Рис.5 Схема внешнего электроснабжения
Т.к. приемниками электрической энергии являются печи сопротивления, то секционный выключатель между двумя линиями отходящими от ГПП находятся в разомкнутом состоянии, это необходимо для снижения тока КЗ. Ток повышается из – за того, что две ветви становятся параллельными. Более высокий ток КЗ требует более сложного и дорогого оборудования. Тогда из заданной схемы (рис. 5) получим схему замещения представленную на рис. 6.
Рис.6 Схема замещения питания участка для расчета тока КЗ на шинах КТП.
Зададимся базисными величинами.
Определим сопротивления:
Для турбогенераторов
Для трансформаторов ТДЦ−125000/220
Для реактора
Для воздушной линии электропередачи АЛ-1, АЛ-2, АЛ-3
Сопротивление кабельных линий CL1
Сопротивление кабельных линий CL3
Сопротивление трехобмоточного трансформатора определим по следующей формуле:
сопротивление средней обмотки не считаем т.к. оно не влияет на ток КЗ.
Используя полученные выражения, получим значения относительных базисных сопротивлений для каждой обмотки трансформатора.
Упростим схему замещения питания участка (рис.6) до схемы рис.7.
Рис.7 Упрощенная схема замещения питания участка.
Упростим схему (рис.7) до схемы рис.8
Рис. 8
Упростим схему (рис.8) до схемы рис.9
Рис.9
Упростим схему (рис.9) до схемы рис.10
Рис.10
Упростим схему (рис.10) до схемы рис.11
Рис.11
Упростим схему (рис.11) до схемы рис.12
Рис. 12
Рис.13 Схема расчета тока КЗ
Ток КЗ определим методом наложения, так как имеем два разнотипных источника − конечной и бесконечной мощности.
От турбогенераторов для определения тока КЗ определим расчетное сопротивление
где - суммарная мощность генераторов.
Точка КЗ незначительно удалена от источника питания т.е.
От системы бесконечной мощности ток КЗ в точке К.
Для ТЭЦ:
По расчетным кривым рис. 1.58 [1] определяем кратность тока КЗ :
;
где
;
Определим токи КЗ в точке К:
6. РАСЧЕТ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ПОСЛЕ КТП
Для расчета тока КЗ составим схему рис. 15 пользуясь схемой питания установок рис. 14.
Рис.14 Схема питания установок
Рис.15. Схема расчета тока КЗ (а) и схема замещения для расчета тока КЗ (б)
Определим сопротивления схемы замещения:
Сопротивление трансформатора:
Сопротивление автомата QF1:
автомат рассчитан на , тогда , , .
Сопротивление трансформатора тока ТА1:
т.к. обмотки трансформатора тока ТА1 находятся на одной линии с автоматом QF1, то , тогда , .
Сопротивление автомата QF2:
автомат рассчитан на , тогда , , .
Сопротивление кабельной линии CL:
потребуется кабель с и, , тогда , , где - длина кабельной линии.
Сопротивление автомата QF3:
, тогда , , .
Сопротивление трансформатора тока ТА2:
т.к. обмотки трансформатора тока ТА2 находятся на одной линии с автоматом QF3, то , тогда , .
Сопротивление контактора , тогда
Полное сопротивление ветви:
Ток короткого замыкания:
7. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ
Т.к. в комплект поставки КТП входят:
высоковольтный разъединитель ;
автоматический выключатель на вводах ;
автоматический выключатель на секционных ;
автоматический выключатель на линиях ;
которые удовлетворяют необходимым условиям, то выбор производим для:
1) участка линии от выключателя до ввода на Ц105:
Кабель:
номинальный линейный ток , чтобы обеспечить пропускную способность ставим кабель сечением марки СРГ.
Автоматический выключатель:
номинальный линейный ток , ток короткого замыкания
выбираем выключатель типа .
Трансформатор тока:
номинальный линейный ток , ток короткого замыкания
выбираем трансформатор тока
2) аппаратура шкафов управления ШОТ 9719:
Автоматический выключатель:
номинальный линейный ток
выбираем выключатель
Выбираем контактор
Все измерительные приборы вольтметры и амперметры расположены в РП. Расположение измерительных приборов представлена на рисунке 16.
