Электроснабжение литейного цеха

) ;

-по термической стойкости :

F_min = I • •, мм².

Для примера выбираем питающий магистральный кабель для ТП1,:

А.

Предварительно выбираем кабель марки ААШв (3х95): I_дд = 255А.

По экономической плотности тока (при Тм = 4355ч и j эк =1,4 А/мм²):

Fэк = = 78 мм²

Ближайшее, стандартное сечение 95 мм².

По термической стойкости:

F_min = I • •= 6,247 мм².

Ближайшее, стандартное сечение 50 мм².

Окончательно принимаем кабель марки ААШв 3х95 мм², I_дд =255 А.

Аналогичным образом производятся дальнейшие расчеты. Результаты выбора сведены в таблице 9.4.

Выбор КЛ, питающих высоковольтные электродвигатели

Расчетный ток СД определяем по выражению:

;

Выбор сечения КЛ, питающих CД проводим по трем критериям аналогично ТП. Результаты расчета сводим в таблицу 7.4.

Результаты выбора кабелей сведены в таблице 7.4.

Таблица 7.4 - Выбор сечения кабельных линий

№ КЛ	Начало- конец КЛ	Imax, А	Iнорм,А	Марка и сечение	Способ прокладки	Количество кабелей	Длина КЛ,м	Iдд,А	rо, мОм/м	xо, мОм/м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1 - 2	ГПП-ЦРП	2346,9		ААШв (3•240)	По эстакаде и в траншее	14	70	347	0,129	0,075
3 - 4	ЦРП-РП ИПЧ	1823,9		ААШв (3•240)	По эстакаде и в траншее	12	90	347	0,129	0,075
5 - 6	ЦРП-РП СД	85,08		ААШв (3•50)	По эстакаде и в траншее	2	70	175	0,245	0,081
7 - 8	ЦРП- ТП 1	242,7	109,2	ААШв (3•95)	По эстакаде и в траншее	2	110	255	0,194	0,079
9 - 10	ЦРП- ТП 2	242,7	109,2	ААШв (3•95)	По эстакаде и в траншее	2	110	255	0,194	0,079
11-12	ЦРП- ТП 3	242,7	109,2	ААШв (3•95)	По эстакаде и в траншее	2	110	255	0,194	0,079
13-14	ЦРП- ТП 4	242,7	109,2	ААШв (3•95)	По эстакаде и в траншее	2	110	255	0,194	0,079
15-16	ЦРП- ТП 5	242,7	109,2	ААШв (3•95)	По эстакаде и в траншее	2	110	255	0,194	0,079
17-18	РП (СД)-СД	42,54		ААШв (3•50)	По эстакаде и в траншее	2	70	175	0,245	0,081
19-20	РП (ИПЧ)-ИПЧ	606,22		ААШв (3•240)	По эстакаде и в траншее	12	90	347	0,129	0,075

• 3.5 Расчет источника оперативного тока
• Согласно ПУЭ для подстанций напряжением 110 кВ и выше применяется система смешанного (постоянно-выпрямленного) оперативного тока. В качестве источников постоянного оперативного тока используются шкафы управления оперативного тока типа ШУОТ. Шкафы управления ШУОТ предназначен для обеспечения различных потребителей заданным напряжением постоянного тока в объектах промышленности, является гарантированным источником питания постоянного тока.

Питание оперативных цепей управления, защиты, автоматики, телемеханики и сигнализации, а также включающих и отключающих устройств коммутационных аппаратов осуществляется от специальных источников оперативного тока. Оперативный ток используется также для аварийного освещения при нарушениях нормальной работы подстанции.

От источников оперативного тока требуется повышенная надежность, их мощность должна быть достаточна для действия вторичных устройств при самых тяжелых авариях, а напряжение должно отличаться высокой стабильностью. Требования к повышенной надежности приводят к необходимости резервирования источников оперативного тока и распределительных цепей.

К постоянно включенным электроприемникам оперативного тока относятся сигнальные лампы, катушки реле, постоянно включенная часть аварийного освещения и т.п.

Временная нагрузка полностью включенного аварийного освещения потребляется в течение 0,5 - 1 часа до ликвидации аварии.

Кроме длительного тока нагрузки сети оперативного тока имеют место кратковременные (не более 5 секунд) пиковые нагрузки, потребляемые катушками электромагнитных приводов аппаратов. Эта мощность может быть значительна.

От аккумуляторов шкафов ШУОТ получают питание цепи оперативного постоянного тока в системе смешанного оперативного тока. При этом цепи электромагнитов включения подключаются к выпрямительным устройствам шкафов ШУОТ всех потребителей энергии, получающих питание от аккумуляторной батареи, можно разделить на три группы:

- Постоянно включённая нагрузка - аппараты устройств управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, постоянно обтекаемые током, а также постоянно включённая часть аварийного освещения

- Временная нагрузка полностью включённого аварийного освещения во время аварийного режима. Длительность этой нагрузки определяется длительностью аварии (расчётная длительность 0,5 часа).

