- подбор характеристик разрядников для защиты от перенапряжений;
- проектирование и настройка релейных защит.
1.Составляем расчетную схему
К1 К2 К3
АС35 АC50 4А50 4А35 4А25
~
11км 4км 0.108км 0.084км 0.164км
ST = 63 кВ·А; ΔUК%=4.5%; ΔPХХ=0.33кВт;
∆PК=1.970кВт; ZТ(1)=0.779 Ом.
Расчет ведем в относительных единицах.
2.Задаемся базисными значениями
SБ=100 МВА; UБВ=1,05UН=10,5 кВ; UБН=0,4 кВ.
3.Составляем схему замещения
К1 К2 К3
ХС ZT
Рис. 8.2. Схема замещения.
4.Определяем сопротивления элементов схемы замещения в относительных единицах:
– системы:
Определяем сопротивление ВЛ-10кВ:
– трансформатора:
Так как его величина очень мала;
– ВЛ 0,4 кВ:
5.Определяем результирующее сопротивление до точки К1
К1
Z*К1
6.Определяем базисный ток в точке К1
7.Определяем токи и мощность к.з. в точке К1.
где КУ–ударный коэффициент, при к.з. на шинах 10 кВ КУ=1.2.
8.Определяем результирующее сопротивление до точки К2:
К2
Z*К2
9.Определяем базисный ток в точке К2:
10.Определяем токи и мощность к.з. в точке К2:
Ку=1при к.з. на шинах 0,4 кВ ТП 10/0,4 кВ.
11.Определяем результирующее сопротивление до точки К3:
К3
Z*К3
12.Определяем токи и мощность к.з. в точке К3:
Ку=1 для ВЛ – 0.38 кВ.
Однофазный ток к.з. определяем в именованных единицах:
где - фазное напряжение, кВ;
- полное сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании на корпус трансформатора, Ом;
- сопротивление петли «фаза – ноль», Ом.
Результаты расчетов сводим в таблицу 8.1.
Таблица 8.1 Результаты расчета токов к.з.
|
№ п/п |
Место к.з. |
IК(3), кА |
IК(2), кА |
IК(1), кА |
iУК, кА |
SК(3), МВА |
|
1 |
К1 |
0.5 |
0.44 |
- |
0.85 |
9.09 |
|
2 |
К2 |
1.88 |
1.64 |
- |
2.66 |
1.3 |
|
3 |
К3 |
0.57 |
0.5 |
0.279 |
0.8 |
0.39 |
8. Выбор аппаратов защиты
После выбора типа и мощности ТП, расчета токов короткого замыкания производим выбор оборудования ТП.
Для обеспечения надежной работы электрические аппараты должны быть выбраны по условиям максимального рабочего режима и проверены по режиму токов короткого замыкания.
Составляем схему электрических соединений подстанции (Рисунок 6), на которой показываем все основные электрические аппараты. Расчет сводится к сравнению каталожных величин аппаратов с расчетными.
QS
FV1
FU
T
FV2
SQ
QF
Рисунок 6 Схема электрических соединений подстанции
В соответствии с ПУЭ электрические аппараты выбирают по следующим параметрам:
1. Выбор разъединителя
|
Расчетные значения |
Условие выбора |
РЛНД – 10/400 |
|
|
|
где – номинальное напряжение аппарата, кВ;
– номинальное напряжение установки, кВ;
– номинальный ток разъединителя, А;
– номинальный расчетный ток, А;
– амплитудное значение предельного сквозного тока к.з., кА;
– ток термической стойкости, кА;
– предельное время протекания тока, с;
– действующее значение установившегося тока к.з., кА, ;
– условное время действия тока к.з., с.
2. Выбор предохранителя
|
Расчетные значения |
Условие выбора |
ПК – 10/30 |
|
|
|
где – номинальное напряжение предохранителя, кВ;
– номинальный ток предохранителя, А.
