Пояснительная записка (Электроснабжение поста ЭЦ с разработкой технических мероприятий по исключению случаев возгорания), страница 4

На стороне НН ток КЗ вычисляется также по выражению (2.10), но с учетом того, что сопротивления, отнесенные к стороне 0,4 кВ, в таблице 1 указаны в мОм, а фазное напряжение этой сети U_Ф = 400/1,73 = 231 В:

отсюда:

Токи на стороне ВН и НН трансформаторов различаются в N_ТР раз, где N_ТР – коэффициент трансформации трансформатора, для трансформаторов 10/0,4 кВ значение N_ТР = 25. Для расчетного трансформатора мощностью 0,25 MBА отношение токов КЗ будет 8191/337,2 = 25.

Минимальное значение тока при трехфазном КЗ на выводах НН трансформатора через переходное активное сопротивление в месте КЗ R_пер рассчиты­вается по выражению, аналогичному (2.10):

где U_ср — междуфазное среднее напряжение сети, В; R_C и X_C — активная и индуктивная составляющие со­противления питающей энергосистемы (электросети) до вводов ВН трансформатора; R_ТР и X_ТР — активная и индуктивная составляющие сопротивления трансформатора (таблица 2); R_пер — переходное активное сопротивление в месте КЗ, наибольшее принимаемое в рас­четах его значение равно 15 мОм, отнесенным к стороне 0,4 кВ.

Токи на стороне ВН и НН трансформаторов различаются в N_ТР раз, где N_ТР – коэффициент трансформации трансформатора, для трансформаторов 10/0,4 кВ значение N_ТР = 25. Для расчетного трансформатора мощностью 0,25 MBА отношение токов КЗ будет 8191/337,2 = 25.

Сопротивления питающей энергосистемы до места подключения этого трансформатора к сети 10 кВ: Rс = 0,8 Ом и Xс =0,62 Ом, отнесенных к напряжению 10 кВ. В первую очередь эти сопротивления должны быть приведены к стороне 0,4 кВ по выражению (2.9): Rс = 0,8 • 10³/625 = 1,3 мОм; Xс = 0,62-10³/625 = 1 мОм. Значения сопротивлений трансформатора принимаются по таблице 2.

Сопротивления питающей энергосистемы до места подключения этого трансформатора к сети 10 кВ: Rс = 0,8 Ом и Xс =0,62 Ом, отнесенных к напряжению 10 кВ. В первую очередь эти сопротивления должны быть приведены к стороне 0,4 кВ по выражению (2.9): Rс = 0,8 • 10³/625 = 1,3 мОм; Xс = 0,62-10³/625 = 1 мОм. Значения сопротивлений трансформатора принимаются по таблице 2.

Значения сопротивлений стандартных трансформаторов общего назначения напряжением 10/0,4 кВ для вычисления токов трехфазного (и двухфазного) КЗ приведены в таблице 1.

Минимальное значение тока рассчитывается по выражению (10):

отнесенных к напряжению 0,4 кВ. За счет переходного сопротивления 15 мОм расчетное значение тока КЗ снизилось примерно в 1,5 раза по сравнению с макси­мальным значением тока КЗ, рассчитанным выше.

3 Выбор основного силового оборудования

3.1 Выбор силовых трансформаторов

Силовые трансформаторы предназначены для преобразования электроэнергии из одного класса в другой. Для КТП-22 10/0,4 кВ по результатам расчета п.2 и анализа перспектив развития станции, выбираются два двухобмоточных трехфазных трансформатора, каждый из которых работает на свою систему шин. Выбор производится исходя из разделения мощности нагрузки на две независимые системы шин, с учетом возможной перегрузки трансформатора на 40% от его номинальной мощности. Трансформаторы выбираются одинаковыми для удобства методики расчета.

Полная суммарная мощность нагрузок по стороне 0,4 кВ:

_{Реактивная составляющая равна:}

_{При условии разделения нагрузок между двумя трансформаторами, полная суммарная мощность для расчета перегрузки трансформатора будет меньше.}

Мощность одного трансформатора с учетом 40% перегрузки определяется по формуле:

Произведем расчет по выражениям (3.1), (3.2), (3.3),:

По справочным данным [5] выбираем трансформатор, мощность которого не менее 81,27 кВА,а запас номинальной мощности позволяет учитывать перспективы развития станции отсюда, принимаем в проектную разработку два трансформатора ТМ-250/6-У2.

Технические характеристики трансформатора ТМ-250/6-У2 (соединение обмоток звезда-звезда с нулем):

-номинальное напряжение обмотки ВН -U_вн = 6(10) кВ;

-номинальное напряжение обмотки НН -U_нн = 0,4 кВ;

-потери мощности при холостом ходу -Р_хх= 0,6 кВт;

-потери мощности при коротком замыкании - = 3,85 кВт;

-напряжение короткого замыкания -U_к= 4,5%;

-ток холостого хода -i_к = 1,9%;

3.2 Выбор трансформаторов тока

Для контроля за режимом работы электроприемника используются контрольно-измерительные приборы, присоединяемые к цепям высокого напряжения через трансформаторы тока. Трансформаторы тока выбираются по значению тока, протекающего в первичной обмотке. Трансформаторы тока для схемы, как и силовые трансформаторы, выбираются одинаковыми. Первичным током считается ток, протекающий по первичной обмотке трансформатора тока, когда один из трансформаторов отключен, а второй, соответственно несет нагрузку двух систем шин, т.е. каждый из трансформаторов тока должен быть рассчитан на протекание суммарного тока нагрузки двух систем шин.