Рис.16 Расположение измерительных приборов
8. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, ЗАЩИТЫ И СИГНАЛИЗАЦИИ
Рис.17 Схема питания и управление шахтной печи Ц105
Электрическая схема (рис.17) включает в себя схему питания и схему управления установкой. Питание силовой части схемы осуществляется от трехфазной сети 380В, схемы управления – от 220В. Питание схемы управления осуществляется через автоматический выключатель SI. Универсальный переключатель SA позволяет работать в трех режимах: ручном, автоматическом и полуавтоматическом. Схема предусматривает регулирование температуры. Сигнал с термопары подается в блок регулятора. Если температура в печи ниже заданной, то замыкаются контакты «min». При этом напряжение через сопротивление R1 подается на катушку К1. Замыкается контакт К1:1 и размыкается контакт К1:2, в результате чего питание подается на катушку промежуточного реле КL3. Контакт КL3:1 замыкается, и получает питание катушка магнитного пускателя КМ1, пускатель срабатывает и замыкает свой контакт КМ1:1 в силовой цепи. Одновременно размыкается контакт КМ1:3 и замыкается КМ1:2. Напряжение через трансформаторы подается на нагревательные элементы печи. При замыкании контакта КМ1:2 загорается сигнальная лампочка HL2, что говорит о том, что питание подано в зону. Температура в печи растет за счет тепла, выделяемого нагревателями, и достигает заданной, после чего контакты «min» размыкаются и катушка К1 теряет питание. При этом размыкается контакт К1:1 и замыкается контакт К1:2. Цепь питания катушки промежуточного реле КL3 обесточивается, и контакт КL3:1 размыкается, в результате чего теряет питание катушка магнитного пускателя КМ1. Одновременно, размыкаются силовой контакт КМ1:1 и контакт в цепи управления КМ1:2. Контакт КМ1:3 замыкается, и загорается сигнальная лампа HL3, что говорит о том, что питание в зону не подано. Если температура в печи становится выше заданной, срабатывает контакт «max». Напряжение через сопротивление R1 подается на катушку К2, в свою очередь замыкается контакт К2:2 и размыкается К2:1. При этом загорается лампочка HL1, сигнализируя о перегреве печи.
Схема управления предусматривает также включение и выключение двигателя для отворота крышки печи. Запуск осуществляется нажатием кнопки SB2 («пуск»). При этом получит питание катушка магнитного пускателя КМ4, пускатель срабатывает и замыкается контакт КМ4:1 в силовой цепи, подключая двигатель 1ЭД к трехфазной сети 380В. Одновременно в цепи управления замыкаются блок-контакт КМ4:2, шунтируя кнопку SB2, и контакт КМ4:3. Загорается сигнальная лампочка HL4 («питание»). Отключение двигателя осуществляется нажатием кнопки SB1 («стоп»). Цепь питания магнитного пускателя КМ4 обесточивается, контакты КМ4:1 в силовой и КМ4:3 в цепи управления размыкаются, контакт КМ4:4 замыкается. Загорается лампочка HL5, сигнализируя о том, что питание на двигатель не подано.
Аналогично осуществляется включение и выключение привода вентилятора. Запуск приводного двигателя осуществляется нажатием кнопки SB4 («пуск»). При этом получит питание катушка магнитного пускателя КМ5, пускатель срабатывает и замыкается контакт КМ5:1 в силовой цепи, подключая двигатель 2ЭД к трехфазной сети 380В. Одновременно в цепи управления замыкаются блок-контакт КМ5:2, шунтируя кнопку SB4, и контакт КМ5:3. Загорается сигнальная лампочка HL6 («питание»). Отключение приводного двигателя осуществляется нажатием кнопки SB3 («стоп»). Цепь питания магнитного пускателя КМ5 обесточивается, контакты КМ5:1 в силовой и КМ5:3 в цепи управления размыкаются, контакт КМ5:4 замыкается. Загорается лампочка HL7, сигнализируя о том, что питание на двигатель не подано.