Выбор рубильника
|
Расчетные значения |
Условие выбора |
РПЦ – 32 |
|
|
3. Выбор автоматического выключателя
|
Расчетные значения |
Условие выбора |
А3726ФУЗ |
где Uн.авт. – номинальное напряжение автоматического выключателя, В;
Uн.уст. – номинальное напряжение сети, В;
Iавт – номинальный ток автоматического выключателя, А;
Iр.макс. – максимальный рабочий ток цепи, защищаемой автоматом, А;
Iн.т.расц. – номинальный ток теплового расцепителя автомата, А;
Kз. – коэффициент надежности, учитывающий разброс по току срабатывания теплового расцепителя, принимается в пределах от 1,1 до 1,3;
Iн.э.расц. – ток отсечки электромагнитного расцепителя, А;
kн. – коэффициент надежности, учитывающий разброс по току электроагнитного расцепителя и пускового тока электродвигателя
(для автоматов АП-50, АЕ-2000 и А3700 kн.э=1,25, для А3100 kн.э=1,5);
Iпред.откл – предельный отключаемый автоматом ток, А.
9. Защита отходящих линий 0,38кВ.
Основные аппараты защиты сетей 0.38кВ от коротких замыканий – плавкие предохранители и автоматические выключатели. Учитывая, что сеть 0,38кВ работает с глухозаземленной нейтралью, защиту от коротких замыканий следует выполнять в трехфазном исполнении, предохранители или расцепители автоматов устанавливают в каждой фазе. При наличии максимального расцепителя автомата в нулевом проводе он должен действовать на отключение всех трех фаз, и в этом случае допускается устанавливать два расцепителя для защиты от междуфазных коротких замыканий. В качестве устройств защиты от перегрузок используют те же аппараты, однако тепловой расцепитель автоматического выключателя действует более надежно и четко, чем предохранитель.
На вводах в трансформаторов 0,38кВ и отходящих от КТП 10/0,38кВ линиях наибольшее применение получили автоматические выключатели типов АП50 (на КТП мощностью 25 … 40кВА), А3100 (сняты с производства) и А3700,. В ряде случаев используются блоки “предохранитель –выключатель” типа БПВ-31…34 с предохранителями типа ПР2. Применяемые на КТП автоматы АП50 2МТ30 имеют два электромагнитных и три тепловых расцепителя, а также расцепитель в нулевом проводе на ток, равный номинальному току теплового расчепителя. Автоматы А3124 … А3144 и А3700ФУЗ имеют по три электромагнитных и тепловых расцепителя, а также независимый расцепитель с обмоткой напряжения. Для защиты от однофазных замыканий в нулевом проводе устанавливают реле тока РЭ571Т, действующее на независимый расцепитель.
Для КТП 10/0,38кВ, оснащенных автоматическими выключателями типа А3100, А3700 и АЕ20, имеющих независимый расцепитель, разработана и выпускается промышленностью полупроводниковая защита типа ЗТИ-0,4,обеспечивающае повышенную чувствительность действие при коротких замыканий. Защита представляет собой приставку к автомату, размещаемую под ним в низковольтном шкафу КТП. Конструктивно она выполнена в фенопластовом корпусе.
ЗТИ предназначено для защиты трехфазных четырехпроводных воздушных линий 0,38кВ с глухозаземленной нейтралью и повторными заземлениями нулевого провода от междуфазных и однофазных коротких замыканий, а также замыканий фаз на землю. Для подключения к линии ЗТИ имеет четыре токовых входа, через которые пропускают три фазных и нулевой провода линии.
Защита действует на независимый расцепитель автоматического выключателя. Защиты от междуфазных и фазных на нулевой провод коротких замыканий имеют обратнозависимые от тока характеристики время срабатывания и ступенчатую регулировку по току и времени срабатывания. Уставку защиты от замыканий на землю не регулируют.
Защита ЗТИ – 0,4У2 позволяет повысить надежность и уровень электробезопасности ВЛ 0,38 кВ.
10. Защита от перенапряжений и заземление
10.1 Защита от перенапряжений
Большая протяженность сельских линий повышает вероятность атмосферных перенапряжений в них в грозовой сезон и служит основной причиной аварийных отключений.
Трансформаторные подстанции 10/0.38кВ не защищаются молниеотводами. Для защиты ТП от перенапряжений применяют вентильные и трубчатые разрядники на 10кВ.Для тупиковых ТП на вводе устанавливают вентильные разрядники FU.
На ВЛ в соответствии с ПУЭ, в зависимости от грозовой активности устанавливается защитное заземление (в условиях РБ через 2 на третей опоре или через 120м), cопротивление заземления – не более 30 Ом.
