13.5 Строится токовременная характеристика защиты ВЛ-10 кВ. В примере МТЗ и ТО выполнены на встроенных в привод реле РТВ и РТМ
13.5.1 Определяется ток согласования защиты; за ток согласования принимается ток трехфазного короткого замыкания за предохранителем ближайшего ТП-10/0,4 кВ (ТП-1).
I= I = 2676 А (13.1)
13.5.2 Определяется кратность согласования
К===15,9 (13.2)
13.5.3 Определяется расчетное время срабатывания МТЗ при токе согласования
t= t + Δt = 0,01 + 1 ~ 1с, (13.3)
где t - время перегорания плавкой вставки при токе согласования; dt - ступень селективности. Для реле РТВ минимальная уставка по времени Δt=1 с.
13.5.4 По К и t определяется контрольная точка, лежащая на временной характеристики реле РТВ.
По найденной характеристике находится уставка времени срабатывания реле. t = 1 с.
13.5.5 Переносится найденная характеристика реле на график согласования защит до тока срабатывания ТО, предварительно заполнив таблицу 13.5.
Таблица 13.5 - Токовременная характеристика защиты ВЛ-10 кВ
После построения характеристики необходимо убедиться в том, что в зоне совместного действия МТЗ линии 10 кВ и плавкой вставки предохранителя ПК-10-20 соблюдалось условие селективности.
Характеристики защит представлены на рисунке 13.2.
Рисунок 13.2 – График согласования защит
14. ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ
Атмосферные перенапряжения в грозовой сезон служат причиной аварийных отключений. Защита включает в себя следующие мероприятия:
14.1 Применение деревянных опор на ВЛ-0,4 кВ или на вЛ-10 кВ. При этом минимальное расстояние между крюками или штырями изоляторов отдельных фазовых проводов должна быть для ВЛ-0,4 кВ - не менее 0,5 м, для ВЛ-10 кВ – не менее 1 м
14.2 Использование на выключателе головного участка ВЛ-10 кВ автоматического повторного включения (АПВ).
14.3 Установка защитных искровых промежутков с сопротивлением заземления не более 15 Ом на опорах в местах пересечений линий электропередач.
14.4 На ВЛ-0,4 кВ с железобетонными опорами крюки, штыри изоляторов фазных проводов и арматуру соединяют с заземлением, сопротивление которого не должно превышать 50 Ом (заземление части опоры, входящей в землю). На ВЛ-0,4 кВ с деревянными опорами заземление делается крюков и штырей изоляторов с сопротивлением не более 30 Ом. Заземление выполняется на конечных опорах линии и на опорах с ответвлением в общественные помещения (школы, ясли, больницы и др.)
14.5 Для защиты силовых трансформаторов (КТП) от волн перенапряжения применяют вентильные разрядники типа РВО-10 со стороны высшего напряжения и типа РВН-0,5 со стороны низшего. Можно для этих целей использовать(вместо разрядников) ограничители перенапряжений ОПН-10, ОПН-0,4. Для защиты разомкнутого разъединителя КТП устанавливают трубчатый разрядник типа РТВ-10.
14.6 Если КТП включена через кабельную вставку, то на вводе в кабельную вставку устанавливается трубчатый разрядник.
14.7 Вся грозозащитная аппаратура п/ст подключается к контуру заземления, сопротивление которого 4 Ом.
15. ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Обеспечение надежности электроснабжения потребителей является второй наиболее важной проблемой (после обеспечения необходимого качества электроэнергии), стоящей при проектировании схемы электроустановки. Надежность схем электроснабжения является категорией технико-экономической, так как перерывы в электроснабжении наносят значительный материальный ущерб. В зависимости от величины удельного ущерба все сельские потребители разделяются на три категории. В данном проекте предусматривается независимое сетевое резервирование потребителей 1 категории от государственной электросистемы только на подстанции ТП8. При разработке электрической схемы этой подстанции необходимо проектировать двухстороннее автоматическое включение резерва (АВР) со стороны низкого напряжения на контакторах переменного тока [10]. Потребители первой и второй категории на ТП8 должны иметь автономные источники питания, независимые от сетевого резерва. Выбор количества агрегатов автономного источника и их мощность производится по расчетной нагрузке электроприемников в соответствии с таблицей 15.1. Потребители остальных ТП имеют третью или вторую категорию по надежности. Местному резервированию от ДЭС подлежат лишь потребители первой и второй категории по надежности электроснабжения на ТП1.
