2 Расчетно-технологическая часть 6 страница

⇐ ПредыдущаяСтр 14 из 16Следующая ⇒

Защита высоковольтных двигателей.

Защита двигателей мощностью 750 кВт. Номинальный рабочий ток составляет [13]: = 54,128 А.

1. Токовая защита от перегрузки, ток срабатывания отстраивается от номинального тока СД:

(2.79)

где _–коэффициент надежности принимаемый равным 1,1 для МУ РЗА [1];

– коэффициент возврата принимаем 0,935 для МУ РЗА [1].

Ток срабатывания индукционного элемента реле:

(2.80)

где = 1 – коэффициент схемы подключения ТТ;

– коэффициент трансформации ТТ.

- Токовая отсечка. Для реле ток срабатывания индукционного элемента 3,2 А. Кратность срабатывания отсечки для защиты высоковольтных двигателей принимается равной 6 [1]. Ток срабатывания реле:

Тогда ток срабатывания защиты:

(2.81)

Напряжение срабатывания реле:

(2.82)

где – напряжение самозапуска, кВ;

_–коэффициент надежности принимаемый равным 1,1 для МУ РЗА [1];

– коэффициент возврата принимаем 0,935 для МУ РЗА [1].

(2.83)

Проведем расчет по формуле (9.32)

Напряжение срабатывания реле:

(2.84)

где – коэффициент трансформации трансформатора напряжения.

Принимаем напряжение срабатывания 68 В.

- Защита от асинхронного режима. Ток срабатывания защиты от асинхронного режима определяется по формуле:

(2.85)

Принимаем ток срабатывания 70,4 А.

Время возврата промежуточного реле с замедлением времени при возврате для отстройки от тока при асинхронном режиме, берем равной 0,1 с [1].

- Защита от замыканий на землю.

Для неявнополюсного двигателя емкость определяется по формуле:

(2.86)

где – номинальная мощность двигателя, кВА.

Емкостной ток двигателя определяется по формуле:

(2.87)

Емкостной ток замыкания двигателя определяется по формуле:

(2.88)

Ток срабатывания защиты от замыканий на землю:

(2.89)

где − коэффициент отстройки, принимается равным 1,2 для МУ РЗА [1];

− коэффициент, учитывающий бросок собственного ёмкостного тока, принимается равным 2,5 для МУ РЗА [1].

Защиту выполняем с использованием трансформатора тока нулевой последовательности ТЗЛ. Выбираем уставку 0,14 А.

Защита двигателей мощностью 800 кВт.

Номинальный рабочий ток составляет [13]: =57,737 А.

- Токовая защита от перегрузки.

Проводим расчет по формуле (2.79)

Ток срабатывания индукционного элемента реле, по формуле (2.80)

- Токовая отсечка. Для реле ток срабатывания индукционного элемента 3,4 А. Кратность срабатывания отсечки для защиты высоковольтных двигателей принимается равной 6 [1]. Ток срабатывания реле:

Тогда ток срабатывания защиты, по формуле (2.81)

Напряжение срабатывания реле, по формуле (2.82)

Напряжение срабатывания реле, по формуле (2.84)

Принимаем напряжение срабатывания 68 В.

- Защита от асинхронного режима. Ток срабатывания защиты от асинхронного режима, по формуле (2.85)

Принимаем ток срабатывания 75,1 А.

Время возврата промежуточного реле с замедлением времени для отстройки от тока при асинхронном режиме, берем равной 0,1 с [1].

4. Защита от замыканий на землю.

Проводим расчет по формуле (2.86)

Емкостной ток двигателя, по формуле (2.87)

Емкостной ток замыкания двигателя определяется, по формуле (2.88)

Ток срабатывания защиты от замыканий на землю, по формуле (2.89)

Защиту выполняем с использованием трансформатора тока нулевой последовательности ТЗЛ. Выбираем уставку 0,32 А.

Защита конденсаторных установок УК-10-775-У1.

В качестве защиты от многофазных КЗ предусматривается МТЗ без выдержки времени. Ток срабатывания защиты:

(2.90)

где =2...2,5 - коэффициент надежности [1].

Номинальный расчетный ток установки:

(2.91)

Ток срабатывания защиты, по формуле (2.90):

Защита от перегрузки – МТЗ в двухфазном, трехрелейном исполнении:

(2.92)

где =1,1 - коэффициент надежности [1];

=0,935 - коэффициент возврата реле [1].

Выдержка времени принимается 9... 10 секунд [1].

Защита от повышения напряжения выполняется на одном реле максимального напряжения и действует на отключение установки:

(2.93)

Выдержка времени принимается 5 мин [1].

Произведем выбор уставок УАВР.

I ступень, уставка срабатывания выбирается по формуле

(2.94)

Выдержка времени выбирается по формуле

(2.95)

где – максимальное время срабатывания, принимается 9 c [9];

– выдержка ступени селективности, с.

II ступень, уставка срабатывания выбирается по формуле

(2.96)

Выдержка времени выбирается по формуле

(2.97)

где – время включения секционного выключателя, с;

– запас по времени, принимается равным 0,3...0,5 c [9].

В данном пункте выбраны средства и рассчитаны уставки РЗА. Используются современные микропроцессорные терминалы серии Сириус, рассчитаны уставки предусмотренных видов РЗА.

3 Безопасность и экологичность проекта

3.1 Расчет заземляющего устройства цеховых ТП

Намечаю расположение вертикальных электродов по контуру. Максимально допустимое сопротивление со стороны 0,4 кВ R_з=4 Ом, согласно ПУЭ [18]. Удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезонности определяется по формуле:

(3.1)

где – удельное сопротивление грунта (известняк), 2000 Омм;

– коэффициент сезонности.

Для вертикальных электродов:

Для горизонтальных электродов:

Характеристики заземляющего устройства сведены в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – Характеристики заземляющего устройства

Параметры вертикального

электрода

(сталь угловая)

Параметры горизонтального электрода (сталь полосовая)

Расположение вертикальных электродов

Длина l, м

Размер b, мм

Сечение полосы, мм²

50х5

верхний конец ниже уровня земли на 0,8 м

Сопротивление растеканию для одного вертикального заземлителя:

(3.2)

где – длина вертикального электрода, м;

– диаметр (для угловой стали приведенный диаметр) вертикального электрода, м;

– расстояние от поверхности до центра электрода, м.

Приведенный диаметр вертикального электрода (м) из угловой стали определяется по формуле:

(3.3)

где – ширина уголка, м.

Рассчитываем сопротивление растеканию для одного вертикального заземлителя.

Расчетное число вертикальных электродов определяется по формуле:

(3.4)

где – требуемое сопротивление контура заземления, Ом.

Полученное число округляем до ближайшего большего значения n=16 шт. Длина горизонтальной полосы определяется по формуле:

(3.5)

где – расстояние между вертикальными электродами, м;

– количество вертикальных электродов, шт.

(3.6)

где – периметр здания, м.

Периметр здания ТП:

Расстояние между вертикальными электродами:

Длина горизонтальной полосы:

Определяем сопротивление растеканию горизонтального заземлителя (Ом) по формуле:

(3.7)

где – длина горизонтального электрода, м;

– диаметр (для полосовой стали расчетный диаметр) электрода, м;

– расстояние от поверхности до центра электрода, м.

Расчетный диаметр горизонтального заземлителя (м) из стальной полосы 505 мм определяется по формуле:

(3.8)

где – ширина полосы, м.

Рассчитываем сопротивление растеканию для горизонтального заземлителя.

Рассчитаем эквивалентное сопротивление группового заземлителя:

(3.9)

где – коэффициент использования вертикальных электродов;

– коэффициент использования горизонтальных электродов.

Для 16 вертикальных электродов, при контурном заземлении, коэффициент использования электродов: ; [13].

Схема контура заземления ТП 10/0,4 кВ показана в Приложении А.

В данном пункте проведен расчет заземляющего устройства ТП 10/0,4 кВ. В итоге контур заземления состоит из 16 вертикальных электродов длиной
3 м из угловой стали 50х50 мм, расстояние между вертикальными электродами
2,04 м; верхний конец ниже уровня земли; на глубине 0,8 м вертикальные электроды соединены горизонтальной стальной полосой 50х5 мм.

Эквивалентное сопротивление контура заземления меньше допустимого согласно ПУЭ значения 4 Ом, т.е. удовлетворяет требованиям.

3.2 Расчет заземляющего устройства ГПП

Исходя из проведенных ранее расчетов, на ГПП приняты к установке два трансформатора ТДН-10000/110, режим работы нейтрали на стороне
110 кВ – эффективно заземленная [15]. На стороне 110 кВ – максимально допустимое сопротивление контура заземления, согласно ПУЭ: R_з=0,5 Ом [18]. Используем контурное заземление.

Характеристики заземляющего устройства сведены в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 – Характеристики заземляющего устройства

Параметры вертикального электрода

(сталь угловая)

Параметры горизонтального электрода (сталь полосовая)

Расположение вертикальных электродов

Длина l, м

Размер b, мм

Сечение полосы, мм²

3,5

50х5

верхний конец ниже уровня земли на 0,8 м

Сопротивление растеканию для одного вертикального заземлителя:

(3.10)

где – длина вертикального электрода, м;

– приведенный диаметр вертикального электрода, м;

– расстояние от поверхности до центра электрода, м.

Приведенный диаметр вертикального электрода из угловой стали:

(3.11)

где – ширина уголка, м.

Расстояние от поверхности до центра вертикального электрода:

Сопротивление растеканию для одного вертикального заземлителя, по формуле (3.10):

Расчетное число вертикальных электродов определяется по формуле (3.4):

Полученное число округляем до ближайшего большего значения n=44 шт. Периметр территории ГПП:

Расстояние между вертикальными электродами, по формуле (3.6):

Длина горизонтальной полосы определяется по формуле (3.5):

Определяем сопротивление растеканию горизонтального заземлителя (Ом) по формуле (3.7):

Для 44 вертикальных электродов, при контурном заземлении, коэффициент использования электродов: ; [13].

Рассчитаем эквивалентное сопротивление группового заземлителя по формуле (3.9):

В данном пункте проведен расчет заземляющего устройства ГПП. В итоге контур заземления состоит из 44 вертикальных электродов длиной 3,5 м из угловой стали 50х50 мм, расстояние между вертикальными электродами 3,64 м; верхний конец ниже уровня земли; на глубине 0,8 м вертикальные электроды соединены горизонтальной стальной полосой 50х5 мм.

Эквивалентное сопротивление контура заземления меньше допустимого согласно ПУЭ значения 0,5 Ом, т.е. удовлетворяет требованиям.

3.3 Молниезащита ТП

В данном случае используются ТП серии 2КТПН-ПК в металлическом корпусе и с металлической кровлей. Согласно руководству по эксплуатации, данный тип КТПН не требует дополнительных мер по молниезащите ввиду полностью металлического корпуса, соединенного с контуром заземления.

3.4 Расчёт молниезащиты ГПП

Рассчитаем защитную зону двух двойных стержневых молниеотводов высотой h=22 м при расстоянии между молниеотводами а=27,5 м. Защищаемое сооружение: главная понизительная подстанция (ГПП) имеет максимальную высоту оборудования h_x=10 м и габариты 35х45 м.

Зона защиты для одного молниеотвода определяется по формуле:

(3.12)

где – активная высота молниеотвода, м;

– коэффициент, учитывающий высоту молниеотвода;

- высота точки на границе защищаемой зоны, м.

Активная высота молниеотвода определяется по формуле:

(3.13)

Коэффициент, учитывающий высоту молниеотвода, определяется по формуле:

(3.14)

Зона защиты для одного молниеотвода, по формуле (3.12):

Определяем соотношения, необходимые для определения поправочного коэффициента для расчета наименьшей ширины защитной зоны для двух молниеотводов:

Значения наименьшей ширины зоны защиты b_х двух стержневых молниеотводов показаны на рисунке 3.1 [16].

Рисунок 3.1 – Значения наименьшей ширины зоны защиты b_х

двух стержневых молниеотводов: а) для a/h_a=0…7; б) для a/h_a=5…7

Соотношение h_x/h=0,45. Кривая 0,45h на рисунке 3.1а пересекается с ординатой, восстановленной из точки 2,29 абсциссы, на уровне b_x/2h_a=0,89. Теперь находим наименьшую ширину защитной зоны b_х на высоте h_x:

(3.15)

План молниезащиты ГПП с учетом полученных данных показан на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Молниезащита ГПП

В данном пункте проведен расчет молниезащиты ГПП с помощью двух двойных стержневых молниеотводов высотой h=22 м при расстоянии между молниеотводами а=27,5 м. Зона молниезащиты покрывает всю территорию ГПП.

3.5 Защита окружающей среды

Охрана окружающей среды имеет большое значение в работе промышленных предприятий.

Система электроснабжения также должна проектироваться, эксплуатироваться и ремонтироваться с условиями причинения наименьшего ущерба окружающей среде [22].

Электрооборудование должно по возможности, при прочих равных условиях, выбираться так, чтобы минимизировать ущерб окружающей среде (экологичные и долговечные материалы, герметичное необслуживаемое электрооборудование, увеличенный срок ТО и ремонта электрооборудования и т.д.).

В данном случае для проектирования электроснабжения предприятия используется оборудование и технические решения соответствующие ГОСТ Р 54906-2012 по экологически ориентированному проектированию.

Основные источники электромагнитного излучения по возможности экранируются металлическими экранами для минимизации воздействия на живые организмы.

Значительную экологическую опасность при эксплуатации и ремонте электрооборудования представляет трансформаторное масло. Для предотвращения загрязнения им окружающей среды устанавливаются специальные маслоприемники, маслоотводы и маслосборники. Также это увеличивает и пожарную безопасность.

В целом, охрана окружающей среды на предприятии в соответствии с действующими нормативными документами обеспечивает достаточный уровень экологической безопасности.

В данном пункте рассмотрены вопросы защиты окружающей среды. Экологичность проекта обеспечивается применением современного электрооборудования, наиболее энергоэффективных решений, надлежащим контролем при организации процесса монтажа системы электроснабжения.

⇐ Предыдущая 7 8 9 10 11 12 131415 16 Следующая ⇒