Рисунок 3.2 - Расчетная схема сети 0,38 кВ ПС
Принимаем в качестве шины шинопровод ШРА73–400 с Lш=1,2 м. Параметры проводов линий ПС:
А-70: r0 = 0,42 Ом/км; х0 = 0,283 Ом/км.
Параметры трансформатора ТМ-160-10/0,4 кВ:
Активные сопротивления току трехфазного (1) и однофазного КЗ:
RТ1 = 0,045 Ом; RТ0 = 0,486 Ом.
Индуктивное сопротивление току прямой последовательности
ХТ1==0,11Ом.
Индуктивное сопротивление току нулевой последовательности
ХТ0 = 7 ХТ1 = 0,77 Ом.
Схема замещения сети 0,38 кВ представлена на рисунке 3.3.
Рисунок 3.3 - Схема замещения сети 0,38 кВ
Сопротивления прямой последовательности фазы шинопровода в сумме с активным сопротивлением болтовых соединений шинопровода с проводами линий электропередачи:
Rш1=0,15∙1,2=0,18+2∙0,006=0,192 мОм;
Хш1=0,17∙1,2=0,2 мОм.
Сопротивления нулевой последовательности фазы шинопровода
Rш0=Rш1+3∙RN=0,192+3∙0,12=0,552 мОм;
Хш0=7,5∙Хш1=7,5∙0,2=1,5 мОм.
Активное и реактивное сопротивления прямой последовательности участка 0 – 1 длиной L01 = 0,06 км:
R011=R01∙L01= 0,42∙0,06 = 0,025 Ом;
Х011=Х01∙ L01= 0,283∙0,06 = 0,017 Ом,
участка 1 – 2 длиной L12 = 0,24 км ВЛ1:
R121=R01∙L12= 0,42∙0,24 = 0,1 Ом;
Х121=Х01∙L12= 0,283∙0,24 = 0,068 Ом.
Активное и реактивное сопротивления прямой последовательности участка 0 – 3 длиной L03 = 0,18 км воздушной линии ВЛ2:
R041=R02∙L03 = 0,42∙0,18 = 0,076 Ом;
Х041=Х02∙L03= 0,283∙0,18 = 0,05 Ом,
участка 3 – 4 длиной L34 = 0,24 км ВЛ2:
R341=R02∙L34 = 0,42∙0,24 = 0,1 Ом;
Х341 =Х02∙ L34= 0,283∙0,24 = 0,068 Ом.
Для нулевой последовательности без учета нулевого провода:
участок 0 – 1 ВЛ1:
R010 = 0,84∙0,06 = 0,5 Ом;
Х010 = 0,6∙0,06 = 0,036 Ом,
участок 1 – 2 ВЛ1:
R120 = 0,84∙0,24 = 0,201 Ом;
Х120 = 0,6∙0,24 = 0,144 Ом,
участок 0 – 3 ВЛ2:
R030 = 0,84∙0,18 = 0,151 Ом;
Х030 = 0,6∙0,18 = 0,108 Ом,
участок 3 – 4 ВЛ2:
R340 = 0,84∙0,24 = 0,201 Ом;
Х340 = 0,6∙0,24 = 0,144 Ом.
Находим сопротивления прямой последовательности до точки 0
R0∑1 = RТ1 + Rш1 = 45 + 0,192 = 45,192 мОм;
Х0∑1 = ХТ1 + Хш1 = 110 + 0,2 = 110,2 мОм.
Определяем ток трехфазного КЗ в точке «0»
= 1,943 кА.
Определяем токи трехфазного КЗ:
в точке «1»
= 1,593 кА,
в точке «3»
= 1,152 кА.
Сравниваем полученные значения токов КЗ с данными таблицы 4.1, видим, что все выбранные автоматические выключатели удовлетворяют условию предельной отключающей способности:
Линия 1 IМАКС = 1,6 кА < IМАКС.Q1 = 20 кА.
Линия 2 IМАКС = 1,15 кА < IМАКС.Q2 = 25 кА.