Схема управления установкой включает в себя контроль и сигнализацию падения и превышения температуры. Если температура в печи ниже заданной, то замыкаются контакты «min». При этом напряжение подается на реле К6, в результате чего замыкается контакт К6:1, и катушка промежуточного реле К8 получает питание. Контакт К8:1 замыкается и загорается сигнальная лампочка HL8, свидетельствующая о падении температуры. Если температура в печи становится выше заданной, срабатывает контакт «max». При этом напряжение подается на реле К7, в свою очередь контакт К7:1 замыкается, и загорается лампочка HL9, сигнализируя о превышении температуры.
При снижении давления газа в подводящей среде или температуры в рабочем пространстве, что создает аварийный режим, предусмотрено автоматическое прекращение подачи защитного газа в рабочее пространство печи. Сигнал о снижении давления подается с сигнализатора падения давления СПДМ на реле К9, в результате чего размыкается контакт К9:2 и замыкается контакт К9:1, при этом загорается лампочка HL10. В то же время контакт К9:3 замыкается, и питание подается на электромагнит золотника 2ЭЗ, который закрывает подачу защитного газа. Одновременно происходит замыкание контакта К9:4 и загорание сигнальной лампочки HL11.
Аналогичное управление происходит и при снижении температуры в рабочем пространстве. При замыкании контакта «min» напряжение подается на реле К6, при этом замыкается контакт К6:2. Питание подается на электромагнит золотника 2ЭЗ, посредством которого подача защитного газа прекращается.
В ручном режиме работы прекращение подачи защитного газа осуществляется нажатием стоповой кнопки SB5 (обесточивание цепи открывающего золотника 1ЭЗ) и SB6 (подача напряжения на электромагнит закрывающего золотника 2ЭЗ).
Общая аварийная сигнализация предусматривает срабатывание гудка-ревуна ГР и загорание сигнальной лампочки HL12 в случаях:
1) снижение температуры в рабочем пространстве печи (замыкание контакта К8:3);
2) превышение температуры в рабочем пространстве печи (замыкание контакта К7:2);
3) снижение давления газа в подводящей магистрали (замыкание контакта К9:5).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В курсовом проекте было спроектировано электроснабжение участка цеха включающего в себя 5 шахтных печей Ц105 и установку эндогаза ЭН-60М01. Была определена средняя цеховая нагрузка , среднеквадратичная цеховая нагрузка , заявленная мощность , найдены токи КЗ до и после КТП которые составили 44,43 кА и 13,35 кА соответственно. Выбрана комплектная двухтрансформаторная подстанция выполненная на трансформаторах типа ТМФ – 630/10. Разработана планировка цеха, схема управления и схема питания установок, которые приведены в графической части проекта.
Список литературы
1. Миронов Ю.М., Миронова А.Н. Электрооборудование и электроснабжении электротермических, плазменных и лучевых установок: Учеб. пособие для вузов.-М.: Энергоатомиздат. 1991.-376 с.:ил
2. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования:Учеб. пособие для ВУЗов.- перераб. И доп.- М. Энергоиздат,1989,-608 с.:ил.
3. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. 2-е изд., перераб. и доп./Под общ. Ред. А.А. Фёдорова и Г.И. Сербиновского.- М.:Энергия,1980.-576с.,ил.
4. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Электрооборудование и автоматизация / Сост.:Т.В.Анчарова, В.В.Каменева, А.А. Катарская; под общей редакцией А.А. Фёдорова и Г.В.Сербиновского. -2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат, 1981. – 624с.,ил.
5. Электротермическое оборудование: Справочник / Под общ. Ред. А.П.Альтгаузена. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия,1980.- 416с.,ил.
6. Электрооборудование и автоматика электротермических установок: (Справочник) / Альтгаузен А.П., Бершицкий И.М., Бершицкий М.Д. и др.: Под редакцией А.П.Альтгаузена, М.Д.Бершицкого,М.Я.Смелянского, В.М.Эдемского. – М.: Энергия, 1978.-304с.,ил.