- Кроме длительного тока нагрузки сети оперативного тока имеют место кратковременные (не более 5 секунд) пиковые нагрузки, потребляемые катушками электромагнитных приводов аппаратов, и двигателей приводов КРУЭ. Эта мощность может быть значительна.

Нагрузка аварийного освещения:

Принимается токовая нагрузка аварийного освещения, включающего в себя аварийное освещение ЗРУ, ОПУ, помещения аккумуляторной батареи:

.

Определение постоянной токовой нагрузки:

Постоянная токовая нагрузка, включающая в себя сигнальные лампы, аппараты управления и релейной защиты, часть аварийного освещения, принимается равной:

.

Определение тока аварийного получасового режима

Ток аварийного получасового режима:

.

Определение пикового тока:

Пиковый ток определяется:

.

Вследствие того, что приводы всех выключателей являются пружиными или моторно-пружинными (при отсутствии оперативного тока в которых взвод пружин осуществляется вручную штатной рукояткой, спуск пружин включения-отключения - нажатием на соответствующий сердечник электромагнитов), то ток приводов выключателей I_пр = 0.

В качестве источников оперативного тока выбираем шкафы управления оперативным током серии ШУОТ-2405-30-230-1-УХЛ4.

В состав ШУОТ-2405-30-230-1-УХЛ4 входят:

- шкаф ПЗУ с двумя выпрямительными модулями ПЗУ1 и ПЗУ2

- шкаф аккумуляторный (АБ)

Оборудование (элементы шкафа) размещено в сборных унифицированных металлических корпусах одностороннего обслуживания.

ШУОТ обеспечивает:

– питание цепей электромагнитов включения высоковольтных выключателей от выпрямительного устройства, работающего в импульсном режиме;

– питание цепей оперативного постоянного тока от аккумуляторной батареи и автоматического подзарядного устройства;

– работу аккумуляторной батареи в режиме постоянного подзаряда;

– автоматическое поддержание температуры воздуха в аккумуляторном отсеке шкафа не ниже заданной величины с помощью электронагревателей;

– контроль и измерение величины сопротивления изоляции в цепях оперативного тока;

– защиту узлов схемы и отходящих линий оперативного тока от перегрузок и коротких замыканий автоматами и предохранителями с одновременной световой сигнализацией.

Технические данные ШУОТ приведены в таблице 7.5.

Таблица 7.5 - Технические данные ШУОТ-2405-30-230-1

Параметр	ШУОТ-2405-30-230-1
Номинальное выходное напряжение, В	230
Номинальный выходной ток, А	30
Диапазон регулирования выходного напряжения при отключённой аккумуляторной батарее, В	50-240
Коэффициент мощности (cos ) в номинальном режиме, не менее	0,56
Максимальная потребляемая мощность, кВА	10
Номинальная выходная мощность, кВт	4,6
Потери электрической энергии, Вт	260
Число отходящих линий	12

Система защиты и автоматики питается от шкафа ШУОТ который обеспечивает стабильное выпрямленное напряжение 220В, при отсутствии питания шкаф ШУОТ поддерживает работу цепей вторичной коммутации и релейной защиты благодаря наличию аккумуляторных батарей, в системе управления шкафом присутствует система, защищающая от глубокого разряда батарей, отключение шкафа происходит при уровне напряжения 184 вольта.

От выпрямительного устройства ШУОТ (работающего в импульсном режиме) запитываются электромагниты включения приводов выключателей ВМТ-110. Максимальный потребляемый ток приводом составляет 2,5А (U=220В), что меньше тока выдаваемого выпрямителем - 20А.

Питание электродвигателей заводки включающей пружины приводов выключателей ВМТ-110 производится переменным током от шин собственных нужд.

Преобразование в постоянное напряжение проводится выпрямителями. Выпрямитель преобразует переменное трехфазное напряжение питающей сети в постоянное выходное напряжение. Силовой блок выпрямителя функционально состоит из низкочастотного трехфазного выпрямителя, сглаживающего фильтра, инвертора, трансформатора, выходного высокочастотного выпрямителя и выходного LC фильтра. Шкаф ШУОТ изображен на рисунке 3.



Рисунок 3 - Шкаф ШУОТ

На лицевой панели шкафа установлены стрелочные приборы, отображающие состояние шкафа, указывающий выходное напряжение и блок контроллера, позволяющий контролировать параметры АБ, параметры выпрямителей, состояние автоматов и предохранителей, сопротивление изоляции сети.

3.6 Расчет релейной защиты трансформаторов ГПП

Для трансформаторов должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

- многофазных замыканий в обмотках и на выводах, присоединенных к сети глухозаземленной нейтралью;

- витковых замыканий в обмотках;

- токов в обмотках обусловленных внешним короткими замыканиями;

- токов в обмотках, обусловленных перегрузкой;

- понижений уровня масла;

- однофазных замыканий на землю в сетях 10 кВ и изолированной нейтралью.