Таблица 15.1 - Нагрузка электроприемников сельхозпредприятий, подлежащая резервированию от автономных источников
|
Тип предприятий |
Производственная мощность |
Резервируемая нагрузка, кВт |
Тип источника, мощность и кол-во агрегатов |
|
Комплексы и фермы молочного направления |
200 300 1200 |
15…25 20…25 160 |
ДЭС 16х1, 30х1 (РИПТ 30х1) ДЭС 30х1 (РИПТ 30х1) ДЭС 60х3 |
|
Ферма молочного направления |
на 400 коров |
30 |
ДЭС 30х1 (РИПТ 30х1) |
|
Птицеферма выращивания и откорма гусят бройлеров |
125 тыс. в год |
500 |
ДЭС 315х2 |
16. ТЕХНИКО–ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Таблица 16.1 - Спецификация на основное оборудование
|
Наименование, тип и краткая техническая характеристика |
Ед. измерения |
Количество |
|
Шкаф комплектного распределительного устройства КРУН-10У ВЛ 10кВ Опоры железобетонные: - концевые К10-2Б - угловые УА10-2Б - промежуточные П10-2Б Провод: -АС 70 - АС 35 Траверсы Изоляторы ШФ-10В Разъединители РЛНД-10/630 У1 с приводом ПР-У1 КТП-160-10/0,4 У1 КТП-100-10/0,4 У1 КТП-63-10/0,4 У1 ВЛ-0,38 кВ (для ТП 1) Опоры деревянные с ж/б приставками - концевые Ка-2 - угловые анкерные Уа-2 - промежуточные Ппа-2 Провод: - АС 70 - АС 70 - АС 50 Изоляторы ТФ-20 |
шт шт шт шт км км шт шт шт шт шт шт км км км км км км шт |
1 10 7 221 9,7 5,8 221 867 1 4 3 1 7 2 17 0,15 0,07 0,26 168 |
Таблица 16.2 - Капитальные затраты на сооружение ЛЭП
|
Наименование основных элементов электропередачи |
Кол-во |
Ценник, расценки тыс. руб. |
Кап. затраты, тыс. руб. |
|
|
на ед. продукции |
всего |
|||
|
Шкаф комплектного распределительного устройства КРУН – 10У1 Строительство ВЛ 10 кВ: -АС 70 - АС 35 КТП-160-10/0,4 У1 КТП-100-10/0,4 У1 КТП-63-10/0,4 У1 Строительство ВЛ-0,38 кВ (для ТП 1) Провод: - АС 70 - АС 50 - АС 35 |
1 9,7 5,8 4 3 1 0,07 0,25 0,26 |
3,902 2,7 2,3 1,27 1,07 0,88 4,35 3,50 2,50 |
3,902 2,7 2,3 1,27 1,07 0,88 4,35 3,50 2,50 |
3,902 26,2 13,3 5,1 3,2 0,9 0,3 0,9 0,65 |
Определяются ежегодные издержки на электропередачу
И = И + И + И (16.1)
И= (16.2)
где К, К , К, К - капитальные вложения в ячейку, линию 10 кВ, ТП10/0,4 кВ и линию 0,38 кВ; Р, Р, Р, Р – нормы амортизационных отчислений впроцентах на восстановление и капитальный ремонт таблица 16.3[2].
И = = 2,36 тыс. руб
И= (β · ΔW) + (β · ΔW) + (β · ΔW), тыс.руб (16.3)
где ΔW, ΔW, ΔW- потери энергии в линии 10кВ, ТП10/0,4 кВ, 0,38 кВ; β, β, Β, - стоимость 1 кВт · ч потерь электроэнергии таблица 16.4[2].
