В данном проекте за базисное напряжение принимается номинальное напряжение Uном = 110 кВ, а за базисную мощность Sб = 100кВ∙А
Схема представляет собой систему неограниченной мощности. В данном случае для трансформаторов, напряжением короткого замыкания Uк = % (дается в каталогах) Uк = 10,5%
Для удобства расчетов токов короткого замыкания применим упрощенную схему замещения для точки К1 (индуктивная)
Расчет токов короткого замыкания произведен в относительных единицах.
-Хвл = x = = 0,008 (2.35)
х = х0 l1 = 0,099 ∙ 10 = 0,99 (2.36)
Uном=115 т.к. это Uном воздушных линий
-Хтр-ра = х = = (2.37)
х – определяется по величине Uк (Uк 10-3)
Sном = 16 т.к. – это число и мощность трансформаторов ГПП = 2х16000
Хкабеля = хкаб = = (2.38)
Хкаб = 0,08 т.к. для кабельных линий U-ем 6-20 кВ величина х = 0,08 Ом/км
Упрощенная схема замещения для точки К1 (активная)
Rвл = r = = 0,035 (2.39)
r = r0 l1 = 0,43 ∙ 10 = 4,3 (2.40)
r0 = 0,43 при решении активного сопротивления данного трансформатора, этим сопротивлением можно пренебречь.
-Rкабеля = r = = (2.41)
для кабелей (кабельных линий) U-ем 6-20 кВ величина r = 0,26 Ом/км
Iб – базисный ток, определяемый по выбранной базисной мощности Sб
Iб = = = кА (2.42)
Z – полное сопротивление выраженное в относительных единицах и приведенное к базисной мощности
Z = (2.43)
SХ = 0,96 мОм
SR = 0,265 мОм
Z = мОм
Ток короткого замыкания для точки К1
Iкз1 = Iб / Z = 5,5 / 0,99 = 5,55 кА (2.44)
i ударн = к Iк = 1,41 ∙ 1,35 ∙ 5,55 = 10,57 (2.45)
К = Sх / Sr = 0,96 / 0,265 = 3,9
Также как и для точки К1 составляем упрощенную схему для точки К2 (индуктивного сопротивления) и (активного сопротивления)
Сопротивление шин
R0 = 0,017 Ом/м; х0 = 0,31 Ом/м
Sоткл. авт = 200 МВ∙А
Хсист = = = 60,5 мОм (2.46)
R шин = r0 l = 0,017 ∙ 10 = 0,17
Х шин = х0 l = 0,031 ∙ 10 = 0,31
Iкз2 = = = 5,08 кА (2.47)
SR = 0,435 мОм
SХ = 60,81 мОм
Z = = = 60,8 мОм
= 139,7
I уд = к Iк = 1,41 ∙ 1,3 ∙ 5,08 = 9,3 кА
2.10 Выбор токоведущих частей и аппаратов по условиям короткого замыкания
Для их выбора производится сравнение указанных расчетных величин с допускаемыми значениями для токоведущих частей и высоковольтного оборудования.
При этом обеспечения надежности и безаварийной работы расчетные величины должны быть меньше допустимых.
Для выбора предохранителя требуется вычисление Iраб. ВН
DР = 0,02 ∙ 2Sнт = 0,02 ∙ 320 = 6,4 кВт По формуле (2.31)
DQ = 0,1 ∙ 2Sнт = 0,1 ∙ 320 = 32 кВар
Рвн = Pmax + DP = 205,2 + 6,4 = 211,6 кВт По формуле (2.27)
Qвн = Qmax + DQт = 242,2 + 32 = 274,2 кВа (2.28)
Sвн = кВ∙А
Iвн = = = 20,01 А (2.33)
Для этого тока рассчитаем сечение
Sэк = Iвн / j = 20,01 / 1,4 = 14,3 мм2
S = 25мм2 Iдл.доп = 110А ; I = 0,9 ∙ 110 = 99А
Предохранитель подходит если соблюдаются отношения:
Iном.пр-ля > Iраб вн, т.к. Iраб вн = 20,01 можно использовать предохранитель типа: ПКТ 103-6-100-31, который имеет Iном.пр-ля = 30.
Для выбора выключателя нагрузки используем данные тока короткого замыкания в точке К1, который равен 20 кА. При выборе выключателя нагрузки соблюдается следующее отношение:
Iном.откл > Iкз в данном проекте подходит выключатель нагрузки типа ВНР-10 / 400-10 3УЗ, который имеет Iном.откл = 400А и Iуд = 25А
Автоматический выключатель выбирается по номинальному току, который находится по номинальному току по формуле:
Iн = Sнт / U (2.48)
Iн = 110 / 1,73 ∙ 0,38 = 167,32 А
Сравнивая эту величину с величиной номинального тока расцепителя выбираем автоматический выключатель типа А3740Б
Iн > Iном.расцеп
Опорный изолятор выбирается по отношению: Fдоп > F
Fдоп = 0,6 Fраз (2.49)
Fдоп = 0,6 ∙ 7,5 = 4,5 кН, т.к. Fраз на изгиб = 7,5кН
F = = = кН
Исходя из этого, выбираем опорный изолятор типа ИО-10-7,50УЗ
т.к. F < Fдоп; 2 < 4,5
Шины в распределительных устройствах выбирают по номинальному току и напряжению, и проверяются по режиму КЗ.
