Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Расчёт сечений и выбор проводников линий 10 кВ





Исходные данные

Длина линии, км Мощность нагрузки, МВА (МВт) Двигатели тип А  
М1 М2  
L1/L2 L3/L4 Sн1 Sн2 Pн1/cosφ1 Pн2/cosφ2 P, кВт/Кп P, кВт/Кп  
13,3/13,5 7,5/7,8 7,5 4,9 0,5/0,83 0,7/0,84 710/5,8 650/6  
   
Мощность трансформаторов Система G Двигатель М3, тип А, защита ПС Двигатель М4, тип А, защита ПС Выбор устройств  
 
Т1, Т2 МВА Т3, Т4 МВА XC, Ом P, кВт/Кп cos φ/η P, кВт/Кп cos φ/η РЗ и А  
  1,6 4,9 55/6 0,85/0,83 55/6,5 0,83/0,84 М1, Т1, L3, T3, M4  
                               

 

Трансформаторы 110/10 кВ с РПН имеют: ∆U=0,16%, Uk=10,5%

Цеховые трансформаторы 10/0,4 кВ: Uk=5,5%

Воздушные линии: X1уд=0,4 Ом/км, X0=3X1


 

Введение

В электроэнергетических системах могут возникать как повреждения, так и анормальные режимы работы.

Повреждения являются аварийными режимами, они могут привести к появлению значительных токов и глубокому понижению напряжения на шинах электростанций и подстанций. Ток повреждения может вызвать разрушение в месте повреждения и опасный нагрев проводов. Понижение напряжения нарушает нормальную работу потребителей электроэнергии и устойчивость параллельной работы электростанций энергосистемы.

Анормальные режимы не являются аварийными, так как они обычно приводят лишь к отклонению напряжения, тока и частоты от допустимых значений. При понижении частоты и напряжения создаётся опасность нарушения нормальной работы потребителей и устойчивость энергосистемы, а повышение напряжения и тока может привести к повреждению оборудования.

Для уменьшения разрушений в месте повреждения и обеспечения нормальной работы неповреждённой части энергосистемы необходимо быстрое отключение повреждённого участка.

Опасных последствий анормальных режимов можно избежать за счёт своевременного принятия соответствующих мер к их устранению (например, снижения тока при его увеличении), а при необходимости—отключения электрооборудования, если создавшийся режим будет для него недопустим.

На возникновение повреждений и анормальных режимов реагирует релейная защита, которая выявляет их и действует при повреждениях на отключение, а при нормальных режимах—на сигнал или на отключение. Таким образом, релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистемы и электрических сетей.

Основным видом повреждений линий являются короткие замыкания (КЗ). Причинами возникновения КЗ могут быть нарушения изоляции электрооборудования вследствие её износа или перенапряжений, ошибочные действия оперативного персонала, перекрытия изоляторов при их загрязнении, нарушение изоляции животными и птицами и др.

Возможные виды замыканий: трёхфазное и двухфазное КЗ, двухфазное КЗ на землю, двойное замыкание на землю, однофазное КЗ на землю, однофазное замыкание на землю.

Анормальные режимы: перегрузка оборудования; повышение напряжения сверх допустимого значения; качания, возникающие при нарушении синхронной работы генераторов электростанций энергосистемы; асинхронный режим синхронного генератора без возбуждения (например, при отключении автомата гашения поля).

Опасное для изоляции оборудования повышение напряжения может возникнуть, например, при одностороннем отключении или включении длинной высокого напряжения с большой емкостной проводимостью. Ликвидация опасных повышений напряжения в сетях сверхвысокого напряжения осуществляется с помощью специальной автоматики.

Основными элементами при реализации защит являются специальные аппараты, получившие название «реле». Защита, выполненная с использованием реле, называется релейной защитой.

 

 


 

Расчёт токов короткого замыкания

Выбор типа и места установки защит

В данной курсовой работе требуется выбрать защиты трансформатор Т2 110/10 кВ, кабельной линии L4, трансформатора Т4 10/0,4 кВ, асинхронных двигателей М2 и М4.

1. Для асинхронного двигателя М2 напряжением 10 кВ:

- междуфазных КЗ (токовая отсечка);

- перегрузок;

- минимального напряжения;

- однофазных замыканий на землю.