Автоматические выключатели проверяются также по условиям:
- номинальное напряжение автомата Uа.н. ≥ Uc, соблюдается всюду;
- номинальный ток теплового расцепителя IT.P.H ≥ KH·Iрасч, где Кн = 1,1…1,3 -коэффициент надежности защиты.
Условие по номинальному току теплового расцепителя соблюдается:
для Q1 155,8×1,2 = 187 А < 200 А;
для Q2 185,4×1,2 = 223 А < 250 А.
- селективности за счет мгновенной токовой отсечки электромагнитного расцепителя. Для обеспечения селективности ток срабатывания [2] IC.O = 1,25·Iрасч ≤ IЭ.P.у
должен быть меньше тока уставки электромагнитного расцепителя.
Токи срабатывания отсечек в линиях:
Iсо1 = 1,25∙155,8 = 195 А < Iэ.р.у1 = 1000 А;
Iсо2 = 1,25∙185,4 = 232 А < Iэ.р.у2 = 800 А.
- коэффициент чувствительности отсечки:
Кч = Iк(2)/IЭ.P.у ≥ 1,1
За трансформатором 160 кВА имеем токи двухфазного КЗ:
в линии 1 = 1,384 кА;
в линии 2 = 0,995 кА.
Коэффициенты чувствительности отсечек:
в линии 1Кчо1 = 1384/1000 = 1,38 > 1,1;
в линии 2Кчо4 = 995/800 = 1,24 > 1,1.
- коэффициент чувствительности теплового расцепителя:
,
где - ток дугового однофазного КЗ в наиболее удаленной точке линии, определяемый по формуле [7]:
I(1)К = Кс1∙I(1)Км,
где
I(1)Км = UHС /(Ö3× Z(1)å)
ток металлического однофазного КЗ;
Кс1 – коэффициент, зависящий от величины полного суммарного сопротивления цепи однофазного КЗ:
Z(1)å = .
Полные сопротивления однофазного КЗ до точек и коэффициенты:
«2»: Z(1)2∑ = = 368 мОм,
Кс12 = 0,95;
«4»: Z(1)4∑ = = 464 мОм,
Кс15 = 0,96.
Токи однофазного КЗ в точках сети и коэффициенты чувствительности защит автоматическими выключателями:
I(1)К2 = 0,95∙400/(1,73∙368) = 0,6 кА;
кч2 = 0,6/0,2 = 3 ≥ 3;
I(1)К4 = 0,96∙400/(1,73∙464) = 0, 8 кА;
кч5 = 0,8/0,2 = 4 > 3;
Таким образом, чувствительность защит принятыми автоматическими выключателями обеспечивается.
3.6 Выбор предохранителей защиты трансформатора
Защиту трансформатора 10/0,4 кВ на стороне 10 кВ, устанавливаемых на подстанции, выполняем предохранителями типа ПКТ. Номинальный ток плавкой вставки предохранителей ПКТ выбираем по условию отстройки от бросков намагничивающего тока, величина которого для трансформатора мощностью 160 кВА составляет 10,2 А. Тогда, принимаем номинальный ток плавкой вставки 16 А.
Затем проверяем выбранную плавкую вставку на селективность при аварийном отключении автоматов на стороне 0,38 кВ.
Селективность будет обеспечена, если при КЗ за автоматом последует его отключение (время срабатывания) и только после его отказа с выбранной ступенью селективности произойдет плавление вставки.
Селективность будет обеспечена, если для времени плавления вставки выполняется условие
,
где Кп = 0,9 - коэффициент приведения каталожного времени плавления вставки к времени ее разогрева.
Полное время срабатывания автомата с учетом разброса его характеристики составляет tсз = 0,3 с, а ступень селективности примем Δt = 0,5 c. Тогда
с.
Ток при трехфазном КЗ за трансформатором 160 кВ∙А составляет
Соответственно на стороне 10 кВ ток КЗ составит
.
По ампер -секундной характеристике плавкой вставки с Iном = 16 А при токе 74 А предохранителя ПКТ находим, что время плавления tпл = 0,4 с.