3.7 Расчет токов замыканий для цепей релейной защиты

При расчетах релейной защиты промышленных установок, связанных с выбором уставок срабатывания и проверкой чувствительности, в качестве исходных используют результаты расчетов начального действующего значения периодической составляющей ток КЗ.

При выборе расчетных режимов и мест (точек) повреждений необходимо учитывать, что для выбора уставок срабатывания токовых отсечек и дифференциальных токовых защит, необходимо знать максимальное значение тока в месте установки защиты, а для проверки чувствительности защит требуется рассчитать наименьшее значение тока в реле защиты при КЗ в конце её зоны действия и в зоне резервирования.

Расчеты тока КЗ целесообразно производить, принимая за основную сторону ВН трансформатора.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 11.1 - Расчетная схема и схема замещения

Подпитка места КЗ электродвигателей не учитывается.

Расчет токов КЗ производится в именованных единицах.

Сопротивления:

1) Питающей системы:

Ом. (11.1)

2) ВЛ 110 кВ

.(11.2)

3) Трансформатора ГПП при крайних положениях регулятора РПН (в Омах):

;

;

о.е;

;

;

;(11.3)

;

;(11.4)

.



4) Суммарное сопротивление до точки К2:

;

;

;

.

5) Токи короткого замыкания:

;(11.5)

;(11.6)

;(11.7)

;

;

.

3.8 Расчет дифференциальной защиты

Так как для трансформаторов большой мощности простая дифференциальная защита обычно оказывается нечувствительной, в качестве основной быстродействующей защиты трансформатора применяем дифференциальную защиту выполненную на терминале «Сириус-3Т».

Функции защиты, выполняемые устройством:

1. двухступенчатая дифференциальная токовая защита (ДЗТ) трансформатора (токовая отсечка и защита с торможением от сквозного тока и отстройкой от бросков тока намагничивания);

2. двухступенчатая максимальная токовая защита (МТЗ) высшей стороны трансформатора с возможностью комбинированного пуска по напряжению от стороны низшего напряжения (по дискретному входу). Предусмотрен автоматический ввод ускорения при включении выключателя ВН;

3. одна ступень МТЗ низшей стороны трансформатора с возможностью комбинированного пуска по напряжению от стороны низшего напряжения (по дискретному входу). Действие на отдельное реле МТЗ-НН и на общие реле отключения с разными временами. Предусмотрен автоматический ввод ускорения при включении выключателя НН;

4. защита от перегрузки с действием на сигнализацию.

Функции автоматики и сигнализации, выполняемые устройством:

1. управление схемой обдува по двум критериям - ток нагрузки и сигналы от датчиков температуры;

2. выдача сигнала блокировки РПН при повышении тока нагрузки выше допустимого;

3. возможность подключения внешних защит, например, газовой защиты трансформатора;

4. формирование сигнала устройством резервирования отказов выключателя (УРОВ) при отказах своего выключателя и исполнение входного сигнала УРОВ при отказах нижестоящих выключателей;

5. контроль наличия питания терминала и его работоспособности;

6. контроль небаланса в плечах дифференциальной токовой защиты с действием на сигнализацию.

Устройство периодически измеряет мгновенные значения вторичных токов двух сторон трансформатора с помощью АЦП. При измерениях осуществляется компенсация апериодической составляющей, а также фильтрация высших гармоник выходных сигналов. На основе снятых значений вычисляются дифференциальные и тормозные токи трех фаз.

Внешний вид и расположение элементов управления и индикации на передней панели устройства «Сириус-Т» показаны на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 - Расположение элементов управления и индикации на передней панели устройства «Сириус-Т»

Трансформатор ТДН-25000/110/10. Номинальная мощность МВА.

Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, соответствующий его номинальной мощности I_ном (А), вычисляют по формуле:

;

А;

А.

Коэффициент схемы включения реле защиты:

К_сх = - на стороне ВН

К_сх = 1 - на стороне НН

Расчетный коэффициент трансформации трансформаторов тока, К_т.расч, о.е, вычисляется по формуле:

где I_ном.тт - номинальный вторичный ток трансформаторов тока;

.

Принятый коэффициент трансформации трансформаторов тока

К_т.вн = 250 / 5

К_т.нн = 1600 / 5

3.10 Дифференциальная отсечка

Уставки дифференциальной отсечки для терминала «Сириус-Т3» выбираются по выражению:

I_диф/I_ном> К_отс ^. К_н6 ^. I_{к.з.макс.вн*}, (11.8)

где К_отс - коэффициент отстройки равен 1,2 [11];

К_нб - коэффициент небаланса равен 0,7 так как у трансформаторов тока вторичный ток равен 5А.