2. Для кабельной линии L4напряжением 10 кВ:

- токовая отсечка без выдержки времени;

- максимальная токовая защита.

3. Для трансформатора T4 10/0,4 кВ:

- токовая отсечка;

- максимальная токовая защита;

- токовая защита нулевой последовательности.

4. Для трансформаторов Т1 и Т2 напряжениями 110/10 кВ;

- дифференциальная токовая защита;

- максимальная токовая защита;

- защита от перегрузок;

- газовая защита.

5. Для асинхронного двигателя М4 напряжением 0,4 кВ защиты от:

- междуфазных КЗ;

- перегрузок;

- минимального напряжения;

- однофазных замыканий на землю

Расчёт защиты от перегрузок

Защита от перегрузки должна отключать электродвигатель, на котором она установлена, только в том случае, если без остановки электродвигателя нельзя устранить причину, вызвавшую перегрузку. Использование защиты от перегрузки с действием на отключение целесообразно также в установках без обслуживающего персонала. В качестве защиты от перегрузок используется МТЗ. На электродвигателях, защита которых от перегрузки не должна действовать на отключение, целесообразно использовать реле с двумя парами контактов типа РТ-84, обеспечивающее раздельное действие отсечки и индукционного элемента. Токовое реле можно включить в обратный провод неполной звезды.

Рисунок 9. Схема защиты А.Д. от перегрузок

Ток срабатывания защиты от перегрузки:

где kотс= 1,2;

kв=0,85—для РТ-84/1.

Ток срабатывания реле:

Чувствительность защиты от перегрузки не проверяется, так как она не предназначена для действия при КЗ.

Выдержка времени защиты определяется в соответствии со временем пуска защищаемого электродвигателя. При применении реле РТ-84 выдержка времен на них должна быть больше времени пуска и самозапуска электродвигателя:

tс.з.п.=tпуск+tзап.=10+0,5=10,5 с.

Расчёт токовой отсечки

Токовая отсечка выполнена на реле типа РТ-40 и служащая для мгновенного отключения цепи при возникновении КЗ.

Время срабатывания токовой отсечки отстраивается от времени работы разрядников: tКЗ=0,5 с.

где kотс—коэффициент отстройки, равный 1,2.

IКЗ ВН max—максимальный ток КЗ в начале защищаемой зоны защиты смежного участка сети: IКЗ ВН max=IКЗ max

Для определения зоны LI, защищаемой первой ступенью (ТО), построим график зависимости токов в реле при трёхфазных КЗ от расстояния.

Рисунок 11. Зона действия токовой отсечки

Из рисунка видно, что токовая отсечка защищает 54 % линии.

Расчёт МТЗ кабельной линии

Определяем ток срабатывания защиты:

,

где Iраб.max—максимальный рабочий ток, принимаем равным предельно допустимому току кабеля, А: Iдоп.=80 А.

Сопротивление схемы в именованных единицах:

Ток самозапуска:

Коэффициент самозапуска:

Ток срабатывания защиты:

По максимальному рабочему току, напряжению сети и классу точности выбираем трансформатор тока типа ТПЛ – 10 с kТА=100/5.

Определяем ток срабатывания реле:

Выбираем реле типа РТ-40/50.

Время срабатывания МТЗ:

Коэффициент чувствительности:

где Ip.min—ток в реле при двухфазном КЗ в конце защищаемого участка в минимальном режиме работы системы, А:

Расчёт токовой отсечки

Междуфазные КЗ на трансформаторах могут происходить на выводах обмотки НН трансформатора, на сборных шинах НН и на от­ходящих элементах питаемой сети НН. Наибольшее значение тока соответствует трехфазному КЗ, причем во всех трех фазах токи равны между собой, как на стороне НН, так и на стороне ВН

Для защиты от междуфазных КЗ на выводах трансформатора и на части обмоток высшего напряжения выбираем схему двухфазной трёхлинейной неполной звезды с двумя реле типа РТ-40.

Ток срабатывания токовой отсечки:

где kотс=1,2—коэффициент отстройки на реле типа РТ-40.

Ток срабатывания реле РТ-40:

Выбираем реле типа РТ-40/200.

