Электроснабжение машиностроительного предприятия. Реконструкция распредустройства

 

                                                       

Выбираем разъединители  РВЗ-10/400 и РВЗ-10/630 (на 400 А и 630 А).

Выбор разъединителей проведен для одной секции шин, выбор  для другой секции аналогичен. 

Выбор и проверка трансформаторов  тока и трансформаторов  напряжения

Принимаем предварительно к установке в камерах КСО -298 трансформаторов тока

ТПОЛ10-0,5/10Р-600/5 и  ТПОЛ10-0,5/10Р-400/5.

Выбор  и проверку сведем в таблицу:

Определим кратность  допустимого тока электродинамической  стойкости:

;

По справочным данным к_дин = 114 (при первичном токе 400 А) и к_дин = 81 ( номинальный первичный ток 600 А) :

Основной проверяемой  величиной является вторичная нагрузка, условие проверки: S_2ном ³ S_2p .

Индуктивное сопротивление  токовых цепей невелико, поэтому Z₂ = r₂ .

Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного  сопротивления контактов. 

Примем длину  проводников в пределах РУ - 6 кВ l = 6 м.

Трансформаторы  тока соединены в неполную звезду, поэтому расчетная длина будет  равна 10,4 м.

Примем к установке  следующие приборы:

1.   Амперметр Э351 , класс точности 1,5 потребляемая мощность 0,5 ВА.

2.   Вольтметр Э351, класс точности 1,5, потребляемая мощность 3 ВА.

3.   Счетчик СЭТ3а-01П26(Г), класс точности 0,5, потребляемая мощность катушки тока 0,05 ВА, напряжения - 10 ВА.

Определим сопротивление  приборов:

1. В цепь отходящей  линии включен амперметр:

;

Допустимое сопротивление  проводов:

Ом

Сечение проводников  составит:

мм ².

Принимаем кабель АКВБбШв с жилами 4 мм ².

2. В цепь линии  присоединены амперметр и счетчик  активной энергии (в одну фазу)

;

Ом

;

Принимаем кабель АКВБбШв с жилами 4 мм ².

Во втором случае получим r_сумм = 0,12 + 0,05 + 0,074 = 0,244 Ом

Таким образом, 0,4 Ом (Z_2ном) > 0,244 Ом (Z_2p) (в первом случае вторичная нагрузка будет меньше, поэтому проверку не производим). Следовательно, трансформаторы тока проходят все проверки. Выбираем трансформаторы тока

ТПОЛ10-0,5/10Р-600/5 и  ТПОЛ10-0,5/10Р-400/5 (класс точности 0,5, вторичный  ток 5 А).

Проведем выбор  и проверку трансформаторов напряжения.

По напряжению выбираем 3НОЛ.06 - 6 кВ.

Определим нагрузку цепей напряжения при подключении  перетокового счетчика и вольтметра:

Принимаем cos φ = 1 - для вольтметра и cos φ = 0,38 - для счетчика.

Определим общую  потребляемую мощность:

Три трансформатора, соединенных в звезду имеют мощность 150 ВА в классе точности 0,5. Таким  образом, трансформаторы напряжения будут  работать в выбранном классе точности, так как 31,221 < 150.

Для соединения трансформаторов напряжения с приборами  принимаем контрольный кабель АКВБбШв с сечением жил 2,5 мм ² по условиям механической прочности.

Выбор и проверка трансформаторов тока на подстанции №2 проводится аналогично. Выбираем трансформаторы тока ТЛМ - 10-0,5/10Р-600/5. (ударный ток 100 кА > 23,32 кА, ток термической стойкости 23 кА > 8500Ĥ(1,25/3)^1/2, номинальная нагрузка 0,4 Ом, принимаем к установке амперметр Э351 и счетчик активной энергии СЭТ3а - выбор см. выше).                                                    

 

Проведем выбор  и проверку аппаратов, установленных  в шкафу ввода трансформаторных подстанций. Расчетной точкой короткого  замыкания в этом случае будет  ввод силового трансформатора.

Ввод ВН в  трансформаторные подстанции может  осуществляться от радиальных или магистральных  линий. В первом случае в конце  линий не требуется коммутационных аппаратов, и линия может наглухо  соединиться с зажимами ВН трансформатора. Для удобства проведения ремонтных  и профилактических работ предусматриваются  разъединители с заземляющими ножами.

Шкафы ввода  КТП ( г.Чирчик, Узбекистан) комплектуются выключателями нагрузки для отключения токов холостого хода и токов нагрузки силового трансформатора (нормальный режим). Учтем тот факт, что данные выключатели нагрузки не предназначены для отключения токов короткого замыкания, так как не оборудованы предохранителями. Установка предохранителей необходима при применении магистральных схем питания. В нашем случае выключатель нагрузки является эффективной заменой разъединителя.

В качестве выключателей нагрузки примем выключатель нагрузки

ВНРу-10/400-10з У3 без предохранителей согласно схемам завода-изготовителя КТП. Проведем проверку:

1.  (10 кВ  > 6 кВ);

2.  (400 А> 215,5 А; 400 А> 222,9 А; 400 А> 203, 5 А);

3. (25 кА > 14,2 A (max));

4.   

5.

Расчет производился для самого тяжелого режима работы выключателя.                                          

 

Использовать  выключатель ВНП -10/630 в данном случае нецелесообразно ввиду его завышенных показателей.

Расчет разъединителей, отделителей и короткозамыкателей на стороне 110 кВ по условиям задания  на проектирование не выполняем (точки  короткого замыкания даны на шинах  подстанции). Поэтому проверку и  выбор элементов проведем в общем  виде:

Разъединитель:

1. ;

2. ;

3. ;

4.

Для отделителя условия выбора и проверки аналогичны выбору и проверке разъединителя.

Выбор и проверка короткозамыкателя:

1. ;

2.

3.

Иногда при  проверке на термическую стойкость  пользуются формулой

 , где   T_a - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока коротко замыкания. 

1.9. Расчет заземления

Согласно ГОСТ Р 50 571 (МЭК 364) заземление открытых проводящих частей электроустановок следует выполнять:

1. при номинальном  напряжении выше 50 В переменного тока, и более 120 В постоянного тока - во всех электроустановках;

2. при номинальных  напряжениях выше 25 В переменного тока или выше 60 В постоянного тока - в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных электроустановках.

Заземляющее устройство электроустановки напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью следует выполнять с соблюдением требований либо к напряжению прикосновения (ГОСТ 12.1.038-82), либо с соблюдением требований к его сопротивлению и конструктивному выполнению.

Заземляющее устройство, выполняемое с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь  в любое время года сопротивление  не более 2, 4, 8 Ом с учетом при напряжениях 660, 380, 220 В соответственно - для установок напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью без компенсации емкостных токов, если заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ.

Предполагается  сооружение заземлителя с расположением вертикальных электродов (угловая сталь 63•63•6 мм, длина 3 м) по контуру. В качестве горизонтальных заземлителей используются стальные полосы.

Таким образом, принимаем R_и =R_з = 4 Ом (без учета естественных заземлителей).

Определяем расчетные  удельные сопротивления грунта для  горизонтальных и вертикальных заземлителей:

, где коэффициенты повышения  для вертикальных и горизонтальных  электродов приняты по табл.10-2 ().   
 

Сопротивление растеканию одного вертикального электрода  стержневого типа определяем по формуле:

Определяем примерное  число вертикальных заземлителей (К_и = 0,7)

Определяем расчетное  сопротивление растеканию горизонтальных электродов:

Принимаем горизонтальный проводник из полосовой стали  сечением 48 мм ², толщиной 4 мм, шириной 12 мм.

Коэффициент использования  горизонтальных электродов принят по таблице 10.7 ().

Уточняем сопротивление  вертикальных электродов с учетом сопротивления  горизонтальных заземлителей:

 

Определяем число  вертикальных электродов при коэффициенте использования 0,7: 

Ввиду достаточно существенной ошибки вновь определим  сопротивление горизонтальных заземлителей:

Уточняем сопротивление  вертикальных электродов:

Определяем число  вертикальных электродов при коэффициенте использования 0,71: 

Окончательно  принимаем к установке 6 вертикальных электродов, расположенных по выносному  контуру.  

1.10. Молниезащита

Здания и сооружения, отнесенные ко второй категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высоких потенциалов через наземные и подземные коммуникации.

В конструктивном отношении защита от прямых ударов молнии выполняется отдельно стоящими или установленными на здании металлическими стержневыми или тросовыми молниеотводами, а также путем наложения молниеприемной сетки на кровлю или использования металлической кровли.

Молниеприемная сетка должна иметь ячейки площадью не более 36 м ² (например, 3 • 12 м), и уложена на кровлю непосредственно или под слой негорючих или трудно сгораемых утеплителей гидроизоляции.

Предполагается, что распределительное устройство 6 кВ и КТП встроены в контур здания производственных цехов, которые в  свою очередь обеспечены молниезащитой. Следовательно, проведение дополнительных расчетов по установке отдельно стоящих или устанавливаемых на зданиях молниеотводов не требуется.