Согласно ПУЭ сети напряжением 220 кВ выполняются с глухозаземленной нейтралью. Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (трансформаторы тока и др.). Электроустановки, работающие в этих системах, имеют большие токи замыкания на землю, поскольку поврежденная фаза оказывается короткозамкнутой на землю через нейтраль.
Такой выбор режима нейтрали для сетей с номинальным напряжением 220 кВ и выше объясняется следующими факторами:
- стабилизируется напряжение фаз по отношению к земле и в связи с этим уменьшается перенапряжение;
- снижается стоимость изоляции;
- повышается надежность работы сетей с глухозаземленной нейтралью, так как поврежденный участок немедленно отключается;
- уменьшается количество простоев из-за перебоев в электроснабжении, так как большинство замыканий после отключения самоустраняются, поэтому в этих сетях наиболее эффективно применение автоматического повторного включения (АПВ).
Сети напряжением 6 кВ выполняются с изолированной нейтралью. Они обладают малыми токами замыкания на землю. Изолированной нейтралью называется нейтраль, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная через аппараты, компенсирующие емкостной ток в сети, трансформаторы напряжения и другие аппараты, имеющие большое сопротивление.
Такой выбор режима нейтрали для сетей с номинальным напряжением 6 кВ объясняется следующими факторами:
- в нормальном режиме работы напряжение фаз на зажимах установок относительно земли симметричны и численно равны фазному напряжению, а геометрическая сумма емкостных токов трех фаз равна нулю. При однофазном замыкании на землю одной из фаз междуфазное напряжение остается неизменным по значению и сдвинутыми на угол , а напряжение других фаз по отношению к земле увеличиваются в раза, вследствие чего изменяются и емкостные токи. Благодаря этому питание потребителей включенных в междуфазное напряжение, не нарушается, и они продолжают работать нормально. Это обеспечивает возможность сохранять в работе линию с замыканием на землю в течение некоторого времени, достаточного для отыскания места повреждения и включения резерва;
- снижается стоимость заземляющих устройств;
- уменьшается на число трансформаторов тока и сокращается количество защитных реле, по сравнению с сетями с глухозаземленной нейтралью.
При выборе режима роботы нейтрали в установках до 1000 В руководствуются соображениями экономики, надежности и электробезопасности.
Для рассматриваемого предприятия выбираем в электроустановках до 1000 В систему с глухозаземленной нейтралью. Она более целесообразна при сильно разветвленной сети.
Главное преимущество системы с глухозаземленной нейтралью заключается в том, что при прикосновении человека к находящемуся под напряжением проводнику одной фазы он подвергается воздействию лишь части фазного напряжения источника. Таким образом, системы с глухозаземленной нейтралью более электробезопасны, по сравнению с системами с изолированной нейтралью.
К недостаткам системы с глухозаземленной нейтралью относится дороговизна исполнения, по сравнению с системой с изолированной нейтралью, а так же установки с изолированной нейтралью более надежны, так как при коротком замыкании они не требуют немедленного отключения.
3.7 РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
3.7.1 Выбор проводников напряжением выше 1000 В
Выбор экономически целесообразного сечения проводников выше 1000 В выполняют, согласно [1] по экономической плотности тока и производит проверку по условию нагрева проводников в длительном режиме работы.
В зависимости от металла провода и числа часов использования максимума нагрузки экономическая плотность находится по формуле:
где IР - расчетный ток, А;
jЭ - экономическая плотность тока, А/мм2 .
1.Выбор проводников для электрокотла мощностью 10000 кВт :
Номинальный ток двигателя: I НОМ = 962 А;
Число часов использования максимума нагрузки: ТМАХ > 5000 час./год
Экономическая плотность тока: jЭ =1,2 А/мм2 [1]
Экономически целесообразное сечение кабеля:
= 801,7 мм2
Выбираем кабель ААГУ-6 кВ 3(3х150) – [1].
Допустимый ток кабеля: IДЛ. ДОП. = 3∙330=990 А. [1].
Проверка по условию нагрева:
IДЛ. ДОП. ≥ I НОМ
990А > 962 А
2.Выбор проводников для высоковольтных асинхронных двигателей мощностью 315 кВт:
Номинальный ток двигателя Iном = 38 А.
Число часов использования максимума нагрузки: ТMAC > 5000 час/год.
Экономическая плотность тока: j'= 1,2 А/мм2.
Экономически целесообразное сечение кабеля:
S'=мм2
Выбираем кабель АААГУ-6 кВ (3´35). [1].
Допустимый ток кабеля: Iдоп= 115 А. [1] .
Проверка по условию нагрева:
Iдл. доп.³ Iном.
115 А > 31,7А.
3. Выбор проводников до трансформаторов КТП:
где SРАС = 112 кВ А –расчетная нагрузка из таблицы 2.2.