Iк.з.макс.вн^* - максимальный сквозной ток короткого замыкания проходящий по стороне ВН при к.з. на стороне НН равен:

I_{к.з.макс.вн*} = I_п.о.2⁽³⁾ /n_т , (11.9)

где I_п.о.2⁽³⁾ - ток трехфазного короткого замыкания на стороне НН равен

12650 А пункт 8;

n_т- коэффициент трансформации трансформатора равен:

U_вн/U_нн = 115/10= 11,5;

I_{к.з.макс.вн*} = 12650 /11,5= 1100 А.

Для трансформатора производим отстройку от срабатывания при КЗ на стороне НН:

I_{к.з.макс.вн*} = 1100 / 217 = 5,07;

I_диф/I_ном> 1,2 ^. 0,7 ^. 10,57 =4,26.

3.11 Дифференциальная токовая защита

Выбор уставок чувствительной ступени дифференциальной защиты терминала «Сириус-Т3». Следует учесть другой принцип формирования тормозного тока - с применением направленного торможения.

Выбору подлежат:

I _д1/I_ном - базовая уставка ступени;

К_торм- коэффициент торможения (наклон тормозной характеристики на втором ее участке);

I _{т 2}/I_ном - вторая точка излома тормозной характеристики;

I_дг2/I_дг1 - уставка блокировки от второй гармоники.

Базовая уставка I_д1/I_ном определяет чувствительность рассматриваемой ступени защиты. Следует иметь уставку в пределах (0,3 - 0,5) для обеспечения чувствительности к межкатушечным замыканиям в любых обмотках.

Коэффициент торможения должен обеспечить несрабатывание ступени при сквозных токах, соответствующих второму участку тормозной характеристики (примерно от 1,0 до 3,0 I_ном).

Расчетный ток небаланса, порождаемый сквозным током, определяется выражением и состоит из трех составляющих:

I _{нб.расч.} = (К_пер^.К_одн ^.е + ДU_pпн +Дf _добав) ^. I_скв . (11.10)

В первом слагаемом (обусловленным погрешностями трансформаторов тока):

К_пер - коэффициент, учитывающий переходный режим 2,0;

К_одн - коэффициент однотипности трансформаторов тока 1,0 ;

е - относительное значение полной погрешности трансформаторов тока в установившемся режиме равен 0,1.

Второе слагаемое обусловлено наличием РПН. Рекомендуется считать ДU_рпн равным полному размаху РПН так как расчеты по пункту 1 велись по полному диапазону регулирования. Действие автоматической подстройки создаст дополнительный запас по отстроенности от тока небаланса.

Третье слагаемое обусловлено неточностью задания номинальных токов сторон ВН и НН - округлением при установке, а также некоторыми метрологическими погрешностями, вносимыми элементами устройства. Расчетное значение можно принимать Дf _добав = 0,04.

Для надежной отстройки от тока небаланса, следует учесть коэффициент отстройки К_отс , который следует принимать равным 1,3.

Если по защищаемому трансформатору проходит сквозной ток I_скв,А, он может вызвать дифференциальный ток:

I_диф= К_отс ^. (К_пер ^.К_одн ^.Е + ДU_рпн + Дf _добав) ^. I_скв; (11.11)

I_диф= 1,3 ^. (2 ^.1 ^.0,1+ 0,13 +0,04) ^. 2749,28 = 763А.

В терминале «Сириус-Т3» дифференциальный ток равен геометрической сумме трех токов, подходящих с трех сторон трансформатора:

I_диф=/I₁' + I₂' + I₃'/, (11.12)

Значок “штрих” подчеркивает, что все токи взяты на входе дифференциальной цепи, то есть с учетом масштабирования в измерительных и цифровых трансформаторах тока и выравнивания вторичных токов. В сущности это соответствует приведению всех первичных токов к одной ступени напряжения.

Для формирования тормозного тока вначале из токов трех сторон выбираем наибольший по модулю:

I_T1=MAX(I₁',I₂',I₃') . (11.13)

Рассчитываем второй ток:

I_T2= I_диф- I_T1. (11.14)

Рассчитываем угол ц:

ц = arg(I_T1;-I_T2). (11.15)

После этого получаем тормозной ток по следующим выражениям:

cosц > 0 I_T= vI₁ I₂ cosц, cos ц ? 0; I_T =0. (11.16)

Так как расчет токов короткого замыкания проводился без учета активного сопротивления цепи, то , cos 180⁰ = -1< 0 то I_T =0.

Если при внешнем КЗ со сквозным током I_скв , А, дифференциальный ток образовался из за погрешности в трансформации наибольшего из токов I_T1, то тормозной ток равен:

I_T = I_скв ^. v1-(К_пер ^.К_одн ^.Е + ДU_рпн + Дf _добав) ; (11.17)

I_T = 2749,28 ^. v1-(2 ^.1 ^.0,1 + 0,13 + 0,04) = 2182,2А.