И = 23,1 · 26842 + 40,3 · 53683 + 13,5 · 17894 = 3,025 тыс. руб
Издержки на эксплуатацию:
И=28·(1,7·26,4+3,5·2+4·7+6,8·1+9·9+16,3·11)=9,06тыс.руб (16.4)
Годовые издержки:
И=И+И+И=2,36+3,025+9,057=14,446тыс.руб (16.5)
β=== 0,80 коп/кВт·ч (16.6)
β = β + β = 2,33 + 0,80 = 3,13 коп/кВт · ч
17. ЗАЩИТА ЛИНИЙ Л1, Л2, Л3 ПЛАВКИМИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМИ
При коротком замыкании или незначительной перегрузке электрическая проводка должна быть автоматически отключена, в противном случае может воспламениться изоляция проводов, что приведет к пожару. Для автоматического отключения проводки при превышении установленных значений силы тока предназначены аппараты защиты. В сельском хозяйстве для этой цели часто применяют плавкие предохранители, устройство которых чрезвычайно просто. В фарфоровом корпусе помещены проводники небольшого сечения – плавкие вставки, включаемые последовательно в каждый фазный провод линии. Если ток линии возрастает сверх допустимого, то плавкая вставка перегорит, отключив цепь раньше, чем температура защищаемых ею проводов станет недопустимо высокой.
Предохранители с плавкой вставкой – простейшие коммутационные аппараты, предназначенные для защиты цепей от коротких замыканий и перегрузок. Их широко применяют в электрических сетях напряжением 0,38/0,22…110 кВ. В защищаемую цепь предохранитель включается последовательно. Он представляет собой ее ослабленный участок, где она разрывается. Основные элементы предохранителя: корпус, плавкая вставка, контактная часть, дугогасительные устройство и среда.
К предохранителю предъявляют следующие требования:
- должен длительно выдерживать номинальный ток и не перегорать при кратковременных перегрузках;
- надежно и быстро отключать предельный ток, на который рассчитан;
- работать селективно (при последовательно установленных нескольких предохранителях должен перегорать только ближайший к месту аварии).
При защите проводов и кабелей плавкими предохранителями расчет электрической сети начинают с выбора плавкой вставки. Его выбирают по следующим правилам.
ПРАВИЛО 1. Ток плавкой вставки должен быть больше рабочего тока нагрузки или равняться ему, т.е.
Iв ≥ Iр.
ПРАВИЛО 2. Ток плавкой вставки проверяют на максимальный ток нагрузки:
Iв ≥ Imax/α.
Определив номинальный ток плавкой вставки, выбирают соответствующее ему сечение провода в зависимости от того, будет он защищен плавкой вставкой только от коротких замыканий или также от перегрузок. Необходимо выбрать такое сечение, чтобы было соблюдено следующее соотношение:
Iдоп ≥ 1,25Iв,
где Iдоп – допустимый ток провода.
Для случаев, при которых необходимо защищать провода только от коротких замыканий,
Iдоп ≥ 0,33Iв,
После того как провод выбран, его проверяют на длительный рабочий ток установки:
Iдоп ≥ Iр.
В сельских сетях напряжением 0,38 кВ применяют предохранители ПР-2, ПН-2 и НПН-2. Предохранители ПР-2 изготовляют на номинальные напряжения 220 и 500 В и токи 15…1000А. В обозначении ПР указано, что предохранители разборные с закрытыми патронами без наполнителя. Патрон выполнен из толстостенной фибровой трубки 1 (см. графическую часть), на которую плотно насажены латунные втулки 3, предотвращающие разрыв трубки. На втулки навинчены колпачки 4, закрепляющие плавкую вставку 2, присоединенную к ножкам 6. Сверху надета шайба 5 с пазом для ножей.
Патрон вставляют в неподвижные контактные стойки, укрепленные на изоляционной плите. Контактное нажатие обеспечивается кольцевой или пластинчатой пружиной.
Плавкие вставки изготовляют из цинка в виде пластин с вырезами. На узких местах вставки выделяется больше теплоты, чем на широких. При коротком замыкании вставка перегорает в нескольких или во всех узких местах, а широкие участки не успевают плавиться. Когда вставка перегорает в узких местах, широкие части вставки падают в нижнюю часть, не плавясь.
