Системы электроснабжения промышленных предприятий

Проверяем выключатель на бросок тока при включении на ток КЗ: Условие соблюдается. Проверяем выключатель на электродинамическую стойкость при коротком замыкании:

Условие соблюдается. Проверяем выключатель на нагрев при коротком замыкании:

Так как, то Условие термической стойкости выполняется.

7.4. 2 Выбор трансформаторов тока.

Принимаем к установке трансформатор тока типа ТЛШ — 10 — 2000 — У1. Проверяем выбранный трансформатор тока по номинальному напряжению:

по номинальному допустимому току нагрузки первичной обмотки: Таблица 7.

4.2, кВ, АА, кАкАcВА10 200 058 131,5130.

Проверяем выбранный трансформатор тока на электродинамическую стойкость при коротком замыкании:

Условие выполняется. Производим проверку трансформатора тока на нагрев при коротком замыкании, так как, то Условие соблюдается. Проверка трансформатора тока на вторичную нагрузку приведена в пункте 8.

1.7.

4.3 Выбор трансформаторов напряжения.

По напряжению установки выбираем 3 однофазных трансформатора напряжения типа ЗНОЛ.06 с классом точности 0,5 — трансформатор напряжения, однофазный, литая изоляция, номинальное напряжение 10 кВ. Таблица 7.

4.3Параметры.

Каталожные данные.

Номинальное напряжение первичной обмотки10/√3 кВНоминальное напряжение основной вторичной обмотки100/√3 ВНоминальное напряжение дополнительной обмотки100 ВНоминальная мощность400 ВАМаксимальная мощность2000 ВАПроверим выбранный трансформатор напряжения по номинальному напряжению первичной обмотки: Проверка вторичных цепей трансформатора напряжения проводится в пункте 8.

2.7.

4.4 Выбор сборных шин.

Выбираем сечение шин по нагреву при протекании тока нагрузки:

Выбираем жесткие однополосные аллюминиевые шины, прямоугольного сечения:

размеры шин, мм: 80×8;сечение одной полосы,: 640;масса одной полосы,: 1,728;допустимый ток, А: 1320.

Проверяем номинальный ток нагрузки:

Условие по допустимому току выполняется. Проверяем выбранные шины на нагрев при коротком замыкании:

Условие выполняется. Проверяем шины на электродинамическую стойкость при коротком замыкании: где — собственная частота колебательной системы изолятор-шина, Гц: — поперечное сечение шины,;- момент инерции поперечного сечения шины относительности оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы: При расположении шин плашмя:

где; При расположении шин на ребро: — длина пролета между изоляторами, м: Если шины расположены плашмя, то: тогда:

Если шины расположены на ребро, то: тогда:

Вариант расположения шин плашмя позволяет увеличить длину пролета между изоляторами до, т. е. дает значительную экономию изоляторов, поэтому принимаем расположение шин плашмя. Проверяем шины на механическую прочность. Шины будут механически прочны, если будет соблюдаться условие:

где — допустимая величина напряжения, МПа: — расчетная величина напряжения, МПа: где — расстояние между фазами, м: — момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, :

8. Определение видов учета электрической энергии и электрических измерении8.

1 Проверка трансформаторов тока по вторичной нагрузке.

Согласно рекомендациям принимаем перечень необходимых измерительных приборов и приводим их в таблице 8.

1.Таблица 8.1Прибортип.

Нагрузка фазы, ВААВСАмперметр

Э-427 030,50,50,5Анализатор параметров сетиLUMEL N10A2,52,52,5Счётчик электроэнергииZMD4052,52,52,5Итого:

5,55,55,5Проверяем трансформатор тока на перегруз:

Определим сечение проводов вторичных цепей:

Для соединения трансформатора тока с приборами выбираем контрольный кабель марки КРВГ, сечением. Определяем действительное сопротивление проводов вторичных цепей:

Определяем действительную вторичную нагрузку:

Проверяем условие:

Условие выполняется.

8.2 Проверка трансформаторов напряжения по вторичной нагрузке.

Принимаем перечень приборов, установленных на распределительное устройство 220 кВ. Перечень приборов приведен в таблице 8.