Коэффициент снижения тормозного тока равен:

К_снт = I_т/I_скв= v1-(К_пер ^.К_одн ^.Е + ДU_рпн + Дf _добав) ; (11.18)

К_снт = v1-(2 ^.1 ^.0,1 + 0,13 + 0,04) = 0,8

Чтобы реле не сработало, коэффициент торможения К_т в процентах должен определяться по выражению:

К_торм = 100 ^.К_отс ^. (К_пер ^.К_одн ^.Е + ДU_рпн + Дf _добав)/ К_снт; (11.19)

К_торм = 100 ^. 1,3^. (2 ^.1 ^.0,1 + 0,13 + 0,04)/ 0,8= 60%.

Вторую точку излома тормозной характеристики рекомендуется выбирать из I_т2/I_ном = 1,5ч2.

Первая точка излома тормозной характеристики вычисляется в реле автоматически по выражению:

I_т1/I_ном = (I_д1/I_ном) ^.100/К_торм . (11.20)

I_т1/I_ном = 0,3^.100/60 = 0,5.

Уставка блокировки от второй гармоники I_дг2/I_дг1 на основании опыта фирм, давно использующих такие защиты, рекомендуется на уровне 12-15%.

I_дг2/I_дг1 = 0,15.

Рассчитаем коэффициент чувствительности для рассматриваемой сети.

Первичный ток срабатывания защиты при отсутствии торможения:

I_сз.= I_ном ^. (I _д1/I_ном )= 125,5^.0,3 = 37,6 А.

При проверке чувствительности защиты учитываем, что благодаря направленности торможения при внутренних КЗ тормозной ток отсутствует.

Чувствительность при двухфазном КЗ на стороне НН:

К_ч= I_{к.з.макс.вн*} /I_сз.= 0,87^.2749,28 /37,6 = 63,6.

Тормозная характеристика приведена на рисунке 11.2.

Рисунок 11.2 - Тормозная характеристика дифференциальной токовой защиты

3.12 Сигнализация небаланса в плечах дифференциальной защиты

Уставка по току выбирается меньше, чем минимальная уставка чувствительной второй ступени I _д1/I_ном , а уставка по времени порядка нескольких секунд, что позволяет выявлять неисправности в токовых цепях дифференциальной защиты.

Рекомендуемые значения уставок: I _д1/I_ном = 0,1; T = 10 с .

I_сс.= 125,5^.0,1 = 12,5 А

3.12 Контроль перегрузки

Перегрузка двухобмоточного трансформатора контролируется в

«Сириус-3Т» на всех сторонах напряжения.

Уставка сигнала перегрузки принимается равной:

I_с.з.= K_отс ^.I_ном / К_в, (11.21)



где K_отс -коэффициент отстройки 1,05 ;

К_в -коэффициент возврата в данном устройстве равен 0,95 .

Номинальный ток I_ном , А, рекомендует определять с учетом возможности увеличения его на 5% при регулировании напряжения .

Для трансформатора мощностью 25 МВА номинальные вторичные токи на среднем ответвлении на сторонах ВН и НН равны 3,3 и 2,5 А.

Расчетные значения уставки перегрузки равны:

а) сторона ВН:

I_ВН= 1,05^.1,05^.3,3 / 0,95 = 3,83 А.

в) сторона НН:

I_НН= 1,05^.1,05^.2,5 / 0,95 = 2,9 А.

Таблица 8.1 - Технические характеристики устройства «Сириус-Т» для исполнения 5 А

Наименование параметра	Значение
1	2
Входные аналоговые сигналы
Число входов по току	6
Номинальный ток фаз (IA, IB, IC), А	5
Максимальный контролируемый диапазон токов, А	0,2 - 200
Рабочий диапазон токов, А	1,0 - 200
Основная относительная погрешность измерения токов в фазах, %	± 3
Термическая стойкость токовых цепей, А, не менее: длительно кратковременно (2 с)	15 200
Частота переменного тока, Гц	50 ± 0,5
Потребляемая мощность входных цепей для фазных токов в номинальном режиме (I = 5 А), В·А, не более:	0,5
Выходные дискретные сигналы постоянного тока (220/110 В)
Число входов	19
Входной ток, мА, не более	20
Напряжение надёжного срабатывания, В (исполнение 220 В) (исполнение 110 В)	150 - 264 75 - 132
Напряжение надёжного несрабатывания, В (исполнение 220 В) (исполнение 110 В)	0 - 120 0 - 60
Длительность сигнала, мс, не менее	20
Выходные дискретные сигналы управления (220 В)
Количество выходных реле	12
Коммутируемое напряжение переменного тока или постоянного тока, В, не более	264
Коммутируемый постоянный ток замыкания/размыкания при активно-индуктивной нагрузке с постоянной времени L/R = 50 мс, А, не более	5 / 0,15
Коммутируемый переменный ток замыкания/размыкания, А, не более	5 / 5
Выходной дискретный сигнал «Отказ»
Тип контакта	нормально замкнутый

Релейная защита отходящих присоединений выполнена микропроцессорными устройствами релейной защиты производства НТЦ «Механотроника» следующих типов:

- на присоединениях отходящих линий БМРЗ-52-2-3-02;

- на присоединениях секционных выключателей - БMP3-152-2-CB-01;

- на присоединениях питающих фидеров 1 и 2 секций сборных шин БMP3-152-2-BB-01;

Устройства БМРЗ позволяют реализовать следующие виды защит и автоматики:

- токовые защиты

- защиты шин

- УРОВ - устройство резервирования отказа выключателя;

- Сигнализация ОЗЗ - однофазное замыкание на землю;

- ЗМН - защита минимального напряжения;

- АЧР - частотная разгрузка;

- АПВ - автоматика повторного включения;

- ЗДЗ - защита дуговых замыканий;

- АВР - автоматический ввод резерва ввод резерва.

