Е′′о - сверхпроводная ЭДС в начальный момент КЗ, отн.ед.;
IН - номинальный ток двигателя.
Величина Е"о определяется с учетом того, что, двигатель работал в номинальном режиме с перевозбуждением.
Е′′о=, (5.7)
где cosF - номинальный коэффициент мощности двигателя в режиме перевозбуждения.
Ударный ток КЗ синхронного двигателя:
iyд = ∙ Куд∙Igo, (5.8)
где Куд - ударный коэффициент можно принять равным 1,8.
Ударный ток в точке КЗ вычисляется арифметическим суммированием ударных токов двигателей и ударного тока короткого замыкания.
iуд = ∙ Kyд ∙ Igoi + ∙ Куд ∙Ino, (5.9)
Расчеты токов короткого замыкания и выбор аппаратуры на напряжение менее 1 кВ подробно описаны в [6].
В сети напряжением до 1000 В на величину тока КЗ весьма существенное влияние оказывает активное сопротивление таких элементов как сборные шины, трансформаторы тока, отключающие токовые катушки автоматов и других аппаратов, а также сопротивление различных контактных соединений.
Так как величины активного сопротивления соизмеримы с реактивным, то расчет токов КЗ в установках до 1000 В производится по полному сопротивлению.
В курсовом проекте расчет токов КЗ ведется для одной наиболее мощной ЦТП и выбирается аппаратура и шины на стороне до 1000 В.
5.5 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих линий от подстанций энергосистемы и на вводе ГПП и ЦТП.
Выбор и проверка выключателей производится по следующим параметрам: по номинальному напряжению
Uуст ≤ Uном, (5.10)
по длительному току Iраб.утяж ≤Iном, (5.11)
где Iраб.утяж - рабочий ток выключателя в наиболее тяжелом режиме.
Iраб.утяж =(1,4∙Sн.т.)/(∙Uном) (5.12)
по номинальному току электродинамической емкости
- симметричному Iпо ≤ Iдин, (5.13)
- асимметричному Iуд.макс = (5.14)
по номинальному току отключения
- симметричному Inτ≤Iотк.ном (5.15)
Если условие Inτ≤Iотк.ном соблюдается, а Iаτ >IaH0M, то допускается проверка по отключающей способности производить по полному току КЗ: Inτ+Iаτ ≤iOTK/HOM(1 + βH/100) (5.16)
где βH - процентное содержание апериодической составляющей в токе короткого замыкания. Определяется по зависимости βH = f (τ) (рис. 5.3), здесь τ= tз.мин+tв - время от начала короткого замыкания до отключения выключателя; tз.мин = 0.01 с - минимальное время действия релейной защиты; tв - собственное время отключения выключателя по каталогу;
по номинальному импульсу квадратичного тока (термической стойкости).
Bk = Int2 (t3 + tB + ta) ≤Iтер2 , tтер = Вв.доп, (5.17)
Паспортные данные для выключателя Iн, Iдин, Iотк, Iтер, tтep, tв приведены в справочниках [П. 11].
Разделители выбираются по нормальному напряжению (Uc ≤ Uh), нормальному длительному току (Iраб.утяж ≤ Iном), а в режиме короткого замыкания повторяются по электродинамической (Iуд.макс. ≤ Iдин) и термической (Вк < Вк.доп) стойкости. Паспортные данные указанных аппаратов приведены в справочнике.
Для защиты оборудования ГПП от перенапряжений выбираются ОПН.
Выбор и проверка аппаратуры на 35 кВ:
Выбор выключателя
Iном=43,6 A; Iутяж = Imax=61 A; Iпоск1=2,8 кA; Iуд.к1=7,2 кA
Примем выключатель элегазовый ВГБЭ-35
Uн = 35 кВ; Iн =630 А; Iоткл.ном=12,5 кА; iдин=35 кА; Iтер=25 кА; tтер=3 с; tоткл=0,07 с; tсв=0,04 с.
Проверка по напряжению установки: Uн ≤ Uуст, кВ.
35 = 35кВ
Проверка по длительному току: Iн ≥ Iмах, А
630 > 61 A
Проверка по отключающей способности:
а)На симметричный ток отключения:
Iоткл.н ≥ Iпτ;
Iпτ= Iпоск1
12,5 > 2,8 кA
б) на возможность отключения апериодической сотавляющей тока к.з.:
ia.ном ≥ iaτ(расч.), кА
ia.ном=Iоткл.н; iaτ(расч.)= ∙ Iпоск1∙
τ = tрз + tсв
где, tрз = 0,01 с – время срабатывания релейной защиты;
tсв = 0,04 с – собственное время отключения выключателя;
Та=0,02 с [4,c. 150]
τ =0.01+0.04=0.05=50 мc.
Βном = 31% [4,c.296]
ia.ном=
Проверка на электродинамическую стойкость:
iдин≥iудк1 35 > 7,2 кA
Проверка термическую прочность : Iтер∙tтер ≥ Bк,
Iтер∙tтер=25∙3=1875 кА∙с
Тепловой импульс:
Вк=Iпоск1 (tоткл+Та)
Где tоткл = tв = 0,07 с
Вк=2,8∙(0,07+0,02)=0,7кА∙с
1875>0,7 кА∙с
Выключатель удовлетворяет требованиям установки.
Выбор разъединителя:
Принимаем РНД-35/1000 У1
Uн = 35 кВ; Iн = 1000 А; iдин = 63 кА; Iтер = 25 кА; tтер = 4 с.
