Дипломная работа: Проектирование электроснабжения предприятия

* цифровая: 1, 2, 3, 4,

* цветовая: белая или жёлтая, синяя или зеленая, красная или малиновая, коричневая или чёрная;

Заполнение из бумажных жгутов;

Поясная бумажная изоляция, пропитанная вязким или нестекающим изоляционным пропиточным составом;

Экран из электропроводящей бумаги для кабелей на напряжение от 6 кВ и более;

Свинцовая оболочка;

Подушка из битума, пленки ПВХ и крепированной бумаги;

Броня из стальных лент;

Наружный покров из волокнистых материалов.

Область применения:

Кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в электрических сетях на напряжение до 10 кВ частотой 50 Гц. Кабели с двумя медными контрольными жилами сечением 1,5 кв.мм предназначены для сетей электрофицированного транспорта.

Кабели предназначены для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом. Кабели предназначены для прокладки в земле (траншеях) со средней коррозионной активностью на трассах с наличием или отсутствием блуждающих токов и в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью на трассах с отсутствием блуждающих токов, если в процессе эксплуатации не подвергаются растягивающим усилиям. Кабели с нестекающим изоляционным пропиточным составом (ЦАСБл) предназначены для прокладки на вертикальных и наклонных участках трасс без ограничения разности уровней.

Срок службы кабелей - не менее 30 лет.

2.5 Расчет токов короткого замыкания 10 кВ

Определение токов КЗ зависит от требований к точности результатов, от исходных данных и назначения расчета. В общем случае токи КЗ определяются переходными процессами в электрических цепях. Расчет токов КЗ в электрических сетях промышленных предприятий несколько отличается от расчетов, осуществляемых в электрических сетях и системах. Это объясняется возможностью не учитывать турбо- и гидрогенераторы электростанций, подпитку от нескольких источников питания, работу разветвленных сложных кольцевых схем, свойства дальних ЛЭП, действительные коэффициенты трансформации.

Для выбора аппаратов и проводников, для определения на воздействия на несущие конструкции при расчете токов КЗ исходят из следующих положений.

Все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки, работают с номинальной нагрузкой. Синхронные машины имеют автоматические регуляторы напряжения и устройства быстродействующей форсировки возбуждения.

Короткое замыкание наступает в такой момент времени, при котором ток КЗ имеет наибольшее значение. Электродвижущие силы всех источников питания совпадают по фазе. Расчетное напряжение каждой ступени принимается на 5% выше номинального напряжения сети.

Учитывают влияние на токи КЗ присоединенных к данной сети синхронных компенсаторов, синхронных и асинхронных электродвигателей. Влияние асинхронных электродвигателей на токи КЗ не учитывают при единичной мощности электродвигателей до 100 кВт, если электродвигатели отдалены от места КЗ одной ступенью трансформации, а также при любой мощности, если двумя и более ступенями трансформации или если ток от них может поступать к месту КЗ от сети и которые имеют существенное сопротивление.

2.5.1 Исходные данные для расчетов токов КЗ 10 кВ

Расчет токов КЗ предназначен для проверки оборудования на электродинамическую и термическую стойкость, выбора защитной и коммутационной аппаратуры.

В таблице 35 представлены параметры кабельных линий, взятые из [16] и их длины от РП до ТП цеха с 5% запасом по длине на компенсацию изгибов и возможных деформаций кабеля.

Таблица 35 - Параметры кабельных линий 10 кВ

2.5.2 Расчет токов короткого замыкания в кабелях 10 кВ

Составляется расчетная схема токов КЗ, представляющая собой однолинейную схему электроснабжения ТП от ГПП, в которую входят все элементы сети, связывающие источники электроэнергии с местом КЗ.

Далее строится схема замещения, заменяя все элементы вышеприведенной схемы на активные и реактивные сопротивления.

Определяется реактивное сопротивление сети по формуле:

где - напряжение рассчитываемой сети, В;

Sкз - мощность короткого замыкания на шинах ГПП, МВА. В связи с

отсутствием данных по мощности короткого замыкания принимаем Sкз =63 МВА.

Периодическая составляющая тока трехфазного короткого замыкания на шинах РП в точке К4:

1,4 Ом

Ом

Периодическая составляющая тока двухфазного короткого замыкания в точке К4:

Периодическая составляющая тока трехфазного короткого замыкания на шинах РП в точке К4:

Периодическая составляющая тока двухфазного короткого замыкания в точке К4:

Ударный ток короткого замыкания в точке К4:

где - ударный коэффициент; - постоянная времени цепи. 

