Модернизация системы электроснабжения цеха по ремонту электрооборудования

Условие выполняется.2.4 Расчет токов короткого замыканияДалее необходимо выполнить проверку существующего оборудования по воздействию токов КЗ. Для этого расстилаем токи короткого замыкания. Расчёт токов короткого замыкания ведётся в соответствии с ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчёта в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ».Схема замещения линий, получающих питание от трансформатора, представлена на рисунке 2.1. (2.32)где Uс. – среднее номинальное напряжение, В; Zрез. – полное сопротивление цепи до точки короткого замыкания (К.з.), мОм.Полное сопротивление определяется следующим образом:(2.33)где и – реактивное и активное сопротивление трансформатора, мОм; – переходное сопротивление, мОм.Переходное сопротивление учитывает влияние контактных соединений на ток короткого замыкания. Активное и полное сопротивление трансформатора и рассчитываются, исходя из паспортных данных трансформатора, следующим образом: (2.35)где – потери короткого замыкания, кВт; – напряжение короткого замыкания, %; – номинальная мощность, кВА; – номинальное напряжение, В.Рисунок 5 – Схема замещения линий электропередач, запитанных от ТПТаким образом, для трансформаторной подстанции принят трансформатор марки ТМ-160/10 со следующими необходимыми характеристиками:;тогда:Для расчёта тока короткого замыкания в точке КЗ 2 принимается к рассмотрению участок от трансформаторной подстанции ТП до точки КЗ 2. Для данной точки необходимо рассчитать только ток однофазного короткого замыкания:,(2.36)где – сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании; – сопротивление петли фаза – нуль (фаза – нулевой провод).Сопротивление петли фаза – нуль определяется следующим образом:(2.37)где – сумма активных сопротивлений в фазном проводе, Ом; – сумма активных сопротивлений в нулевом проводе, Ом; – сумма индуктивных сопротивлений в петле фаза – нуль, мОм.Полное сопротивление фазы – нуль может быть найдено с помощью справочных данных для пучка проводов. Сопротивление петли фаза – нуль определяется следующим образом:(2.38)где L – длина линии, км.Участок от ТП до точки короткого замыкания КЗ 2, тогда:Полное сопротивление линии при однофазном коротком замыкании определится следующим образом:Расчётные сопротивления масляных трансформаторов при вторичном напряжении 400 В представлены в [6].Ток однофазного короткого замыкания в точке КЗ 2 составит:Аналогично ток однофазного короткого замыкания в точке КЗ 3 составит:Участок от ТП до точки короткого замыкания КЗ 3 выполнен кабелем марки, тогда:Аналогично ток однофазного короткого замыкания в точке КЗ 4 составит:Участок от ТП до точки короткого замыкания КЗ 4 выполнен кабелем марки АШШВ 3х16, тогда:Все результаты расчёта однофазного тока короткого замыкания линий, запитанных от ТП, сведены в таблицу 9.Таблица 9Результаты расчёта токов короткого замыкания в линиях, запитанных от ТПТочки токов короткого замыканияРасчётный ток короткого замыкания, АХарактеристика или ток срабатыванияIоткл, кАРасчётное время срабатывания аппарата защиты, сМаксимально-допустимое время срабатывания аппарата защитыКЗ 26489,725< 55КЗ 32558,115< 55КЗ 42315,215< 552.5 Выбор оборудования защиты и автоматики2.5.1 Выбор силовых выключателейНа данный момент в ячейках КРУ КТП РУ-10кВ установлены маломасляные выключатели ВМПЭ-10-1600 и ВМПЭ-10-630. Эти выключатели уже утратили свой ресурси имеют недостатки, главный из которых – необходимость в масляном хозяйстве. Выключатель Siemens 3AH4 рассчитан на 12кВ, что совпадает с напряжением сети. составляет 3.34 А, выключателя равен 630 А;Периодическая составляющая тока КЗ =, у выключателя номинальный ток отключения составляет 31,5 кА;Проверка на термическую стойкость(2.44)где – время срабатывания релейной защиты, –полное время отключения выключателя, –постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, с;(2.44)Выключатели на отходящих линиях выбираем аналогичным способом. Сведем все данные в таблицу 11.Таблица 11Условия выбора выключателяМесто установкиТип выкл-яПараметры выключателяУсловия выбораПараметры сетиВводныеSiemens 3AH4секционныйSiemens 3VT5, отходящиеSiemens 3VT5, 2.5.3 Выбор трансформаторов токаРассмотрим алгоритм выбора трансформаторов тока (далее ТТ) на примере выбора ТТ для отходящих линий.Выбор ТТ проведём по следующим условиям:(2.45)где – номинальное напряжение трансформатора тока, кВ; – напряжение уставки (номинальное напряжение сети), кВ.Номинальное напряжение сети для отходящих линий , что соответствует номинальному напряжению ТТ.Выбор по первичному номинальному току:(2.46)где Iн – номинальный первичный ток трансформатора тока, А;– сила тока цепи, в которую включается трансформатор.300По электродинамической стойкости:(2.47)80 кА16,13 кА.где –ток электродинамической стойкости, А; – ударный ток КЗ, А.По току термической стойкости:(2.48)где Iт – ток термической стойкости трансформатора тока, кА;tт – допустимое время протекания тока термической стойкости, с;Вк – тепловой импульс тока (интеграл Джоуля), определяемый по формуле:(2.49)где – время срабатывания релейной защиты, –полное время отключения выключателя, –постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, с; – периодическая составляющая тока КЗ, А.А значит, по термической стойкости трансформатор проходит. Остальные ТТ выбираются аналогично. В таблице 12 приведены результаты выбора остальных ТТ.