Проверка:
Uн = Uуст = 35 кВ
Iн ≥ Iмах, А 1000 > 61 A
iдин≥iудк1 ; 80>11.9 кA
Iтер∙tтер=25∙4=2500 кА∙с >Bк=0,7 кА∙с
Разъединитель соответствует требованиям установки.
Выбор выключателя на 10кВ:
Ip = 0.7∙Sнт/(∙Uн) = 0,7∙4000/(∙10) = 162 А;
Imax=1.4∙Ip = 1.4∙162 = 227 A;
Iпок2 = 2,3 кА;
iудк2 = 7 кA;
Принимаем выключатель ВБПЭ-10-1/630 УЗ
Uн = 10 кВ; Iном = 630 А; Iоткл.ном = 10 кА; iдин = 26 кА;
Iтер =10 кА; tтер = 3 с; tв = 0,08 с; tсв=0,06 с.
Проверка по напряжению установки: Uн ≥ Uуст, кВ.
10,5 > 10 кВ
Проверка по длительному току: Iн ≥ Iмах А
630 > 227 A
Проверка по отключающей способности:
Iоткл.н ≥ Iпτ; Iпτ = Iпоск2 = 2,3 кА
10 > 2,3 кA
Проверка на электродинамическую стойкость:
Iдин ≥ iудк1 26 > 7 кA
Проверка на термическую прочность : Iтер∙tтер ≥ Bк, кА∙с
Iтер∙tтер = 10∙3 = 300 кА∙с
Вк = Iпоск1 (tоткл + Та)
Где tоткл=tв=0,08с
Вк = 2,8∙(0,08+0,02) = 0,8 кА∙с
300 > 0,8 кА∙с
Выключатель удовлетворяет требованиям установки.
Рис. 5.3. Кривая зависимости Вн от r
6. Выбор схем распределительной сети предприятия
6.1 Расчет питающих линий и выбор напряжения
Внутризаводское электроснабжение промышленных предприятий и установок осуществляется в основном с помощью электрических сетей напряжением 6, 10, 35, 110, 220 кВ. Основными вопросами при построении рациональных и экономических систем электроснабжения промышленного предприятия являются вопросы выбора схем электроснабжения, а соответственно и выбор напряжений питающих и распределительных сетей.
В питающих и распределительных сетях средних предприятий принимается напряжение 6 -10 кВ.
Выбор величины напряжения распределительных сетей предприятия зависит от величины нагрузок на напряжение 6 и 10 кВ. Критерием выбора являются технико-экономические показатели, в первую очередь приведены затраты, которые рассчитываются как для сети, так и для понижающих подстанций.
В курсовом проекте дается только техническое обоснование величины напряжения, при этом следует рассмотреть несколько вариантов.
1.Согласно "Инструкции по проектированию электроснабжения промышленных предприятий СН 174 - 74" для распределительных сетей следует применять, как правило, напряжение 10 кВ. Это решение однозначно принимается при отсутствии электроприемников на напряжение 6 кВ.
2. При установке на ГПП трансформаторов мощностью 25 МВА и более и наличии нагрузки на напряжение 6 кВ, составляющей 40-60 % общей нагрузки предприятия, наиболее экономичной является схема электроснабжения с использованием трансформаторов с расщепленными вторичными обмотками на 10 и 6 кВ и распределительной сетью на два напряжения. При меньшей доли нагрузки электроприемников на напряжение 6 кВ целесообразно принимать трансформаторы с расщепленными вторичными обмотками на напряжение 10 кВ, а электроприемники напряжением 6 кВ запитывать от групповых или индивидуальных трансформаторов, понижающих напряжение с 10 кВ до 6 кВ.
3.При установке на ГПП трансформаторов мощностью 16 МВА и менее с нерасщепленными обмотками и наличии электроприемников на напряжение 6 кВ практически во всех случаях целесообразно выбирать напряжение 6 кВ, так как иначе в общей стоимости расчетных затрат удельный вес согласующих трансформаторов 10 / 6 кВ будет значительным.
4. Если нагрузка электроприемников на напряжение 6 кВ превышает 60 -70% общей нагрузки предприятия, то целесообразно ограничится одним напряжением 6кВ.
6.2 Построение схем электроснабжения
В курсовом проекте дается только техническое обоснование схем распределительных сетей предприятия. При этом должны удовлетворяться следующие требования строительных норм СН 174 - 74.
1. Распределение электроэнергии на промышленном предприятии должно выполняться по радиальным, магистральным и смешанным схемам в зависимости от территориального расположения нагрузок, величины потребляемой мощности и других характерных особенностей проектируемого предприятия. Предпочтение следует отдавать, как правило, магистральным схемам.
2. Схемы следует выполнять одно и двухступенчатыми.
3. Схема должна строится так, чтобы все ее элементы постоянно находились под нагрузкой, а при аварии на одном из них оставшиеся в работе могли принять на себя его нагрузку путем перераспределения ее между собой с учетом допустимой перегрузки.
4. При построении схем электроснабжения потребителей 1 и 2-й категорий должно производиться глубокое секционирование во всех звеньях схемы.
5. Схемы распределения электроэнергии на первой ступени от ГПП до РП на напряжение 6, 10 кВ принимаются следующими:
- на крупных энергоемких предприятиях при передаче в одном направлении мощности более 15-20 МВА при напряжении 6 кВ, более 25-35 МВА при напряжении 10 кВ и более 35 МВА при напряжении 35 кВ –магистральные и радиальные схемы, осуществляемые с помощью токопроводов;
- на крупных и средних предприятиях с меньшими потоками мощности - магистральные и радиальные схемы, осуществляется с помощью кабельных линий.
6. магистральные схемы напряжением 6, 10 кВ для питания цеховых трансформаторных подстанций должны применяться:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