Число часов использования максимума нагрузки: ТМАХ > 5000 час./год
Экономическая плотность тока: jЭ = 1,2 А/мм2 [1]
Экономически целесообразное сечение кабеля:
= 9,02мм2
Выбираем кабель ААГУ – 6 кВ (3х10) [1].
Допустимый ток кабеля: IДЛ. ДОП. = 65 А. [1].
Проверка по условию нагрева:
IДЛ. ДОП. ≥ I НОМ
65 A > 9,02 A
4. Выбор проводников от ТЭЦ-11 до трансформаторов электрокотельной:
Iрас=А,
где SРАС = 51616,79 кВА –расчетная нагрузка подстанции.
Число часов использования максимума нагрузки: ТМАХ > 5000 час./год
Экономическая плотность тока: jЭ = 1 А/мм2 [11].
Экономически целесообразное сечение кабеля:
= 135,4 мм2
Выбираем воздушную линию марки АС-150-линия из алюминиевого провода со стальным сердечником. [1].
Допустимый ток ВЛ: IДЛ. ДОП. = 450 А. [11].
Проверка по условию нагрева:
IДЛ. ДОП. ≥ I РАС
450 А > 135,4 А
3.7.2 ВЫБОР СХЕМЫ ПЕРВИЧНОЙ КОММУТАЦИИ НА НАПРЯЖЕНИИ 220 КВ
На рис.5 приведена схема РУ 6 кВ станции, с одной системой сборных шин. К сборным шинам присоединены два генератора, два двухобмоточных трансформатора и четыре линии распределительной сети. В каждом присоединении предусмотрели выключатели и разъединители, необходимые для изоляции выключателей на время их ремонта от соседних частей РУ, находящихся под напряжением. В присоединениях линий необходимы два разъединителя—шинный QS1 и линейный QS2. Последний необходим в замкнутых сетях, так как при отключенном выключателе линия может оставаться под напряжением сети. В присоединениях генераторов ограничиваются установкой шинного разъединителя, так как на время ремонта выключателя генератор должен быть развозбужден и остановлен. В присоединениях двухобмоточных повышающих и понижающих трансформаторов также ограничиваются шинными разъединителями, так как со стороны высшего или низшего напряжения имеются выключатели и соответствующие разъединители.
Достоинство РУ с одной системой сборных шин заключается в исключительной простоте и относительно низкой стоимости. Однако область его применения ограничена по следующим соображениям: профилактический ремонт сборных шин и шинных разъединителей связан с отключением всего устройства; повреждений в зоне сборных шин приводит к отключению РУ; ремонт выключателей связан с отключением соответствующих присоединений.
Чтобы избежать полного отключения РУ при замыкании в зоне сборных шин и обеспечить возможность их ремонта по частям, прибегают к секционированию сборных шин т.е. к разделению их на части-секции — с установкой в точках деления секционных выключателей QB нормально замкнутых или нормально разомкнутых (рйс.5-б). Секционирование должно быть выполнено так, чтобы каждая секция имела источники энергии (генераторы, трансформаторы) и соответствующую нагрузку. Присоединения распределяют между секциями с таким расчетом, чтобы вынужденное отключение одной секции по возможности не нарушало работы системы и электроснабжения потребителей.
На станциях секционные выключатели при нормальной работе, как правило, замкнуты, поскольку генераторы должны работать параллельно. В случае КЗ в зоне сборных шин повреждённая секция отключается автоматически. 0стальные секции остаются в работе. Таким образом, секционирование через нормально замкнутые выключатели способствует повышению надёжности РУ и электроустановки в целом. Стоит заметить однако, что в случае замыкания в секционном выключателе отключению подлежат две смежные секции, следовательно, в устройствах с двумя секциями полное отключение не исключено хотя вероятность его относительно мала.
В РУ низшего напряжения 6-10 кВ подстанций секционные выключатели, как правило, разомкнуты в целях ограничения тока КЗ. Выключатели снабжают устройствами автоматического включения резервного питания (АВР), замыкающими выключатели в случае отключения трансформатора, чтобы не нарушать электроснабжения потребителей.
Рис.5. Схема распределительного устройства с одной системой сборных шин:
а – шины не секционированы; б – секционированные шины; в – секционированные сборные шины и обходное устройство.
Чтобы обеспечить возможность поочередного ремонта выключателей, не нарушая работы соответствующих цепей, предусматривают (преимущественно в РУ 110-220 кВ) обходные выключатели Q1, Q2 и обходную систему шин ОСШ с соответствующими разъединителями QS3-QS8 в каждом присоединении рис.5, в. При нормальной работе установки обходные разъединители и обходные выключатели отключены.
Устройства с одной секционированной системой сборных шин, без обходной системы, применяют в качестве РУ 6-35 кВ подстанций, РУ 6-10 кВ станций типа ТЭЦ, РУ собственных нужд станций и других случаях. Аналогичные устройства, но с обходной системой шин, применяют при ограниченном числе присоединений в качестве устройств среднего напряжения 110-220 кВ станций и подстанций, что и было использовано в данном проекте. .
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30