При перегорании вставки и возникновении дуги фибровая трубка выделяет газы, преимущественно водород и диоксид углерода (углекислый газ). Давление внутри закрытой трубки возрастает, и благодаря деионизации дуги газами высокого давления она гаснет. Предохранители ПР-2 относятся к токоограничивающим, так как при интенсивной деионизации дуги сопротивление дугового промежутка быстро возрастает, ток к. з. в цепи уменьшается и прерывается до момента достижения максимального значения.
При перегрузках процесс перегорания происходит медленнее. Теплота, выделяющаяся в узких местах, передается в широкие части вставки, и вставка перегорает в местах перехода от суженного к широкому месту.
Достоинство предохранителей ПР-2 состоит в простоте замены перегоревшей вставки, недостаток – в больших размерах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В курсовом пректе спроектирована схема электроснабжения населенного пункта по сетям напряжением 10 и 0,38 кВ от головной понизительной подстанции (ГПП) напряжением 110/10 кВ (35/10 кВ).
В населенном пункте спроектировано 8 трансформаторных подстанций (ТП) напряжением 10/0,4 кВ. Для ТП 1 определены электрические нагрузки линий напряжением 0,38 кВ, питающих потребителей II и III категорий по надежности, и на шипах 0,4 самой ТП.
Для ТП 8 определены только электрические нагрузки подстанции, питающей ответственные потребители. На этих ТП выбраны конденсаторные батареи для повышения коэффициента мощности (cosφ), а затем по экономическим интервалам нагрузок выбраны номинальные мощности силовых трансформаторов для всех восьми ТП. В линии 10 кВ рассчитаны по участкам электрических нагрузкок и выбраны сечения проводов. По таблице отклонений напряжения определяется положения регуляторов ПБВ на трансформаторах 10/0,4 кВ, и допустимая потеря напряжения в линиях 0,38 кВ, подключенных к ТП 1. Выбраны сечения проводов линий 0,38 кВ по интервалам экономических нагрузок и допустимой потере напряжения. Окончательное сечение проводов линии Л1 принимается после проверки на успешный запуск крупного асинхронного электродвигателя. Рассчитаны токи короткого замыкания, необходимые для проверки защит электроустановок и выбора оборудования. Линии 0,38 кВ защищаются автоматически воздушными выключателями и дополняются приставками ЗТ-0,4 или ЗТК-0,4. Трансформатор ТП-1 защищается плавкими предохранителями. Защита ВЛ 10 кВ (максимально-токовая и токовая отсечка) выполняется на встроенных в привод реле (прямого действия) РТВ и РТМ, реже на реле косвенного действия. Все защиты электропередачи согласуются между собой; для этого построен график согласования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Методические указания по расчету нагрузок в сетях 0,38-10 кВ сельскохозяйственного назначения. /Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства (РУМ).-М.: Сельэнергопроект, 1981.-101с.
2. Методическое указание к дипломному проектированию: Оценка экономической эффективности инженерных разработок. - Челябинск. ЧГАУ, 1994. - 56 с.
3. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. -М.: Агропромиздат, 1990.-496 с.
4. Мякинин Е.Г. Методические указания по теме 'Компенсация реактивной мощности в сельских электрических сетях. -Челябинск.: РИО ЧГАУ, 1991. -22 с.
5. Методические указания по выбору установленной мощности силовых трансформаторов на одно и двух трансформаторных подстанциях в электрических сетях с/х назначения. (РУМ). -М.: сельэнергопроект, 1987, август.-32 с.
6. Методические указания по обеспечению при проектировании нормативных уровней надежности электроснабжения с/х потребителей (РУМ). - М.: Сельэнергопроект, 1986, -32 с.
7. Будзко И.А., Левин М.С. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов.- М.: Агропромиздат, 1985.-320 с.
8. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). -М.: Энергоатомиздат, 1986. -640 с.
9. Руководство по выбору и расчету защит электрических сетей напряжением до 1000 В от аварийных токов. -Челябинск, 1983.
Размещено на