При известном отношении  значения и можно получить по рис. 1

Из графика постоянная времени равна 0.

Стоить учесть, что для расчета в сопротивлениях учитывается только сопротивление кабельной линии от ГПП до РП, если к расчётам добавить другое оборудование ( силовой трансформатор, автоматические выключатели ), то значение бы было гораздо больше. Поэтому данный ток ударный можно рассматривать как минимальный.

Результаты расчетов остальных линий представлены в таблице 36.

Таблица 36 - Расчет токов КЗ сети 10 кВ

2.6 Выбор коммутационной аппаратуры в РП 10 кВ

В качестве силовых выключателей принимаются вакуумные выключатели типа BB/TEL.

Вакуумные выключатели BB/TEL предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, номинальным напряжением до 10 кВ включительно с изолированной, компенсированной, заземленной через резистор или дугогасительный реактор нейтралью.

Выбор выключателей производится по следующим параметрам:

- по номинальному напряжению:

? ,

где - номинальное напряжение выключателя, кВ;

- по максимальному рабочему току:

? ,

где - номинальный ток выключателя, А;

- максимальный рабочий ток установки, А.

-по отключающей способности. Сначала проверяется возможность

отключения периодической составляющей тока короткого замыкания:

? ,

где - периодическая составляющая тока короткого замыкания, кА;

-номинальный ток отключения, кА.

Затем проверяется возможность отключения апериодической

составляющей тока КЗ:

? ,

где - апериодическая составляющая тока короткого замыкания, кА;

- номинальное содержание апериодической составляющей тока КЗ, кА.

- время действия релейной защиты;

- собственное время отключения выключателя.

- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з. (= 0,04 с);

Осуществляется проверка на электродинамическую стойкость:

где - ток короткого замыкания, кА;

- действующее значение предельного сквозного тока, кА.

где - ударное значение тока короткого замыкания, кА;

- амплитудное значение предельного сквозного тока, кА.

При = 0,04 с будет будет равен 3,55.

Проверка на термическую стойкость:

где - тепловой импульс квадратичного тока короткого замыкания, кАІ

- допустимое время действия, с.

Тепловой импульс квадратичного тока короткого замыкания определяется по формуле:

Результаты выбора и проверки проведены для наиболее нагруженной линии и представлены в таблице 37

Таблица 37 - Выбор и проверка силового выключателя 10 кВ

2.7 Проверка кабельных линий 10 кВ на термическую стойкость

Проверка термической стойкости кабеля основана на расчете теплового импульса - количества тепла, которое выделяется в активном сопротивлении кабеля при протекании через него тока короткого замыкания за время начала КЗ до полного погашения дуги при его отключении. Время действия тока зависит от параметров установленной защитной и коммутационной аппаратуры. Расчет производится согласно пункту 1.4.5.

Если условие не выполнено, сечение кабеля необходимо увеличить, чтобы кабель и его изоляция не нагрелись до недопустимого уровня температур, при протекании по нему токов короткого замыкания и не вызвали преждевременное разрушение изоляционного покрова кабеля. Расчеты минимальных сеченийкабельных линий 10 кВ предприятия представлены в таблице 38

Таблица 38 - проверка кабельных линий 10 кВ

Кабельные линии проходят по термической стойкости. Данные кабели можно применять в качестве линий сети 10 кВ для электроснабжения предприятия.

Окончательный выбор кабельных линий 10 кВ предприятия представлен в таблице 39

Таблица 39 - Выбор кабельных линий 10 кВ

3 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА 10/0,4 кВ

Рассчитывается релейная защита для выбранного трансформатора ТМГ-400/10 КТП цеха №3.

Основными видами повреждений в трансформаторах являются:

- замыкания между фазами в обмотках и на их выводах;

- замыкания на землю обмоток или из выводов;

- замыкание в обмотках между витками одной фазы (витковые замыкания).

В соответствии с этим, согласно ПУЭ, на трансформаторах более 6 кВ

должны предусматриваться устройства релейной защиты, действующие при:

- повреждениях внутри баков маслонаполненных трансформаторов;

- многофазных КЗ в обмотках и на их выводах;

- витковых замыканиях в обмотках трансформаторов;

- перегрузках;

- внешних КЗ;

- понижениях уровня масла в маслонаполненных трансформаторах.