На линях с железобетонными опорами крюки, штыри фазных проводов и арматуру соединяют с заземлением.
10.2 Заземление
Согласно ПУЭ, расстояние между грозозащитным заземлением на
ВЛ – 0.38кВ должно быть не более 120м. Заземление устанавливается на опорах ответвлений в здания, где может находиться большое количество людей, и на расстоянии не менее 50м от конечных опор.
Диаметр заземляющего провода не менее 6мм, а сопротивление одиночного заземлителя – не более 30 Ом.
Повторное заземление рабочего проводника должно быть на концах ВЛ или ответвлениях от них длиной более 200м, на вводах в здание, оборудование которых подлежит занулению.
Сопротивление заземления ТП не должно превышать 4 Ом, с учетом всех повторных, грозозащитных и естественных заземлений.
10.3 Расчет заземления ВЛ 0.38кВ.
Определение расчетного сопротивления грунта для стержневых электродов.
Расчетное сопротивление грунта для стержневых электродов определяюется по следующей формуле:
(10.1)
где Kc – коэффициент сезонности, принимаем Kc = 1.15;
K1 – коэффициент учитывающий состояние земли во время исзмерения, принимаем Kc = 1;
rизм. – удельное сопротивление грунта, Ом/м;
Cопротивление вертикального заземлителя из круглой стали определяется по следующей формуле:
(10.2)
где l – длина заземлителя, принимаем, l = 5м;
d – диаметр заземлителя, принимаем d = 12мм;
hср – глубина заложения стержня, т.е. расстояние от поверхности земли до середины стержная: hср = l/2 + h’ = 2,5 + 0,8 = 3,3м;
h’ – глубина заглубления электрода, принимаем h’ = 0,8м;
Получаем:
Сопротивление повторного заземлителя
При r ≥100 Ом.м сопротивление повторного заземлителя определяется по следующей формуле:
(10.3)
Для повторного заземления принимаем 1 стержень длиной 5 м и диаметром 12 мм, сопротивление которого 27.34 Ом<30 Ом.
Определяем число стержней
(10.6)
Принимаем 3 стержня и располагаем их через 5 м друг от друга.
Длина полосы связи:
l=3 шт ∙ 5м =15м
Сопротивление полосы связи
(10.7)
где d – ширина полосы прямоугольного сечения, м;
h – глубина заложения горизонтального заземлителя,
Определение действительное число стержней:
(10.8)
Принимаем 3 стержня.
(10.9)
В соответствии с ПУЭ сопротивление заземляющего устройства при присоединении к нему электрооборудования напряжением до и выше 1000 В не должно быть более 10 Ом. В нашем случае rИСК=9.5 Ом ≤ 10 Ом.
Сопротивление заземляющих устройств с учетом повторных заземлений нулевого провода
(10.10)
Заземление выполнено правильно.
Если расчет выполнять без учета полосы связи, то действительное число стержней
(10.11)
и для выполнения заземления нужно было бы принять 5 стержня.
Литература
1) Янукович Г.И. Расчет электрических нагрузок в сетях сельскохозяйственного назначения. Мн.: БГАТУ, 2003
2) Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства» М.:Агропромиздат, 1990.
3) Янукович Г.И. Расчёт линий электропередачи сельскохозяйственного назначения. Мн.:БГАТУ,2002
4) Поворотный В.Ф. Методические указания по расчету электрических нагрузок в сетях 0,38...110 кВ сельскохозяйственного назначения. Мн.: БИМСХ, 1984.
5) Нормы проектирования сетей, 1994.
6) Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. М.: Агропромиздат, 1990.
7) ПУЭ
8) Янукович Г.И. Расчёт линий электропередачи сельскохозяйственного назначения. Мн.:БГАТУ,2002.
9) Янукович Г.И., Поворотный В.Ф., Кожарнович Г.И. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов. Методические указания к курсовому проекту для студентов специальности С.03.02.00. Мн.: БАТУ, 1998.
10) Янукович Г.И. Расчет линий электропередач сельскохозяйственного назначения. Учебное пособие. Мн.: БГАТУ, 2004.
11) Елистратов П.С. Электрооборудование сельскохозяйственных предприятий. Справочник. Мн.: Ураджай, 1986.
12) Нормы проектирования сетей, 1994.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