Плавкую вставку также проверяем по условию , где tк = 900/к² - допустимое время протекания тока КЗ в трансформаторе по условию термической стойкости, с;
к = Ioo/IнТ
отношение установившегося тока КЗ к номинальному току трансформатора.
При допустимое время протекания тока КЗ в трансформаторе составит
.
Следовательно, имеем tв = 0,89 ≤ tк = 2,1 ≤ ∆t = 4 с и выбранная плавкая вставка обеспечивают защиту трансформатора.
4 Детальная разработка проекта
4.1 Использование ветроэнергоустановки
Вопросы обеспеченности энергоресурсами первостепенны для каждой страны. Существует объективный показатель — коэффициент самообеспеченности (КСО). Анализ самообеспеченности энергоресурсами в 2000 г. показал, что из бывших советских республик энергетически независимыми являются Туркменистан (КСО=3,31), Казахстан (2), Азербайджан (1,62), Россия (1,57) и Узбекистан (1,1). В настоящее время использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) позволяет частично и экологически безопасно решить энергетическую проблему,. Например, ветроустановка, вырабатывающая 1 млн. кВт•ч в год, предотвращает выбросы около 1000 т СО2, 6,5 т SO2, от 3 до 6 т окислов азота, 65 т золы и 400 кг пыли, которые неизбежно поступают в окружающую среду при генерации электроэнергии электростанцией, работающей на угле.
Ветроэнергетические установки (ВЭУ) уже достигли коммерческой зрелости и в местах с благоприятными скоростями ветра могут конкурировать с традиционными источниками электроснабжения. Автономные установки, предназначенные для энергоснабжения сравнительно мелких потребителей, могут применяться в районах с небольшими среднегодовыми скоростями ветра.
Перспективным вариантом считается применение ветроустановок в сельском хозяйстве для электроснабжения производственных процессов, а также в качестве резервного источника электроснабжения. Применение параллельной энергоустановки также позволяет снизить стоимость необходимого аккумулирующего устройства ветроустановки по сравнению с установкой работающей в автономном режиме.
Предлагаемая в проекте схема ветроустановки, работающей параллельно с энергосистемой, изображена на рисунке 4.1.
Рисунок 3.1 - Расчетная схема электроснабжения: а - коровник на 200 голов; б - коровник на 200 голов; в - водонапорная башня
Ротор синхронного генератора 1 вращается с непостоянной скоростью и вырабатывает переменную ЭДС, частота которой изменяется пропорционально снижению или возрастанию скорости ветра. Для использования электроэнергии от установки совместно с энергосистемой необходимо обеспечить получение постоянство частоты переменного тока.
Стабилизацию частоты предлагается реализовать статическим преобразователем по схеме “переменное напряжение переменной частоты – постоянное напряжение – переменное напряжение постоянной частоты”.
Вырабатываемая генератором электрическая энергия разветвляется на два контура. В первом контуре электроэнергия через выпрямитель 2 и стабилизатор 3 поступает в инвертор, где постоянное напряжение 11В преобразуется в напряжение 380/220 В с частотой 50 Гц,.
Мощность инвертора достигает единиц киловатт.
Второй контур – линия буферного накопителя электрической энергии. Она включает аккумулятор 4 и элемент сравнения 5. Контур вступает в работу в случае достаточной интенсивности ветра. При этом энергия, вырабатываемая ветроэнергетической установкой, превышает энергию, потребляемую самим инвертором, а напряжение на входе стабилизатора превышает напряжение на выходе стабилизатора. Разность напряжений приводит к срабатыванию зарядного устройства, зарядный ток которого пропорционален разности напряжений.
Уменьшение интенсивности ветра приведет к уменьшению напряжения перед стабилизатором, вследствие чего происходит уменьшение сигнала с выхода сумматора до установленного значения, что приведет к прекращению заряда аккумулятора. В этом состоянии энергия ветроустановки затрачивается только для питания потребителя через инвертор.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
