные электросети и электроустановки для своей защиты от повреждения и аномальных режимов в большинстве случаев не требуют сложных устройств релейной защиты. В месте с тем, особенности технологических процессов и связанные с ними условия работы и электрические режимы электроприемников и распределительных сетей могут предъявлять повышенные требования к быстродействию, чувствительности и селективности устройств релейной защиты, к их взаимодействию с сетевой автоматикой: автоматическим выключением резервного питания (АВР, автоматическим повторным включением (АПВ), автоматической частотной разгрузкой (АЧР).
Исходными данными определено произвести расчет релейной защиты трансформаторов ПГВ.
Согласно [3] для трансформаторов, устанавливаемых в сетях напряжением 6 кВ и выше, должны предусматриваться устройства релейной защиты от многофазных КЗ в обмотках и на выводах, однофазных КЗ в обмотке и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью, витковых замыканий в обмотках, токов в обмотках при внешних КЗ и перегрузках, понижений уровня масла в маслонаполненных трансформаторах и маслонаполненных вводах трансформаторов.
12.1 Защита от повреждений внутри кожуха и от понижений уровня масла
Тип защиты – газовая, реагирующая на образование газов, сопровождающих повреждение внутри кожуха трансформатора, в отсеке переключения отпаек устройства регулирования коэффициента трансформации (в отсеке РПН), а также действующая при чрезмерном понижении уровня масла. В качестве реле защиты в основном используется газовые реле. При наличии двух контактов газового реле защита действует в зависимости от интенсивности газообразования на сигнал или на отключение.
Типовыми схемами защиты предусматривается в соответствие с требованиями ПЭУ возможность перевода действия отключающего контакта газового реле (кроме реле отсека РПН) на сигнал и выполнение раздельной сигнализации от сигнального и отключающего контактов реле. Газовое реле отсека РПН должно действовать только на отключение.
При выполнении газовой защиты с действием на отключение принимаются меры для надежного отключения выключателей трансформатора при кратковременном замыкании соответствующего контакта газового реле.
Газовая защита установлена на трансформаторах ПГВ и на внутрицеховых трансформаторах мощностью 630 кВА и более. Применяем реле типа РГУЗ-66.
Защита от повреждений внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделением газа, может быть выполнена и с помощью реле давления, а защита от понижения уровня масла – реле уровня в расширителе трансформатора.
12.2 Защита от повреждений на выводах и от внутренних
повреждений трансформатора
Для этой цели будем использовать продольную дифференциальную токовую защиту, действующую без выдержки времени на отключение поврежденного трансформатора от неповрежденной части электрической системы с помощью выключателя. Данная защита осуществляется с применением реле тока, обладающих улучшенной отстройкой от бросков намагничивающего тока, переходных и установившихся токов небаланса. Согласно рекомендациям [3] будем использовать реле торможением типа ДЗТ-11. Рассматриваемая защита с реле ДЗТ-11 выполняется так, чтобы при внутренних повреждениях трансформатора торможение было минимальным или совсем отсутствовало. Поэтому тормозная обмотка реле обычно подключается к трансформаторам тока, установленных на стоне низшего напряжения трансформатора.
Произведем расчет продольной дифференциальной токовой защиты трансформаторов ПГВ, выполненной с реле типа ДЗТ-11.
Для этого сначала определяем первичные токи для всех сторон защищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности:
где SНОМ – номинальная мощность защищаемого трансформатора, кВА.
UНОМ – номинальное напряжение соответствующей стороны, кВ.
Ток для высшей стороны напряжения:
А
Для низшей стороны напряжения:
Принимаем трансформаторы тока с nТ ВН = 150/5 и nТ НН = 1500/5. Схемы соединения трансформаторов тока следующие: на высшей стороне D, а на низшей стороне – Y.
Определим соответствующие вторичные токи в плечах защиты:
где КСХ – коэффициент схемы включения реле защиты, которой согласно [3] для ВН равен , для НН-1.
Тогда с использованием выражения (11.2.2):
Выберем сторону, к трансформаторам тока которой целесообразно присоединить тормозную обмотку реле. В соответствии с [8] на трансформаторах с расщепленной обмоткой тормозная обмотка включается в сумму токов трансформаторов тока, установленных в цепи каждой из расщепленной обмоток.