2.Суммарная мощность приборов, подключенных ко вторичным выводам трансформатора напряжения, находится по формуле:

Проверяем трансформаторы напряжения по допустимой вторичной нагрузке:

Тогда.

Условия соблюдаются. Таким образом, трансформаторы напряжения будут работать в выбранном классе точности 0,5.Таблица 8.2Приборы.

ТипcosφsinφР, ВтQ, вар

Отходящие линии:

Ваттметр

ЩВ120 310,380,9322,285,55Анализатор параметров сетиLUMEL N10A5,320,380,932 819,47Счётчик электроэнергииZMD4057,920,380,9 321 829,21Сборные шины:

Частотомер

ЩЧ27 110 170.

Вольтметр

Щ120П2 110 240.

Рег. вольтметрH-393 101 102 200.

Итого:

1559,254,23Для соединения трансформаторов с приборами принимают контрольный кабель КРВГ с сечением по условию механической прочности.

9.Расчёт защитного заземления ГППРасчет заземляющих устройств сводится главным образом к расчету собственно заземлителя, так как заземляющие проводники в большинстве случаев принимаются по условиям механической прочности и устойчивости к коррозии. Сопротивление заземляющего устройства состоит из переходного сопротивления растеканию тока в почву с заземлителей и сопротивления заземляющих проводников между контуром из заземлителей и заземляемой частью установки. По ПУЭ устанавливается допустимое сопротивление заземляющего устройства, если заземляющее устройство является общим для нескольких электроустановок, то расчетным сопротивлением заземляющего устройства является наименьшее из требуемых. В установках напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю должно быть не более 0,5 Ом в любое время года, поэтому принимаем в нашем случае. Сопротивление естественного заземлителя, в качестве которого используются металлические конструкции подземной части зданий, принято равным, Ом. Рассчитаем необходимое сопротивление искусственного заземлителя с учетом использования естественного заземлителя, включенного параллельно.

Определяется расчетное удельное сопротивление грунта с учетом повышающих коэффициентов, учитывающих высыхание грунта летом и промерзание его зимой. Повышающий коэффициент для второй климатической зоны, в которой находится подстанция, принимается равным 4 для горизонтальных электродов при глубине заложения 0,7 м и 1,60 для вертикальных стержневых электродов длиной l=2−3 м при глубине заложения их вершины 0,5−0,8 м. В качестве вертикальных электродов примем металлический штырь диаметром. Сопротивление растеканию одного вертикального электрода длиной при погружении ниже уровня земли на 0,7 м равно:

где — расстояние от центра заземлителя до поверхности земли. Определим примерное число вертикальных заземлителей, учитывая что расстояние между вертикальными электродами — 3 м, при этом коэффициент использования принимаем равным 0,4:Определим сопротивление растеканию горизонтальных электродов — полос 254 мм, приваренных к верхним концам штырей. Коэффициент использования принимается равным 0,21.где — длина горизонтального заземлителя; - ширина горизонтального заземлителя; - расстояние от центра заземлителя до поверхности земли. Уточним необходимое сопротивление вертикальных электродов с учетом проводимости горизонтальных соединительных электродов.

Уточним число вертикальных электродов, учитывая коэффициент использования принимаемый равным 0,4:Окончательно принимаем 23 вертикальных стержня, при этом сопротивление растеканию несколько меньше расчетного. Дополнительно к контуру на территории устраивается сетка из продольных полос, расположенных на расстоянии 0,8 — 1 м от оборудования, с поперечными связями через каждые 6 м. Дополнительно для выравнивания потенциалов у входов и въездов, а также по краям контура прокладываются углубленные полосы, которые уменьшают общее сопротивление заземления.

10.Научно-исследовательская работа10.

1 Основное оборудование ОРУ стороны ВН10.

1.1 Выключатели.