Суммарный ток нагрузки (двух систем шин) по модулю (по низкой стороне):

По справочным данным [5] выбираем ближайший трансформатор тока, значение первичного тока которого не менее 328,43 А, т.е. ТТИ-А 400/5, класс точности – 0,5.

3.2.1 Технические характеристики трансформатора тока ТТИ-А 400/5

- Номинальное напряжение - 066 кВ

- Наибольшее напряжение - 0.72 кВ

- Номинальная частота сети - 50 Гц

- Номинальный первичный ток - 400 А

- Номинальный вторичный ток - 5 А

- Номинальная вторичная нагрузка - 5;10 ВА

- Класс точности - 0.5 / 0.5S

3.3 Выбор устройств защиты от перенапряжения

Для защиты оборудования от набегающих перенапряжений со стороны воздушных линий электропередачи и коммутационных перенапряжений принимаем ограничители перенапряжения ОПН.

Выбор производится в зависимости от вида защищаемого оборудования, рода тока и значения рабочего напряжения U_р, В

По условию:

Вид защищаемого оборудования влияет на серию устанавливаемого ограничителя перенапряжения в связи с тем, что разные виды оборудования имеют различные виды изоляции.

Принятые устройств защиты от перенапряжения сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1  Выбор устройств защиты от перенапряжения

3.4 Выбор разъединителя

Одним из важнейших мероприятий, обеспечивающих безопасность проведения работ в электрических установках, является надежное отсоединение части установки, на которой предполагается производство работ, от других частей установки, находящихся под напряжением. Для предупреждения возможных ошибок необходимо, чтобы это отсоединение было выполнено аппаратом, обеспечивающим ясную видимость места разрыва цепи. Таким аппаратом и является разъединитель. Разъединители не имеют дугогасительных устройств, поэтому ими нельзя отключать токи, при которых на их контактах образуется электрическая дуга. Такая открытая дуга весьма опасна, так как обычно не только разрушает разъединитель и ближайшее к нему оборудование, но, как правило, перекрывает фазы, т.е. приводит к короткому замыканию в установке. Открытая дуга весьма опасна и для обслуживающего персонала. Поэтому разъединители нормально используют для включения и отсоединения обесточенных частей установки, предварительно отключенных выключателем.

Выбор разъединителей производим по конструктивному исполнению, количеству заземляющих ножей и месту установки, по номинальному напряжению и току из [4], аналогично выбору выключателей без проверки отключающей способности. Произведу выбор разъединителя на вводе ЗРУ -10 кВ согласно условиям:

По номинальному напряжению, кВ:

10 кВ = 10 кВ

По номинальному току, А:

1000 А> 10,92 А

По электродинамической стойкости, кА:

где – предельный сквозной ток, кА

50 кА > 0,376 кА

По термической стойкости, кА:

где – наименьший ток термической стойкости, кА; t – время прохождения тока, с.

1200 0,112

По расчетным данным выбираем разъединители [5] и результаты выбора сводим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Выбор разъединителей

Расчет выбора аппаратов защиты не производится, т.к. выбор будет произведен в пункте 4.

1. Проверка выбора уставок защиты в схемах электроснабжения постов ЭЦ

4.1 Методика выбора уставок защит

Методика выбора уставок защиты в схемах электроснабжения постов ЭЦ определяет порядок выбора уставки защиты выходных предохранителей или автоматических выключателей фидера КТП, питающего пост ЭЦ, и селективности её с уставкой защиты на вводных панелях. Проверка осуществляется по указанию МПС № М-2738у от 14.11.2000 г., [4].

Исходными данные для выбора уставок защиты в схемах электроснабжения постов ЭЦ являются:

1. Расчётная мощность фидера, кВт (определяется по Методике, изложенной в Типовых проектных решениях 501-0-86 раздела «Электропитание устройств электрической централизации» ЭЦ-10).

2. Напряжение питания, В.

3. Коэффициент мощности, cosφ.

При выдаче задания субподрядным проектным организациям указывается расчётный ток наиболее загруженной фазы фидера I_{р max}.

При выборе питающего кабеля следует иметь в виду следующее:

- при использовании электрической сети TN-C * сечение фазных и нулевых проводников кабеля должно быть во всех случаях не менее 16 мм² по алюминию;

- при использовании электрической сети TN-C-S ** сечение фазных и нулевых проводников кабеля должно быть во всех случаях не менее 25 мм² по алюминию или 16 мм² по меди;

* - четырёхпроводная электрическая сеть с заземлённой нейтралью, в которой нулевой защитный и рабочий проводники объединены в PEN проводнике;

** - электрическая сеть, в которой нулевые проводники на головных (питающих) участках объединены в PEN проводнике, а далее (от вводной панели) разделены на защитный РЕ проводник и рабочий N проводник.

Расчёты выбора уставок защиты в схемах электроснабжения постов ЭЦ возможны по 4 вариантам сочетаний аппаратов защиты на посту ЭЦ и КТП.

Таблица 4.1 - Варианты сочетаний аппаратов защиты на посту ЭЦ и КТП

Расчётный ток линии (фидера) определяется по формуле: