fn= (iуд2×кср/4×h) ×10-7, (6.4.8)
fn= ((10.6×103)2×0.47/4×0.005) ×10-7=264.05 [Н/м].
Напряжение в материале полос:
fn × l n2
sn= (6.4.9)
12× Wn
где Wn= h2×b/6 – момент сопротивления одной полосы ;
Wn= 0.52×5/6=0.21 , тогда
sn =264.05×0.42/12×0.21=16.76 [МПа].
Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз:
l2×iуд2
sф= Ö3 ×10-8 , (6.4.10)
а× Wср
где Wср = h2×b/3 – момент сопротивления;
Wср = 0.52.5/3=0.42 ,
а=0.8 – расстояние между фазами.
sф=1.732×10-8×1.22×10.62×106/0.8×0.42=8.3 [МПа],
шины остаются механически прочными , если
sрасч=sn+sф£sдоп ; (6.4.11)
sдоп=75 [МПа],
sрасч=16.76+8.3=25.1<75 условие выполняется.
7. РАСЧЕТ УСТРОЙСТВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ И МОЛНИЕЗАЩИТЫ
При расчёте молниезащиты используется методика из [3]. Принимаем высоту молниеотвода h=50 м ,(см.рис.6)
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода
О
О’
K rx M
B B’ C A’ A
Рис.6
Длина отрезков: CA’=CB’=0.75×h=0.75×50=37.5 [м],
Расстояние: CO’=0.8×h=0.8×50=40 [м],
Длина отрезков: CA=CB=1.5×h=1.5×50=75 [м].
Защиты определяются по следующим выражениям:
rx=1.5(h-1.25hx) при 0 £ hx £ 2/3h , (7.1)
rx=0.75(h-hx) при hx ³ 2/3h. (7.2)
Оптимальная высота молниеотвода определяется из предыдущих выражений по формулам:
hопт = (rx+1.9hx)/1.5 при 0 £ hx £ 2/3h , (7.3)
hопт = (rx+0.75hx)/0.75 при hx ³ 2/3h (7.4)
При hx =20 м
rx=1.5(50-1.25×20)=37.5 [м],
hопт = (37.5+1.9×20)/1.5=50.3 [м].
При hx =40 м
rx=0.75(50-40)=7.5 [м],
hопт = (7.5+0.75×40)/0.75=50 [м].
Устанавливаем на подстанции 4 молниеотвода (смотри план подстанции).
При расчёте устройства заземления для электроустановок 110 кВ и выше согласно ПУЭ сопротивление заземляющей установки должно быть не более 0.5 Ом.
Принимаем сопротивление естественных заземлителей Rе=1.5 Ом. Расчётное удельное сопротивление грунта :
rрасч=rизм×Y, (7.5)
где Y=1.4 – климатический коэффициент для сухого твердого суглинка,
rизм =Rгр=215 [Ом×м],
тогда:
rрасч=215×1.4=301 [Ом×м].
Находим сопротивление исскуственного заземлителя:
Rи= Rе×Rз/ Rе-Rз=1.5×0.5/1.5+0/5=0.75 [Ом]. (7.6)
В качестве вертикального стержня принимаем стальную трубу длиной 3 м и d=0.05 м. При заглублении вертикального стержня ниже уровня земли на 0.7 м ,т.е Н0=0.7 м
Rв= (rрасч / 2p×L)× [ln(2×L)/d+0.5ln(4H0+L)/(5H0+L)], (7.7)
Rв=(301/18.85)×(4.78+1.22)=95.81 [Ом],
На глубине Н=Н0+L/2=2.2 м
Rв= (rрасч / 2p×L)× [ln(2×L)/d+0.5ln (4H+L)/(5H+L)]
=(301/18.85)×(4.78+1.22)=79.55 [Ом].
Определим общее сопротивление сетки горизонтальных проводников , выполненных из полосовой стали сечением 40´4 мм . Общая длина горизонтальных заземлителей равна 848 м. Число вертикальных стержней примем 100:
Rг= (rрасч / 2p×L)×ln(2×L2)/b×H=(301/18.85)×17.75=283.5 [Ом],
где b=40 мм – ширина полосы
Н=0.7 м .
Вертикальные стержни располагаем через 8.5 м ,отсюда Rг с учётом коэффициента использования h=0.19 соединительной полосы:
Rг= 283.5/0.19=1492.1 [Ом].
Уточняем сопротивление искусственного заземлителя
Rи’= Rи×Rг/ Rи+Rг=1.5×0.5/1.5+0/5=0.749 [Ом].