Первичный минимальный ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от броска тока намагничивания:
где Котс = 1,5 – коэффициент отстройки.
Расчетный ток срабатывания реле, приведенный к стороне ВН:
Расчетное число витков рабочей обмотки реле включается в плечо защиты со стороны ВН:
где FСР = 100 – магнитодвижущая сила срабатывания реле, А.
Согласно условию WВН £ WВН расч принимаем число витков WВН = 9, что соответствует минимальному току срабатывания защиты:
Расчетное число витков рабочей обмотки реле, включаемых в плечо защиты со стороны НН:
Принимаем ближайшее к WНН расч целое число, т.е. WНН = 17.
Определим расчетное число витков тормозной обмотки, включаемых в плечо защиты со стороны НН:
где e = 0,1 – относительное значение полной погрешности трансформатора тока;
Du – относительная погрешность, обусловленная РНП, принимается равный половине суммарного диапазона регулирования напряжения;
α – угол наклона касательной к горизонтальной характеристике реле типа ДЗТ-11, tgα = 0,75.
Для ТРДН-25000-110 Du = 0,5×2×9×0,0178 = 0,16
Согласно стандартного ряда, приведенного в [3], принятое число витков тормозной обмотки для реле ДЗТ-11 WТ = 9.
Определим чувствительность защиты при металлическом КЗ в защищаемой зоне, когда торможение отсутствует. Для этого определим ток КЗ между двумя фазами на стороне НН трансформатора:
кА = 462 А
Коэффициент чувствительности:
,
что удовлетворяет условиям
Определяем чувствительность защиты при КЗ в защищаемой зоне, когда имеется торможение.
Вторичный ток, подводимый к рабочей обмотке реле:
Второй ток, подводимый к тормозной обмотке:
А.
Рабочая МДС реле:
Тормозная МДС реле:
По характеристике срабатывания реле, приведенной в [9], графически определяем рабочую МДС срабатывания реле: FCР = 125 А.
Тогда коэффициент чувствительности:
12.3 Защита от токов внешних многофазных КЗ
Защита предназначена для отключения внешних многофазных КЗ при отказе защиты или выключателя смежного поврежденного элемента, а также для выполнения функции ближайшего резервирования по отношению к основным защитам трансформатора (дифференциальной и газовой). В качестве защиты трансформатора от токов внешних КЗ используются:
1. токовые защиты шин секций распределительных устройств низшего и среднего напряжений, подключенных к соответствующим выводам трансформатора;
2. максимальная токовая защита с пуском напряжения, устанавливаемая на стороне высшего напряжения защищаемого трансформатора.
Защита установленная на стороне ВН, выполняется двухобмоточных трансформаторах с двумя, а на трехобмоточных с тремя реле тока. Реле присоединяется ко вторичным обмоткам ТТ, соединенным, как правило, в треугольник.
Непосредственное включение реле защиты от токов внешних КЗ в токовые цепи дифференциальной защиты не допускается.
12.4 Защита от токов внешних замыканий на землю на стороне ВН
Защита предусматривается для трансформаторов с глухим заземлением нейтрали обмотки высшего напряжения при наличии присоединенных синхронных электродвигателей в цепях резервирования отключения замыканий на землю на шинах питающей подстанции и для ускорения отключения однофазного КЗ в питающей линии выключателями низшего напряжения трансформатора. Реле максимального тока защиты подключается к трансформатору тока, встроенному в нулевой вывод обмотки ВН трансформатора.
12.5 Защита от токов перегрузки
Согласно [3] на трансформаторах 400 кВА и более, подверженных перегрузкам, предусматривается максимальная токовая защита от токов перегрузки с действием на сигнал с выдержкой времени. Устанавливается на каждой части расщепленной обмотки. Продолжительность срабатывания такой защиты должны быть выбраны примерно на 30% больше продолжительности пуска или самозапуска электродвигателей, получающих питание от защищаемого трансформатора, если эти процессы приводят к его перегрузке.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14