Каждый терминал БМРЗ - выполняет следующие функции релейной защит, автоматики и управления:

- МТЗ;

- ЗДЗ для 1 и 2 сек.;

- АВР для 1 и 2 сек.;

- УРОВ;

- ЛЗШ для 1 и 2 сек.;

- контроль;

- управление.

Для блоков управления реализована на базе оптических датчиков и регистраторов дуговых событий ДУГА-0. Дуговая защита реализована таким образом что бы отключать только то присоединение, на котором зафиксировано дуговое замыкание. Контроль дуговых замыканий во избежание ошибочного срабатывания совмещен с контролем по току.

Быстродействующая селективная световая дуговая защита типа Дуга-О является основной защитой ячеек 1 и 2 сек. 10кВ от междуфазных коротких замыканий с образованием дуги рисунок 1.



Рисунок 1 - Регистратор дуговых замыканий ДУГА-О

Защита реагирует на световое излучение, возникающее при открытых междуфазных дуговых замыканиях, и протекании тока К.З. через трансформатор тока (эти два условия обязательны) и отключает без выдержки времени свой выключатель при дуге в кабельном отсеке или все питающие выключатели на секции при дуге в отсеке выключателя, включенные в момент короткого замыкания.

Каждая секция шин 10кВ оборудована отдельной дуговой защитой на присоединениях, имеющих вакуумные выключатели.

При возникновении дуги в отсеке выключателя, отходящего фидера, с подтверждением МТЗ на питающем фидере отключаются все питающие секцию фидера, при этом на терминале БМРЗ питающих фидеров высвечивается светодиод: «ЗДЗ».

АВР выполнен на ВВ ШМ 1 и 2 секции сборных шин ЦРП- литейного производства, ключи АВР расположены на дверцах релейных отсеков.

Пуск АВР 10кВ происходит при исчезновении напряжения на секции, начиная отсчет времени с момента исчезновения напряжения. Если в течении заданного времени, напряжение на секции не появляется, и отсутствуют причины, блокирующие работу АВР, то по истечении заданного времени, отключается рабочий ввод и после проверки схемой АВР его отключенного положения, включается выключатель резервного ввода ВВ ШМ 1-2 секции. АВР должен выводиться перед операциями с любыми выключателями (вводными, секционным, отходящих линий) по их включению, на время операции. После окончания операции, АВР должен вводиться. АВР должен быть выведен перед операциями с выкатанными элементами на секции по перемещению тележки из рабочего в любое другое, и вводиться по окончании операций в рабочее положение. Ключ управления АВР показан на рисунке 2.

Рисунок 2 - Ввод и вывод АВР

Терминал управления БМРЗ размещается на крышке релейного отсека так там размещены приборы учета, сигнальные лампы устройства управления выключателем.

МТЗ от междуфазных замыканий, выполнена с независимой от тока выдержкой времени. МТЗ является ненаправленной и без вольт метровой блокировки. МТЗ имеет функцию ускорения срабатывания при включении на К.З., т.е. при любом включении выключателя терминал защиты автоматически обнуляет выдержку времени МТЗ на время включения до нормального замыкания контактов выключателя. Если во время включения ток через выключатель будет равен току срабатывания МТЗ, то МТЗ работает без выдержки времени давая сигнал на отключение выключателя. Если при включении выключателя тока через него не будет или он будет меньше тока МТЗ, то после включения выключателя, микроэлектроника сама вводит заданную выдержку времени. Срабатывание МТЗ фиксируется загоранием красного светодиода на терминалах БМРЗ «МТЗ». Нормально светодиод погашен. Если при включении выключателя произойдет срабатывание МТЗ, то отключение выключателя произойдет с ускорением и загорятся два светодиода - «МТЗ» и «Ускорение».

При неисправности цепей управления выключателя, неисправности блока управления или при отключении автоматов питания в блоке БМРЗ-срабатывает предупредительная сигнализация неисправности цепей управления. На двери релейного шкафа загорается лампа НLY «Вызов». На дверцах релейных шкафов ячеек 1 и 2 секции смонтированы сигнальные лампы положения выключателя:

- красная - выключатель включён главные контакты выключателя замкнуты;

- зелёная - выключатель отключён главные контакты выключателя разомкнуты.