DР = 0,02 ∙ 2Sнт = 0,02 ∙ 320 = 6,4 кВт (2.31)
DQт = 0,1 ∙ 2Sнт = 0,1 ∙ 320 = 32 кВар (2.32)
Рвн = 567 + 16 = 583 кВт (2.27)
Sвн = кВ∙А
Найдем ток на высоком напряжении
Iвн = Sвн / U = 20,01 А; jэк = 1,1 А/мм2 т.к. Тmax< 5000ч.
Sэ = Iвн / jэ = 20,01 / 1,4 = 14,3
Sэ = 25мм2 Iдл = 0,9 ∙ 110 = 99А Iдл > Iвн
Iнн = Sнт / Uн = 160 / 1,73 ∙ 0,38 = 243,4 А (2.50)
Sэк = Iнн / jэк = 243,4 / 1,1 = 267,7 (2.51)
Jэк – экономическая плотность тока
Sэк – экономическая целесообразность сечения тока
Шины: S = 300мм2 50 х 6 мм2
2.11 Расчет заземляющего устройства
Заземляющее устройство предназначено для защиты человека от токов короткого замыкания. Необходимо определить число электродов заземления подстанции напряжением 10/0,4 кВ. На стороне с напряжением 10 кВ нейтраль изолирована, на стороне с напряжением 0,4 кВ наглухо заземлена.
Удельное сопротивление r = 100 Ом\м
Ток заземлен = 27А, напряжение U = 125В
Сопротивление заземляющего устройства для сети 10кВ
R3 = U3 / I3 = 125 / 27 = 4,63 Ом (2.56)
Сопротивление одиночного пруткого электрода
Rо = 0,227 ∙ r = 0,227 ∙ 100 = 22,7 (2.57)
Число заземлителей
n = Ro / h R3 = 22,7 / 0,7 ∙ 4 = 8 (2.58)
где h = 0,7 при d / 2 > 1
R3 = 4 Ом по нормам
Ro – сопротивление одиночного заземлителя
L – длина проводника
r - удельное сопротивление грунта
h - коэффициент экранирования
8 электродов
R = Ro / n x h = 22,7/ 8 ∙ 0,7 = 4,05 Ом
Вопрос ТБ
Порядок организации работ по наряду-допуску.
К работе на электросетях и электроустановках допускаются лица, имеющие удостоверение о присвоении им соответствующей квалификационной группы по электробезопасности.
Удостоверение выдается после сдачи экзамена на знание "Правил эксплуатации электроустановок потребителей", "Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей", "Единых правил безопасности при разработке полезных ископаемых открытым способом" и инструкций применительно к профессии или занимаемой должности.
Лица, обслуживающие электроустановки, при производстве работ должны иметь при себе удостоверение о присвоении квалификационной группы.
Работы в электроустановках производятся по наряду-допуску, распоряжению, в порядке текущей эксплуатации.
Наряд-допуск - это задание на безопасное производство работы, оформленное на специальном бланке установленной формы и определяющее содержание, место работы, время ее начала и окончания, условия безопасного проведения, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность выполнения работы, и пр.
Право выдачи нарядов-допусков и распоряжений предоставляется лицам электротехнического персонала предприятия, уполномоченным на это распоряжением лица, ответственного за электрохозяйство предприятия, подразделения. Указанные лица должны иметь квалификационную группу V (в установках напряжением до 1000 В - не ниже IV).
Список лиц, которые могут назначаться ответственными руководителями и производителями работ по нарядам-допускам и распоряжениям, а также наблюдающими за выполнением работ, утверждается ответственным за электрохозяйство предприятия, подразделения.
При производстве работ по наряду-допуску или распоряжению с записью в оперативном журнале обязанности допускающего выполняют:
на экскаваторе - машинист экскаватора или специально назначенное лицо;
в распределительных устройствах и передвижных трансформаторных подстанциях - лицо оперативного и оперативно-ремонтного персонала или лицо, специально на это уполномоченное, с квалификационной группой не ниже IV;
на приключательных пунктах и комплектных трансформаторных подстанциях, к которым подключены экскаваторы, буровые станки - машинисты этих горных машин с квалификационной группой не ниже IV либо лицо оперативного или оперативно-ремонтного персонала с их уведомлением.
Выполнение работ в электроустановках напряжением выше 1000 В
По наряду-допуску оперативно-ремонтным и ремонтным персоналом выполняются работы:
на действующих воздушных линиях электропередачи напряжением выше 1000 В, связанные с подъемом на опору, приключательный пункт, КТП и др. выше 2 м от поверхности их установки;
ремонтные работы, выполняемые в электроустановках напряжением выше 1000 В со снятием напряжения или без снятия на токоведущих частях и вблизи них;
на действующих кабельных линиях из бронированных и гибких кабелей (ремонт, переукладка) на местах их прокладки.
В электроустановках напряжением до 1000 В оперативным, оперативно-ремонтным и ремонтным персоналом производятся по наряду-допуску ремонтные работы:
на воздушных линиях, осветительных сетях с подъемом на опору;
в распределительных устройствах, на щитах, сборках;
на кабельных сетях.
Список использованных источников
1. Зюзин А.Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок. – М.: Высшая школа, 1986.
2. Бондаренко В.Л. Справочник электромонтажника. – К.: Будивельник, 1976.
3. Белоруссов Н.И., Саакян А.Е., Яковлева А.И. Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1987.
4. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. - М.: Высшая школа, 2001.
5. Липкин Б.Ю. Электроснабжение предприятий и установок. - М.: Высшая школа, 1990г.
6. Мовсеев Н.В. Справочник по монтажу электроустановок промышленных предприятий. М.: Энергоиздат, 1982.
7. Неклепаев Б.Н., Крюков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. – М.: Высшая школа, 1989.
8. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. – М.: Энергоатомиздат, 1986.