Проверяем чувствительность токовой отсечки:

где Iр.min—ток в реле при двухфазном КЗ в конце защищаемого участка в минимальном режиме работы системы, А:

Время срабатывания токовой отсечки .

Расчёт МТЗ

Защита от внешних КЗ служит для отключения трансформатора при КЗ на сборных шинах или на отходящих присоединениях, если релейная защита или выключатели этих элементов отказали в работе. Одновременно МТЗ используется и для защиты от повреждений в трансформаторе, как резервная при отказе основных защит.

Рисунок 13. – Расчетная схема МТЗ

Ток срабатывания МТЗ:

где kв = 0,85 - для реле РТ-40;

kотс= 1,2.

Определим коэффициент самозапуска двигателей нагрузки H1. Составим схему замещения (рисунок 14).

Рисунок 14. – Схема замещения

Определим сопротивление нагрузки секций на которые подается напряжение при срабатывании АВР.

Сопротивление системы Хс = 4 Ом.

Сопротивление линии:

Сопротивление трансформатора Т1:

Сопротивление двигателя при пуске:

 

Сопротивление нагрузки:

Сопротивление Хэ1 приведем к стороне 110 кВ.

Эквивалентное сопротивление:

Ток самозапуска:

Коэффициент самозапуска:

Предельный ток:

 

Ток срабатывания защиты:

Ток срабатывания реле:

Окончательно выбираем реле РТ-40/50.

Проверим коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ за трансформатором:

Выдержка времени выбирается из условия селективности на ступень выше наибольшей выдержки времени tсз релейных защит присоединений, питающихся от трансформатора.

Расчёт защиты от перегрузок

Ток срабатывания релейной защиты от перегрузок выбирается из условия возврата токового реле при минимальном токе трансформатора:

Где kотс= 1,05.

Выбираем реле РТ-40/20.

Время срабатывания защиты от перегрузок выбирается на ступень больше времени защиты трансформатора от внешних КЗ:

Защита от перегрузки

Защита от перегрузки предохраняет двигатель от недопустимого перегрева, в частности и при сравнительно небольших по величине, но продолжительных тепловых перегрузках. Защита от перегрузки должна применяться только для электродвигателей тех рабочих механизмов, у которых возможны ненормальные увеличения нагрузки при нарушениях рабочего процесса.

Аппараты защиты от перегрузки (температурные и тепловые реле, электромагнитные реле, автоматические выключатели с тепловым расцепителем или с часовым механизмом) при возникновении перегрузки отключают двигатель с определенной выдержкой времени, тем большей, чем меньше перегрузка, а в ряде случаев, при значительных перегрузках, — и мгновенно.

Для защиты от перегрузок будем использовать магнитный пускатель ПМ-12 тепловое реле серии РТЛ. Необходимо, чтобы ток несрабатывания реле Iн.р. был не менее номинального тока электродвигателя. Этому соответствует реле РТТ-321, которое позволяет регулировать ток Iн.р. в пределах 42,5-57,5 А.

Заключение

В ходе курсовой работы были рассчитаны следующие виды защит:

Трансформатора Т3- 10/0,4 кВ:

- токовая отсечка выполнена на реле РТ-40/100
Iср = 7,02А kч = 2,8 tсз=0,lc

- максимальная токовая защита выполнена на реле РТ-40/10
Iср=16,18А kч=9,3 tсз=1,1 c

- расчёт защиты нулевой последовательности
Icp=9,6A tсз=0,5c

Кабельной линииL3 – 10кВ:

- токовая отсечка выполнена на реле РТ-40;

Iср = 1297,2 А t=0,1 с

- максимальная токовая защита выполнена на реле РТ-40/50
Iср=9,83 А kч=2,02 tсз=0,1c

Асинхронного двигателя М1 – 10кВ:

- токовая отсечка выполнена на реле РТ-40/50
Iср=19,50 А kч=17,09

- защита от перегрузок выполнена на реле РТ-84
Iср =3,782 A tс.з.=10,5 c

- защита минимального напряжения

Uс.р.= 70 В tс.з.=20c

Трансформатора Т1— 110/10 кВ:

- дифференциальная токовая защита выполнена на реле ДЗТ-11

kч=4,54 Wосн = 13 витка Wнеосн = 12 витков

Wторм = 7 виток

- максимальная токовая защита выполнена на реле РТ-40/50
Iср =7,33 А kч = 8,96 tсз=2,1с

- защита от перегрузок выполнена на реле РТ-40/20

Iср =6,29 А tсз=2,6с

Асинхронного двигателя М4:

- Определяются данные и выбирается магнитный пускатель ПМ12-125 со встроенным тепловым реле РТТ-З

-Выбираем предохранитель ПН – 2 с номинальным током патрона 250 А и плавкую вставку с

 


Литература

1. Правила устройств электроустановок. 7 издание. – М.: Энергоатомиздат, 2003.

2. Шабад М.А. Расчёты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. – Л.: Энергоатомиздат, 1985.

3. Шабад М.А. Защита трансформаторов 10кВ. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

4. Шабад М.А. Защита трансформаторов распределительных сетей. – Л.: Энергоатомиздат, 1981.

5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.Л. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М.: Энергоатомиздат, 1989.

6. Корогодский В.И. и др. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кв. М.: Энергоатомиздат, 1987.

7. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. – М.: Высшая школа, 2008.

8. Чернобровов Н.В. Релейная защита.– М.: Энергия, 1974.

9. Андреев В.А. Релейная защита систем электроснабжения. В примерах и задачах. – М.: Высшая школа, 2008.

10. Шеховцов В.П. Расчёт и проектирование схем электроснабжения. – М.: Форум-Инвра, 2008

11. Ангарова Т.В. и др. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1981.

12. Астахов Б.А. и др. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

13. Шеховцов В.Л. Справочник-пособие по ЭО и ЭСН. – Обнинск, 1994.

14. Смирнов А.Д., Антипов К.М. Справочная книжка энергетика. – М.: Энергоатомиздат, 1978.

15. Гольстрем В.А., Иваненко А.С. Справочник энергетика промышленных предприятий. Киев.: Техника, 1977.

 

 


 

Приложение

Рисунок П-1. Схема защиты асинхронного электродвигателя: а —токовые цепи; б —выходное реле защиты минимального напряжения; в —цепи оперативного тока


 

Рисунок П-2. Схема токовых цепей и цепей оперативного тока дифференциальной защиты, максимальной защиты, защиты от перегрузки силового трансформатора 110/6—10 кВ

Рисунок П- 3. Схема цепей оперативного тока газовой защиты силового трансформатора 110/6—10 кВ и цепи отключения отделителя и включения короткозамыкателя

 

Исходные данные

Длина линии, км Мощность нагрузки, МВА (МВт) Двигатели тип А  
М1 М2  
L1/L2 L3/L4 Sн1 Sн2 Pн1/cosφ1 Pн2/cosφ2 P, кВт/Кп P, кВт/Кп  
13,3/13,5 7,5/7,8 7,5 4,9 0,5/0,83 0,7/0,84 710/5,8 650/6  
   
Мощность трансформаторов Система G Двигатель М3, тип А, защита ПС Двигатель М4, тип А, защита ПС Выбор устройств  
 
Т1, Т2 МВА Т3, Т4 МВА XC, Ом P, кВт/Кп cos φ/η P, кВт/Кп cos φ/η РЗ и А  
  1,6 4,9 55/6 0,85/0,83 55/6,5 0,83/0,84 М1, Т1, L3, T3, M4  
                               

 

Трансформаторы 110/10 кВ с РПН имеют: ∆U=0,16%, Uk=10,5%

Цеховые трансформаторы 10/0,4 кВ: Uk=5,5%

Воздушные линии: X1уд=0,4 Ом/км, X0=3X1


 

Введение

В электроэнергетических системах могут возникать как повреждения, так и анормальные режимы работы.

Повреждения являются аварийными режимами, они могут привести к появлению значительных токов и глубокому понижению напряжения на шинах электростанций и подстанций. Ток повреждения может вызвать разрушение в месте повреждения и опасный нагрев проводов. Понижение напряжения нарушает нормальную работу потребителей электроэнергии и устойчивость параллельной работы электростанций энергосистемы.