Измерение и учет электроэнергии

Система учета и измерений определяется схемой электроснабжения предприятия, характером присоединенных потребителей и схемой коммутации.

Система учета на промышленных предприятиях должна давать возможность:

1) определения количества энергии, полученной от энергосистемы;

2) производства внутризаводского межцехового расчета за электроэнергию, израсходованную различными хозрасчетными потребителями предприятия;

3) установления, уточнения и контроля удельных норм расхода электроэнергии на единицу продукции;

4) контроля потребления и выработки реактивной мощности по всему предприятию в целом и по отдельным потребителям.

Учёт электроэнергии разделяется на расчётный и технический (контрольный). Первый служит для расчётов предприятия с энергоснабжающей организацией, второй - для осуществления хозрасчёта и контроля расходования электроэнергии внутри предприятия.

Счётчики для расчёта энергоснабжающей организации с потребителями электроэнергии устанавливаются на границе раздела сети (по балансовой принадлежности) энергоснабжающей организации и потребителя.

Расчётные счётчики активной электроэнергии на подстанции, принадлежащей потребителю, должны устанавливаться:

1) на вводе (приёмном конце) линии электропередачи в подстанцию потребителя при отсутствии электрической связи с другой подстанцией энергосистемы или другого потребителя на питающем напряжении, в случае, когда трансформаторы тока на электростанциях и подстанциях, выбранные по току короткого замыкания или по характеристикам дифференциальной защиты шин, не обеспечивают требуемой точности учёта электроэнергии;

2) на стороне высшего напряжения трансформаторов подстанции потребителя при наличии электрической связи с другой подстанцией энергосистемы или наличии другого потребителя на питающем напряжении.

Счётчики реактивной электроэнергии должны устанавливаться на тех же элементах схемы, на которых установлены счётчики активной электроэнергии для потребителей, рассчитывающихся за электроэнергию с учётом разрешённой к использованию реактивной мощности.

Каждый установленный расчётный счётчик должен иметь на винтах, крепящих кожух счётчика, пломбы с клеймом госповерителя, а на зажимной крышке - пломбу энергоснабжающей организации. Учёт активной и реактивной электроэнергии трёхфазного тока должен производиться с помощью трёхфазных счётчиков. Допустимый класс точности расчётных счётчиков активной электроэнергии для трансформаторов ГПП 25 МВА - 0,5S. Класс счётчиков реактивной электроэнергии должен выбираться на одну ступень ниже класса точности счётчиков активной энергии. Класс точности трансформаторов тока и напряжения для присоединения расчётных счётчиков электроэнергии должен быть не более 0,5. Для присоединения счётчиков технического учёта допускается использование трансформаторов тока класса точности 1,0, а так же встроенных трансформаторов тока класса точности ниже 1,0, если для получения класса точности 1,0 требуется установка дополнительных комплектов трансформаторов тока. Трансформаторы напряжения, используемые для присоединения счётчиков технического учёта, могут иметь класс точности ниже 1,0. Класс точности счётчиков технического учёта активной электроэнергии должен соответствовать 2,0. Класс точности счётчиков технического учёта реактивной электроэнергии допускается выбирать на одну ступень ниже соответствующего класса точности счётчиков технического учёта активной электроэнергии.

На заводе действует двухставочный тариф на электроэнергию с оплатой заявленного по величине максимума нагрузки, совпадающего с максимумом нагрузки энергосистемы. Поэтому на заводе применяются специальные счетчики активной энергии, фиксирующие максимум нагрузки через 30 минут и хранящие данные не менее 90 дней. Они состоят из специального счетчика с профилем мощности. Контрольный учет внутри предприятия отражает отдельно расход электроэнергии на силовую нагрузку и освещение. Поэтому все осветительные линии напряжением 380/220 В оснащены счетчиками активной энергии.

На всех отходящих от ТП линиях устанавливаются счетчики активной энергии. На линиях, питающих ТП, также устанавливаются счетчики активной энергии, как и на всех линиях к электроприёмникам напряжением выше 1000 В. Контрольный учет реактивной энергии осуществляется на всех компенсирующих установках (конденсаторных батареях и синхронных электродвигателях). Учет потребляемой реактивной энергии производится на всех линиях к ТП.

Система измерений должна обеспечивать:

1) правильное и рациональное ведение эксплуатации электрохозяйства промышленного предприятия;

2) контроль установленного режима работы электрооборудования, характера технологического процесса основных агрегатов и качества получаемой электроэнергии;

3) предотвращение преждевременного выхода из строя электрооборудования благодаря своевременному обнаружению отступлений от нормальных условий его работы (перегрузка, перегрев и т.п.);

4) быструю ориентировку обслуживающего персонала при аварийных режимах;

5) контроль за состоянием изоляции в сетях с изолированной нейтралью трёхфазного тока и в сетях постоянного тока.

