151206 (Электроснабжение промышленного предприятия), страница 2

Рисунок – 7. Подключение измерительных приборов к трансформатору напряжения

Выбираем трансформатор тока по номинальному току

I_ном ≥ I_м.р,

I_ном = 3000 > I_м.р = 2020 А

Выбираем трансформатор тока по номинальному напряжению:

U_ном. ≥ U_п/ст,

По [2] определяем номинальное напряжение:

U_ном = 10 кВ = U_п/ст = 10 кВ

По [2] выбираем трансформатор тока типа: ТШЛ-10/3000.

Выбранный трансформатор тока проверяем на термоустойчивость к токам короткого замыкания:

где I_ном1 – номинальный ток первичной цепи, кА;

К_т.с. – коэффициент термической стойкости;

t_т.с – время термической стойкости.

По [2] К_т.с = 35. Следовательно:

35 > 6,6

Условие проверки на термоустойчивость к токам короткого замыкания выполняется.

Выбранный трансформатор тока проверяем на электродинамическую устойчивость к токам короткого замыкания:

где К_дин. – кратность динамической устойчивости;

I_ном.1 – номинальный ток, кА.

По [2] кратность динамической устойчивости, К_дин = 100 А.

К_дин = 100 А > К_{дин.расч} = 14,7 кА.

Условие по электродинамической устойчивости к токам короткого замыкания выполняется.

Выполним проверку по допустимой вторичной нагрузке:

Z_2доп. Z₂,

где Z_2доп – полное допустимое сопротивление вторичной нагрузки

для класса точности равный 0,5, Ом;

Z₂ – полное расчетное сопротивление вторичной цепи.

Z₂ ≈ R₂ ≈ 0,28 Ом;

R₂ = R_пров.+ R_конт.+ R _приб,

где R_пров – сопротивление соединительных проводов;

R_конт – сопротивление контакта, (0,1 Ом);

R _приб – сопротивление приборов.

R₂ = 0,073 + 0,1 + 0,104 = 0,28 Ом;

Определяем сопротивление проводов:

,

где l – длина соединительных проводов, (≈ 10 м);

q – сечение соединительных проводов.

Определяем сопротивление приборов:

,

где S_приб – мощность приборов, В А;

I_ном.2 – номинальный ток вторичной нагрузки, А

Таблица 7. Расчет мощности приборов трансформатора тока

По [2] находим Z_2доп. = 0,4 Ом.

Z_2доп. = 0,4 Ом > Z₂ = 0,28 Ом.

Условие по допустимой вторичной нагрузке выполняется.

Таблица 8. Выбор трансформатора тока

Выбор трансформатора напряжения

Выбираем трансформатор напряжения по номинальному напряжению:

U_ном U_п/ст,

По [2] определяем номинальное напряжение

U_ном. = 10кВ = U_п/ст = 10кВ

Для обеспечения требуемого класса точности измерительных приборов выполняем проверку по допустимой вторичной нагрузке:

S_2доп. S_приб.,

где S_2доп. – допустимая вторичная нагрузка, В ∙ А;

S_приб – мощность измерительных приборов, В ∙ А.

По [2] определяем допустимую вторичную нагрузку S_2доп = 75 В ∙ А;

Таблица 9. Расчет мощности измерительных приборов

Определяем мощность измерительных приборов, S_приб, В ∙ А:

S_2доп = 75 В ∙ А > S_2приб = 28,5 В ∙ А

Условие по допустимой вторичной нагрузке выполняется.

Таблица 10. Выбор трансформатора напряжения

Выбираем высоковольтный разъединитель 110 кВ

Выбираем разъединитель по номинальному току:

I_ном. I_м.р.,

Определим максимальный расчетный ток:

,

По [2] выбираем разъединитель типа РДНЗ –1 – 630 У3, номинальный ток которого I_ном. = 630А.

I_ном. = 630А > I_м.р.= 183,7А

Выбираем разъединитель по номинальному напряжению:

U_ном. U_п/ст

110 = 110

Проверяем разъединитель на термоустойчивость к токам короткого замыкания:

;

;

I_ном.т.у = 31,5 кА > 6,6 кА

Условие на термоустойчивость к токам короткого замыкания выполняется.

Проверяем разъединитель на электродинамическую устойчивость к токам короткого замыкания:

i_м i_у,

По [2] i_м = 80 кА, i_у = 62,5 кА

i_м = 80 > i_у = 62,5

Условие на электродинамическую устойчивость к токам короткого замыкания выполняется.

Выбор сечения отходящей кабельной линии 10 кВ

Согласно [4], длительно допустимый ток кабеля напряжением 10 кВ определится:

I_дл.доп ≥ I_мрРП / (k₁ ∙ k₂)

где к₁ – поправочный коэффициент, учитывающий удельное тепловое сопротивление почвы, определяется по табл. 1.3.23 [4] (примем к₁=0,87);

к₂ – поправочный коэффициент, учитывающий количество работающих кабельных линий, лежащих рядом в земле, и расстояние в свету, определяется по табл. 1.3.26 [4] (примем к=0,92);

По табл. 1.3.16 [4] выбираем два кабеля (параллельное соединение) с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке сечением q=(З×120) мм² при I_{дл. доп} = 2×240А.

Рассчитаем экономически целесообразное сечение q_эк.

где j,_к=1,2А/мм нормированное значение экономической плотности тока для заданных условий работы (примем более 5000 максимума нагрузки в год) по табл. 1.3.36 |4|.

Принимаем два кабеля сечением q=(3×150) мм².

Проверяем условие пригодности выбранного кабеля по потерям напряжения (L – 0,4 км):

R₀(20)⁼0,2070 м/км; Х₀=0,0990 м/км – активное (при 20 °С) и индуктивное сопротивления трехжильной кабельной линии по табл. 3.5 [1]. cоsφ – значение коэффициента мощности в период максимальных нагрузок за наиболее загруженную смену (примем соs φ=0,95).

Таким образом, к качестве линии, питающей РП, принимаем два параллельных кабеля с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестскающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке сечением q = (З×150) мм²; при I_{дл. доп} = 2×275А.

Выбор защиты линии, отходящей от ГПП к РП

В качестве защиты кабельной линии 10 кВ выберем двухступенчатую токовую защиту, первая ступень которой выполнена виде токовой отсечки, а вторая – в виде максимальной токовой защиты с независимой выдержкой времени.

Электрическая схема такой защиты приведена на рисунке 4.

Рисунок – 8

Чтобы рассчитать ток срабатывания реле КА1, КА2 и вычислить коэффициент чувствительности необходимо рассчитать ток короткого замыкания в конце кабельной линии, для этого составим схему замещения (см. рис. 5).

Вычислим базисные относительные сопротивления кабельной линии:

Рисунок – 9

Базисный ток (для точки К-З):

Ток КЗ в точке К – 3:

Вычислив значение постоянной времени Т_а по рис. 3.2 [2] определим значение ударного коэффициента к_уд:

Ударный ток в точке К-З

Уставку срабатывания реле КА1. КА2 (токовая отсечка) определим согласно (11.10) [2]:

где к_над – коэффициент надежности (примем 1,25); к_сх – коэффициент схемы (для неполной звезды к_сх=1); к_тт – коэффициент трансформатора тока (к_тт=400/5).

Согласно рекомендациям § 11.1 [2] в данном случае ток срабатывания реле КАЗ, КА4 следует рассчитать следующим образом:

Для вычисления коэффициентов чувствительности защит рассчитаем ток двухфазного короткого замыкания (как минимальный ток КЗ) в конце кабельной линии.