К моменту реконструкции на ОРУ стороны ВН были установлены масляные выключатели типа ВМТ-220Б-20.Расшифровка типа выключателя:

В — выключатель;

М — масляный;

Т — тип исполнения. Особенности данного типа выключателей — гашение дуги в данных выключателей происходит в масле. Недостатки масляных выключателей:

При большом количестве коммутаций учащается капитальный ремонт выключателя. Опасность взрыва при отключении. Необходимость постоянного контроля уровня масла. Необходимость мощного привода для операций с выключателем. Большие габариты.Пожароопасность.Маслянные выключатели считаются морально устаревшими, вместо них при реконструкции в рамках данной работы принимаются к установке вакуумные выключатели. Особенность данного типа выключателей состоит в специфике гашения дуги непосредственно в вакуумной камере. Достоинства вакуумных выключателей:

Пожаробезопасность (по сравнению с маслянными выключателями);Взрывобзопасность (по сравнению с маслянными выключателями);Малые размеры (по сравнению с маслянными выключателями);Надежность конструкции;

Высокая износостоякость при коммутации;

Низкий уровень шума при операциях с выключателем;

Простота;При выходе из строя, выключатель заменяется комплектно;

Удобство в эксплуатации;

Малые расходы на обслуживание в процессе эксплуатации;

В соответствии с вышеописанными достоинствами принимаем к установке выключатель ВВК — 110 — 20. Расшифровка типа выключателя:

В — выключатель;

В — вакуумный;

К — тип исполнения.

10.1. 2 Трансформаторы тока.

К моменту реконструкции на ОРУ стороны ВН были установлены трансформаторы тока типа ТФЗМ-220−600.Расшифровка типа трансформатора тока:

Т — трансформтатор тока;

Ф — с фарфоровой покрышкой;

З — с обмоткой звеньевого типа;

М — маслонаполненный. Недостатки маслонаполненных трансформаторов тока:

Пожароопасность;

Необходимость мониторинга уровня масла и других параметров. Необходимость контроля изоляции. Маслянные трансформаторы тока считаются морально устаревшими, вместо них при реконструкции в рамках данной работы принимаются к установке элегазовые трансформаторы тока. Достоинства элегазовых трансформаторов тока:

Высокая надежность и срок службы;

Увеличенный класс точности;

Пожаробезопасность;Взрывобезопасность;

Отсутствие потребности в обслуживании;

Высокая сейстмостойкость. Для ГПП-1 и ГПП-2 принимаем к установке трансформатор тока типа ТОГФ — 110 — 600 — У1. Расшифровка трансформатора тока ТОГФ:

Т — трансформатор тока;

О — однофазный;

Г — элегазовый;

Ф — с фарфоровой покрышкой.

10.1. 3 Трансформаторы напряжения.

К моменту реконструкции на ОРУ стороны ВН были установлены трансформаторы тока прямого включения. При реконструкции к установке принят трансформатор напряжения типа НКФ — 110−58-У1 с классом точности 0,5.Расшифровка трансформатора напряжения НКФ: Н — трансформатор напряжения;

К — каскадный;

Ф — фарфоровый. Данный трансформатор является емкостным трансформатором напряжения. Трансформирование напряжения в данных трансформаторах напряжения осущетвляется в две ступени:

Ступень № 1 — емкостной делитель напряжения;

Ступень № 2 — электромагнитные устройство, с принципом действия аналогичным трансформаторам напряжения прямого включения. Преимущества емкостных трансформаторов напряжения:

Обеспечивается заданный класс точности на протяжении срока эксплуатации. Независимость работы оборудования от температуры. Высокая точность работы;

Снижение вероятности отказа по сравнению с трансформаторами тока прямого включения. Основное оборудование ЗРУ стороны НН10.

2.1 Выключатели.

К моменту реконструкции в ЗРУ стороны НН были установлены масляные выключатели типа ВММ-10−10.Расшифровка типа выключателя:

В — выключатель;

М — масляный;

М — малообъемный. Особенности данного типа выключателей — гашение дуги в данных выключателей происходит в масле. Недостатки масляных выключателей:

При большом количестве коммутаций учащается капитальный ремонт выключателя. Опасность взрыва при отключении. Необходимость постоянного контроля уровня масла. Необходимость мощного привода для операций с выключателем. Большие габариты.Пожароопасность.Маслянные выключатели считаются морально устаревшими, вместо них при реконструкции в рамках данной работы принимаются к установке вакуумные выключатели. Особенность данного типа выключателей состоит в специфике гашения дуги непосредственно в вакуумной камере. Достоинства вакуумных выключателей:

Пожаробезопасность (по сравнению с маслянными выключателями);Взрывобзопасность (по сравнению с маслянными выключателями);Малые размеры (по сравнению с маслянными выключателями);Надежность конструкции;

Высокая износостоякость при коммутации;

Низкий уровень шума при операциях с выключателем;

Простота;При выходе из строя, выключатель заменяется комплектно;

Удобство в эксплуатации;

Малые расходы на обслуживание в процессе эксплуатации;

В соответствии с вышеописанными достоинствами принимаем к установке для ЗРУ-1 выключатель VD4 производства ABB, для ЗРУ-2 выключатель ВВТП — 10/1600.