Окончательное число вертикальных заземлителей с учётом коэффициента использования hст=0.5:
n= Rв/hст×Rи’=79.55/0.749×0.5=213 штук.
8. РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
Питание цепей релейной защиты и автоматики (РЗА) осуществляется на постоянном оперативном токе от аккумуляторной батареи 220 В. Устройство РЗА всех элементов ПС за исключением ВЛ-10 кВ, секционного выключателя 10 кВ и ТСН размещается на панелях в здании ОПУ. Защита остальных элементов выполнена с использованием оборудования, поставляемого комплектно с камерами КРУН К-37, из которых комплектуется РУ 10 кВ.
В соответствии с [4] для силового трансформатора 10 000 кВА должны выполнятся защиты: дифференциальная токовая и газовая, которые используются в качестве основных защит, максимальная токовая защита (МТЗ), используемая в качестве резервной, и защита от перегрузки с действием на сигнал.
8.1 Расчет защиты силовых трансформаторов
8.1.1 Диффренциальная защита с торможением
Проведем расчет дифференциальной защиты с торможением с применением реле серии ДЗТ-11 [8].
1) Определим значения первичных и вторичных токов плеч дифференциальной защиты. Сторона 10 кВ принимается за основную.
а) Находим первичные номинальные токи трансформатора по формуле:
I1ном=Sном тр/Ö3×Uном , (8.1)
где Sном.тр – номинальная мощность трансформатора;
Uном – номинальное напряжение.
б) Находим вторичные номинальные токи трансформатора по формуле:
I2ном=I1ном×kсх /ki , (8.2)
где ki - коэффициент трансформации ТТ (с учетом возможных перегрузок ki=150/5 для стороны ВН, ki=200/5 для стороны СН и ki=600/5 для стороны НН );
kсх - коэффициент схемы, показывающий во сколько раз ток в реле защиты больше чем вторичный ток ТТ. Для схем соединения ТТ в звезду kсх=1, для схем, соединенных в треугольник kсх=Ö3.
Расчет сводим в таблицу 8.1.
Таблица 8.1
Результаты расчета вторичных токов в плечах защиты
|
Численное значение для стороны |
|||
|
110 кВ |
35 кВ |
10 кВ |
|
|
Первичные номинальные токи трансформатора, А |
10000/Ö3×110=52.5 |
10000/Ö3×35=165 |
10000/Ö3×10=577.4 |
|
Коэффициенты трансформации трансформаторов тока, kI |
150/5 |
300/5 |
600/5 |
|
Схемы соединения трансформаторов тока |
D |
D |
Y |
|
Вторичные токи в плечах защиты, А |
52.5×Ö3×5/150=3.03 |
165×Ö3×5/300=4.76 |
577.4×1×5/600=4.81 |
2) Тормозную обмотку реле ДЗТ-11 включаем в плечо 10 кВ.
3) Определим первичный ток небаланса с учетом составляющей Iнб’’’ по формулам:
Iнб=Iнб’+Iнб’’+Iнб’’’ , (8.3)
Iнб’=kапер×kоднצi×Iк.макс ; (8.3.1)
где Iк.макс- периодическая слагающая тока (при t=0) при расчетном внешнем трехфазном металлическом КЗ (Iк.макс=4700 А);
¦i - относительное значение тока намагничивания, при выборе трансформаторов тока по кривым 10%ных кратностей принимается равным 0,1;
kодн- коэффициент однотипности, принимается равным 1, если на всех сторонах трансформатора имеется не более одного выключателя;
kапер - коэффициент, учитывающий переходный режим, для реле с НТТ принимаем равным 1.
, (8.3.2)
где , - периодические составляющие токов (при t=0), проходящих при расчетном внешнем КЗ на сторонах, где производится регулирование напряжения;
, - относительные погрешности, обусловленные регулированием напряжения на сторонах защищаемого трансформатора и принимаемые половине суммарного (полного) диапазона регулирования напряжения на соответствующей стороне.
Iнб=1×1×0.1×4700+0.16×1990+0.05×1930=1154.9 [А],
4) Выбираем ток срабатывания защиты по условию отстройки от бросков тока намагничивания по выражению:
I с.з.=kн×Iном тр=1.5×Iном тр (8.4)
где kн=1.5 для реле серии ДЗТ.
Iс.з.=1.5×10000/Ö3×10=866 А,
5) Определим число витков обмоток ДЗТ для основной и неосновных сторон:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