Анормальные режимы не являются аварийными, так как они обычно приводят лишь к отклонению напряжения, тока и частоты от допустимых значений. При понижении частоты и напряжения создаётся опасность нарушения нормальной работы потребителей и устойчивость энергосистемы, а повышение напряжения и тока может привести к повреждению оборудования.

Для уменьшения разрушений в месте повреждения и обеспечения нормальной работы неповреждённой части энергосистемы необходимо быстрое отключение повреждённого участка.

Опасных последствий анормальных режимов можно избежать за счёт своевременного принятия соответствующих мер к их устранению (например, снижения тока при его увеличении), а при необходимости—отключения электрооборудования, если создавшийся режим будет для него недопустим.

На возникновение повреждений и анормальных режимов реагирует релейная защита, которая выявляет их и действует при повреждениях на отключение, а при нормальных режимах—на сигнал или на отключение. Таким образом, релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистемы и электрических сетей.

Основным видом повреждений линий являются короткие замыкания (КЗ). Причинами возникновения КЗ могут быть нарушения изоляции электрооборудования вследствие её износа или перенапряжений, ошибочные действия оперативного персонала, перекрытия изоляторов при их загрязнении, нарушение изоляции животными и птицами и др.

Возможные виды замыканий: трёхфазное и двухфазное КЗ, двухфазное КЗ на землю, двойное замыкание на землю, однофазное КЗ на землю, однофазное замыкание на землю.

Анормальные режимы: перегрузка оборудования; повышение напряжения сверх допустимого значения; качания, возникающие при нарушении синхронной работы генераторов электростанций энергосистемы; асинхронный режим синхронного генератора без возбуждения (например, при отключении автомата гашения поля).

Опасное для изоляции оборудования повышение напряжения может возникнуть, например, при одностороннем отключении или включении длинной высокого напряжения с большой емкостной проводимостью. Ликвидация опасных повышений напряжения в сетях сверхвысокого напряжения осуществляется с помощью специальной автоматики.

Основными элементами при реализации защит являются специальные аппараты, получившие название «реле». Защита, выполненная с использованием реле, называется релейной защитой.

 

 


 

Расчёт сечений и выбор проводников линий 10 кВ

Сечение кабельных линий напряжением 10 кВ выбирают для определения их сопротивления, необходимого при расчёте КЗ, а также для того, чтобы можно было подключить нагрузку.

Длительно допустимая нагрузка выбранного сечения кабеля должна быть не менее расчётной нагрузки кабеля в нормальном режиме. Сечение выбирают по нагреву расчётным током и проверяют по термической стойкости.

Расчётный ток определяется для случая возрастания нагрузки кабельной линии при срабатывании АВР.

,

,

,

.

.

Допустимый ток:

,

где kпвр—коэффициент допустимой перегрузки;

Kсн—коэффициент снижения токовой нагрузки.

По таблице 1.3.16 ПУЭ для кабеля прокладываемого в земле напряжением 10 кВ выбираем сечение S=16 мм2 (Iдоп=80 А).

Выбираем кабель с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, прокладываемых в земле СБ2Л—3x16.

По таблице 2 определяем активные и индуктивные сопротивления кабеля СБ2Л—3x16 для расчёта двухфазных и трёхфазных КЗ.

 

 

Таблица 2

Сечение жилы, мм2 Активное сопротивление при 20° С, Ом/км, жилы Индуктивное сопротивление, Ом/км, кабеля напряжением, кВ
алюминиевой медной        
  2,94 1,79 0,073 0,11 0,122 -
  1,84 1,12 0,068 0,102 0,113 -
  1,7 0,72 0,066 0,091 0,099 0,135
  0,84 0,51 0,064 0,087 0,095 0,129
  0,59 0,36 0,063 0,083 0,09 0,119
  0,42 0,256 0,061 0,08 0,086 0,116
  0,31 0,19 0,06 0,078 0,083 0,110
  0,24 0,15 0,06 0,076 0,081 0,107
  0,2 0,12 0,059 0,074 0,079 0,104
  0,16 0,1 0,059 0,073 0,077 0,101
  0,12 0,07 0,058 0,071 0,075 -

r0=1,84 Ом/км; x0=0,113 Ом/км


 







ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.