Расшифровка типа выключателя VD4: Вакуумный выключатель среднего напряжения. Расшифровка типа выключателя ВВТП — 10/1600:В — выключатель;

В — вакуумный;

Т — трехполюсный;

П — исполнение по высоте.

10.2. 2 Трансформаторы тока.

К моменту реконструкции на ЗРУ стороны НН были установлены трансформаторы тока типа ТФЗМ-10−600.Расшифровка типа трансформатора тока:

Т — трансформтатор тока;

Ф — с фарфоровой покрышкой;

З — с обмоткой звеньевого типа;

М — маслонаполненный. Недостатки маслонаполненных трансформаторов тока:

Пожароопасность;

Необходимость мониторинга уровня масла и других параметров. Необходимость контроля изоляции. Маслянные трансформаторы тока считаются морально устаревшими, вместо них при реконструкции в рамках данной работы принимаются к установке сухие трансформаторы тока с литой изоляцией. Достоинства сухих трансформаторов тока с литой изоляцией:

Высокая надежность и срок службы;

Увеличенный класс точности;

Пожаробезопасность;Взрывобезопасность;

Высокая надежность;

Отсутствие шума при эксплуатации. Для ЗРУ-1 и ЗРУ-2 принимаем к установке трансформатор тока типа ТШВ — 15 — 6000 — У1 и ТЛШ — 10 — 2000 — У1. Расшифровка трансформатора тока ТШВ: Т — трансформатор тока;

Ш — шинный;

В — встроенный. Расшифровка трансформатора тока ТЛШ: Т — трансформатор тока;

Л — литая изоляция;

Ш — шинный.

Заключение

.

Рассматриваемый завод находится в Иркутской области, Братский район, г. Братск. Потребители Братского завода ферросплавов питаются от ПГВ (подстанции глубокого ввода). Нагрузка представлена потребителями разных классов напряжений:

Низковольтные потребители, класс напряжения 0,4 кВ. Питающиеся через промежуточные цеховые трансформаторы распределительных пунктов завода.

Высоковольтные потребители, класс напряжения 6−10 кВ. Питающиеся напрямую с шин распределительных пунктов, либо стороны сборных шин существующей ПГВ. Подстанция ПГВ выполняет две функции:

Транзитная. По стороне ВН является узловой подстанцией. По стороне ВН подстанция получает питание от ПС Опорная и по одной двухцепной линии отдает часть мощности на группу промышленных предприятий. Обеспечивает электроснабжение потребителей Братского завода ферросплавов. В качестве схемы первичных соединений ПС ПГВ со стороны ВН выбрана схема «две рабочие системы шин». Количество присоединений — 4 ВЛ (две двухцепные линии).В качестве схемы первичных соединений ПС ПГВ со стороны НН выбрана схема 10−1Н с одной рабочей секционированной системой шин. Количество присоедений — 30. Необходимость реконструкции заключается в следующем:

В качестве промышленных предприятий, питающихся транзитной мощностью от ПГВ выступают ряд золотодобывающих предприятий, исчерпавших всевозможные ресурсы на месте добычи. Следовательно — транзитная функция подстанции полностью не оправдана. На подстанции ПГВ представлено морально и физически устаревшее оборудование. Сама подстанция была построена в 1976 году. С момента постройки — реновации и модернизации оборудования не производилось. В связи с представленным составом потребителей, приемники разной степени ответственности и задействованности в технологическом процессе питаются с одних шин ПГВ.