Таблица 12Условия выбора ТТМесто установки ТТТип ТТПараметры ТТУсловия выбораПараметры сетиВводные линии4МССекционная перемычка4МСОтходящие линии4МССуммарная допустимая нагрузка вторичной обмотки ТТ типа 4MC составляет 15В∙Ана каждую обмотку, что больше мощности потребляемой микропроцессорной защитойSiemens 7SJ80, равной 0,015 В∙А на обмотке 10P. Нагрузкой для измерений каждого трансформатора тока является счётчик электроэнергии «СЭТ-4М» с номинальной мощностью Sн=0,025В∙Ана обмотке 0,5S. Также необходимо предусмотреть дополнительную обмотку 5P для реализации дифференциальной защиты шин. Следовательно, данный трансформатор подходит для установки на отходящих линиях.2.5.4 Выбор трансформаторов напряженияРассмотрим алгоритм выбора трансформаторов напряжения (далее ТН) на примере выбора ТН для секций шин.Условия выбора:По напряжению, формула.Номинальное напряжение , что соответствует номинальному напряжению ТН.По вторичной нагрузке.(2.50)Найдем суммарную нагрузку на вторичной обмотке по формуле: (2.51)где – суммарная мощность приборов учёта электроэнергии, В∙А;– мощность, потребляемая релейной защитой, В∙А.К каждой шине присоединен трансформатор напряжения. Исходя из этого, в качестве вторичной нагрузки учитываем нагрузку приборов учета и защиты одной секции шин. Мощность, потребляемая установкой Siemens 0,015 В∙А. В каждой ячейке КТП установлен счётчик электроэнергии «СЭТ-4М» с номинальной мощностью Sн=7,5 В∙А. Так как на одной секции шин находятся 12 ячеек (без учета резерва), суммарная мощность приборов учёта электроэнергии.Таким образом, нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединённых к трансформатору напряженияНоминальная мощность вторичной обмотки в классе точности 0,5 равна 90В∙А.Остальные ТН выбираются аналогично. В таблице 13 приведены результаты выбора остальных ТН.Таблица 13 Условия выбора ТНМесто установки ТНТип ТНПараметры ТНУсловия выбораПараметры сетиВ ячейке ввода4МТ2В∙Ана секции шин4МТ2В∙А2.5.5 Выбор ограничителей перенапряженияПри коммутации цепей выключателями с малым временем отключения, а также при пуске высоковольтных двигателей возникают большие перенапряжения. Для защиты от перенапряжения установим ограничители перенапряжения – ОПН(Таблица 14 ).Условия выбора:1) По номинальному напряжению.По току взрывобезопасности:(2.52)где - ток взрывобезопасности;- ток короткого замыкания.Таблица 14Условия выбора ОПНМесто установкиТип ОПНПараметры ОПНУсловия выбораПараметры сетиВводные линииОПН-10/12/10 УХЛ1Отходящие линииОПН-10/12/10 УХЛ1ЗАКЛЮЧЕНИЕДля выполнения поставленной задачи по,модернизация электроснабжения цеха по ремонту электрооборудования ООО «Завод Москабель». На сегодняшний день энергосбережение является высшим приоритетом государственной энергетической политики. Обновление морально и физически изношенного оборудования и аппаратуры контроля опасных ситуаций – главные факторы, как в политике энергосбережения, так и в промышленной безопасности. При модернизации оборудования подстанции были выполнены следующие виды работ:Замена морально и технически устаревшего масляного коммутационного оборудования на вакуумные выключатели.Внедрение частотно-регулируемых приводов для оборудования цеха, а также системе автоматизированного учета электроэнергии.Замена осветительного оборудования цеха на энергоэффективные светодиодные светильники.При выполнении работы был:Выполнен расчет электрических нагрузок и токов КЗ проектируемого РП;Осуществлена проверка силовых трансформаторов по допустимой нагрузке, а также выбор коммутационного оборудования подстанцииВыполнена оценка вопросов безопасности жизнедеятельности при проектировании и эксплуатации подстанции.Таким образом, в данном проекте внедрены современные технические средства, обеспечивающие надёжное электроснабжение потребителей в нормальном и послеаварийном режимах работы.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВРасчет токов трехфазных коротких замыканий в сетях напряжением выше 1000 В : метод. указания / ТюмГНГУ ; сост. : О.А. Бузинов, Г.Н. Усанов, Е.Н. Леонов. - Тобольск: ТюмГНГУ, 2013. - 44 с. - Текст : непосредственный.ГОСТ 14.209-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утв. и введ. в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 01 июля 1985 г. : введ. впервые : дата введ. 1985-07-01 / разработан ООО «Техречсервис». - Москва : Стандартинформ, 1985. - 38 c. - Текст : непосредственный.Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учеб. пособие/ Б.Н. Неклепаев. -Изд. 5-е, перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2013. – 417 c.Рекомендации по техническому проектированию подстанции переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ : (СО 153-34.35.120-2006): официальное издание : утверждены приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 16.06.06 № 187, приказом ОАО «Институт Энергопроект» от 03.07.06 № 18 эсп. - М.: Изд-во стандартов, 2006.- 32 с. - Текст : непосредственный.Свод правил естественное и искусственное освещение : СП 52.13330.2011 :утв. М-вом регионального развития Рос. Федерации 27 12 2010 г. N 783 : введ. в действие с 20.05.2011 г. М.: Изд-во стандартов, 2011. Файбисович Д.Л. Справочник по проектированию электрических сетей под редакцией / Д.Л. Файбисович; ред. Д.Л. Файбисовича , - Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2012. - 478 c. - Текст : непосредственный.