Средства измерений электрических величин должны удовлетворять следующим требованиям:

1) класс точности измерительных приборов должен быть не хуже 2;

2) классы точности измерительных шунтов, добавочных сопротивлений, трансформаторов и преобразователей должны быть не хуже 0,5, 1,0 и 1,0 соответственно;

3) пределы измерения приборов должны выбираться с учётом возможных длительных отклонений измеряемых величин от номинальных значений;

4) измерительные приборы устанавливаются, как правило, в пунктах, откуда осуществляется управление.

Все линии напряжением до 1000 В и выше на ТП, РП и ГПП снабжены амперметрами. Для синхронных электродвигателей, кроме амперметра в цепи статора, устанавливается амперметр в цепи возбуждения для контроля режима компенсации реактивной нагрузки.

Для контроля напряжения на всех секциях сборных шин устанавливаются вольтметры. В цеховых ТП вольтметры устанавливаются только на шинах вторичного напряжения.

Ваттметры устанавливаются на вводах РП и на выходе трансформаторов ГПП для контроля нагрузки предприятия в целом.

Выбор измерительных приборов

Контроль за режимом работы основного и вспомогательного оборудования на подстанциях осуществляется с помощью контрольно-измерительных приборов.

РУ-10кВ.

Таблица 10.1 - Вторичная нагрузка НАМИ-10-66 на ГПП

Прибор	Тип	Мощн. одной обмотки, ВА	Число обмоток	cosц	sinц	Число приб.	Общ. потребл. мощность
							Р, Вт	Q, Вар	S, ВА
Вольтметр (для измер. междуфазн. напряжен.)	Э-335	2	1	1	0	1	2	-	2
Вольтметр с перекл. (измер.фазн напряжен.)	Э-335	2	1	1	0	1	2	-	2
Счетч.акт. реак. энергии	Меркурий 234 ARTM-00	1,2	3	-	-	4	-	-	18
Итого			22

SВА.

Для соединения трансформатора напряжения с приборами выбираем контрольный кабель КВВГ с жилами сечением 4 мм².



Таблица 10.2 - Вторичная нагрузка ТОЛ-10 на вводе 10кВ

Прибор	Тип	Нагрузка фазы, ВА
		А	В	С
1	2	3	4	5
Амперметр	Э-335	-	0,5	-
Счетч.акт. реак. энергии	Меркурий 234 ARTM-00	0,5	-	0,5
Итого	0,5	0,5	0,5

Наиболее загружены трансформаторы тока фазы А и С.

Общее сопротивление приборов:

; (10.1)

r

Допустимая нагрузка на трансформаторы тока:

; (10.2)

.

Выбираем контрольный кабель КВВГ с жилами сечением 2,5 мм²

Допустимое сопротивление проводов:

Ом, (10.3)

где с=0,0175Ом·м·10^-6 - удельное сопротивление материала провода;

?_расч= ? = 6м - расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока, при включении в полную звезду равная расстоянию до приборов.

r.

Общее сопротивление вторичной нагрузки:

,(10.4)

где r_к=0,05 - переходное сопротивление контактов при количестве подключаемых приборов более трех.

Условие проверки

;

0,11Ом < 0,4Ом.

Таблица 10.3 - Вторичная нагрузка ТОЛ-10 для секционного выключателя

Прибор	Тип	Нагрузка фазы, ВА
		А	В	С
1	2	3	4	5
Амперметр	Э-335	0,5	-	0,5
Итого	0,5	-	0,5

Наиболее загружены трансформаторы тока фазы А и С.

Общее сопротивление приборов:

Ом.

Допустимая нагрузка на трансформаторы тока:

;

Выбираем контрольный кабель КВВГ с жилами сечением 2,5 мм².

Допустимое сопротивление проводов:

,Ом,

где с=0,0175Ом·м·10^-6 - удельное сопротивление материала провода;

? - расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока, при включении в неполную звезду ?=6м.

;

.

Общее сопротивление вторичной нагрузки:

,

где r_к=0,05 - переходное сопротивление контактов при количестве подключаемых приборов менее трех.

Условие проверки

;

0,1< 0,4Ом.

Таблица 10.4 - Вторичная нагрузка ТОЛ-10 на отходящих линиях.

Прибор	Тип	Нагрузка фазы, ВА
		А	В	С
1	2	3	4	5
Амперметр	Э-335	0,5	-	0,5
Счетч.акт. реак. энергии	Меркурий 234 ARTM-00	0,5	-	0,5
Итого	1	-	1

Наиболее загружены трансформаторы тока фазы А и С.

Общее сопротивление приборов:

Ом.

Допустимая нагрузка на трансформаторы тока:

.

Выбираем контрольный кабель КВВГ с жилами сечением 2,5 мм².

Допустимое сопротивление проводов:

,Ом,

где с=0,0175Ом·м·10^-6- удельное сопротивление материала провода;

- расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока, при включении в неполную звезду и ?=6м.

.

Общее сопротивление вторичной нагрузки:

.

Условие проверки ;

0,11< 0,4Ом.

Размещено на Allbest.ru

...