Для сокращения вероятности отказа оборудования и увеличения надежности предлагается произвести реконструкцию ПС ПГВ. Электроснабжение будет осуществляться с ПС Опорная ОРУ 110 кВ. Будет произведено выделение отдельных трансформаторов ГПП для электроснабжения ответственных за технологический процесс потребителей и собственных нужд, а также выделение отдельных трансформаторов ГПП для питания печных агрегатов. Был произведен выбор основного силового оборудования — силовых трансформаторов. Для трансформаторов ЦКК-1Т, ЦКК-2Т, ЦКК-3Т основной нагрузкой являются печные агрегаты РКО-33, в количестве 4 штуки, и ФКУ-33 (компенсирующие устройства). Для трансформаторов ЦКК-4Т, ЦКК-5Т основной нагрузкой являются распределительные пункты РП1-РП5, обеспечивающие питанием собственные нужды подстанции ПГВ, ответственные механизмы технологического процесса завода БЗФ и собственные нужды завода. После выбора силового оборудования производится выбор схем первичных соединений. Для ГПП-1 была выбрана схем блок трансформатор линия. Для ГПП-2 была выбрана мостиковая схема 110−4Н, с ремонтной перемычкой со стороны линии. Для ЗРУ-1 в качестве схемы первичных соединений выбрана схема с одной несекционированной системой шин.

Для ЗРУ-2 — схема с одной рабочей секционированной системой шин. Был проведен расчет токов короткого замыкания. Для этого была составлена схема прямой последовательности. Полученные значения величин токов короткого замыкания (периодической составляющей, апериодической составляющей, значения ударного тока, среднеквадратичного значения нагрева при КЗ) необходимы для выбора коммутационного оборудования. Были выбранны выключатели, разъединители, измерительные трансформаторы тока и напряжения, сборные шины для ГПП-1, ГПП-2, ЗРУ-1, ЗРУ-2.

Список использованных источников

1. Шпиганович А. Н., Гамазин С. И., Калинин В. Ф. Электроснабжение: Учебное пособие.

Елец: ЕГУ им. И. А. Бунина, Липецк: ЛГТУ, 2005. 90 с.

2. Федоров А. А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. М.: Энергоатомиздат. Т.

1. Электроснабжение, 1986. 567с.

3. Кудрин Б. И. Электроснабжение промышленных зданий: Учеб. для студ. сред. проф. образования. М.:Издательский центр «Академия», 2006. 368 с.

4. Сибикин Ю. Д. Электроснабжения промышленных и гражданских предприятий М.: Энергоатомиздат. 1983. 363 с.

5. Князевский В. А., Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий М.: Высшая школа 1986. 6. Файбисович Д. Л. Справочник по проектированию электрических сетей. М.: НЦ ЭНАС, 2006. 320 с.

7. Мельников М. А. Внутризаводское электроснабжение: Учебное пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2004. 159с.

8. СО 153−34.

21.122−2003.

Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций. 31с.

9. ЭТК «Русский Трансформатор» — Силовые трансформаторы ТМ, ТМГ, ТМН, ТМЗ, ТМЖ, ТС, ТСЗ [Электронный ресурс]: Трансформатор TM-1600/10 URL:

http://www.rus-trans.com/?ukey=product&productID=1150 10. Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы, Москва, 1970 г.

11. Идельчик В. И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1989.

12. Герасименко А. А., Федин В. Т. Передача и распределение электрической энергии, 2008 г. 13. Боровиков В. А. — Электрические сети энергетических систем — 1977 г.

14. Рожкова Л. Д., Козулин В. С., «Электрическое оборудование станций и подстанций», М.: Энергия 2005 г.

15. Крючков И. П., Кувшинский Н. Н., Неклепаев Б. Н., «Электрическая часть электростанций и подстанций», М.: Энергоатомиздат 2007 г.

16. А. А. Глазунов, А. А. Глазунов «Электрические системы и сети». М.: Госэнергоиздат 1960 г.

17. В. А. Веников, А. А. Глазунов, Л. А. Жуков «Электрические системы и сети». М.: Академия 1998 г.

18. Л. А. Солдаткина — Электрические системы и сети. Четвертое издание. Москва: Энергия 1989 г.

19. Чернобровов Н. В. «Релейная защита». Издание 4, М -«Энергия», 1971 г. — 624с.

20. Какуевицкий Л. И., Справочник релейной защиты и автоматики, «Энергия», 1968 г.