Реконструкция КТП 10/0,4 кВ
Расчет проекта электроснабжения, токов короткого замыкания. Выбор и проверка коммутационного оборудования. Параметры заземляющего устройства КТП – 10/0,4 кВ. Анализ видов защит от дуговых замыканий, технико-экономическое обоснование его реконструкции.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 07.04.2024 |
Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Введение
- 1 Технологическая часть
- 1.1 Обоснование актуальности выполняемой работы
- 1.2 Расчет проекта электроснабжения
- 1.3 Расчет токов короткого замыкания
- 2 Конструкторская часть
- 2.1 Выбор и проверка коммутационного оборудования
- 2.2 Расчёт заземляющего устройства КТП - 10/0,4 кВ
- 3. Специальная часть
- 3.1 Анализ видов защит от дуговых замыканий
- 3.2 Технико-экономическое обоснование реконструкции КТП-10/0,4 кВ
- 3.3 Охрана труда и защита окружающей среды
- Заключение
- Список использованных источников
Введение
Электроэнергетика России сегодня - это единая энергетическая система, которая представляет собой постоянно развивающаяся комплекс, объединенный общим режимом работы и едином централизованным диспетчерским и автоматическим управлением. По своим масштабам единая энергетическая система России является крупнейшей в мире, а по мощности сопоставимая с западноевропейским энергетическим объединением.
С каждым годом всё острее становится одной из первоочередных проблем энергетики - проблемы надежности электрических станций, и подстанций, линий электропередачи, электрических сетей и систем.
Для повышения надежности на подстанциях выполняется замена морально и физически устаревшего оборудования на оборудование более современное и надежное, отвечающее требованиям совершенствования электрических сетей. В большой степени, помогает решить эту проблему реконструкция объектов энергетики.
Реконструкция - это комплекс работ по восстановлению (замене) или обновлению устаревшего оборудования с целью улучшения технических показателей его использования в новых условиях и улучшения условий труда работников.
Задачей реконструкции является замена устаревшего электрооборудования подстанции на другую новую модель, с улучшенными характеристиками.
В результате предложенной реконструкции электрооборудования комплектной трансформаторной подстанции получит такие свойства как: уменьшение сроков ремонтных работ, работ по обслуживанию электрооборудования, а также лучшую защиту от перебоев электроэнергии.
1. Технологическая часть
1.1 Обоснование актуальности выполняемой работы
В условиях динамичного развития экономики, все большее внимание уделяется бесперебойности электрообеспечения потребителей и энергоэффективности систем электроснабжения. Однако большая часть электроэнергетического оборудования распределительных сетей, уже выработала свой ресурс. При эксплуатации изношенного оборудования возникают большие расходы на поддержание его работоспособности.
Строительство новой подстанции требует больших затрат и бывает проблематичным в условиях плотной застройки городов, а реконструкция подстанции при гораздо меньших расходах позволяет обеспечить эффективную и надежную работу. Реконструкция трансформаторной подстанции это оптимальное решение в ситуациях, когда её техническое оснащение морально и физически устарело, подверглось ощутимому износу или не справляется с выросшими в современных условиях объёмами энергопотребления. Реконструкция помогает избежать проблем в работе подстанции, перебоев с энергоснабжением и аварий, которые часто случаются при эксплуатации старого или неисправного оборудования.
Целью выпускной квалификационной работы является реконструкция КТП 10/0,4 кВ в г. Михайловка Волгоградской области. Для этого в работе должны быть выполнены следующие задачи:
- Произведен выбор числа и мощности силовых трансформаторов;
- Выбрана компоновка трансформаторной подстанции;
- Рассчитаны токи короткого замыкания;
- Выбрано коммутационное оборудование и аппараты;
- Произведен расчет заземляющего устройства КТП.
Так же в выпускной квалификационной работе должен быть произведен анализ видов защит от дуговых замыканий, произведено технико-экономическое обоснование принимаемых решений, рассмотрены вопросы охраны труда, пожарной безопасности и защиты окружающей среды.
1.2 Расчет проекта электроснабжения
Характеристика объекта реконструкции
КТП-87 10/0,4 кВ находится в городе Михайловка Волгоградской области. Данная КТП проходного типа, через которою получают питание шесть КТП, суммарной номинальной мощностью S?ТП=1410 кВА. Питания по нормальной схеме осуществляется от ВЛ-10 кВ №23 ПС 110 кВ Михайловская.
По исходным данным от КТП-87 отходит две ВЛ - 0,4 кВ питающие бытовых потребителей в городе Михайловка по улице Краснофлотской и улице Свободы.
Расчетная активная мощность составляет Pр = 200 кВт. Ток короткого замыкания в ячейке 10 кВ питающей линии равен . Длинна линии 10 кВ №23 от ПС Михайловская до КТП-87 составляет 2,32 км, и выполнена проводом марки А-95. Почва - суглинок.
Выбор числа и мощности силовых трансформаторов
Выбор числа и мощности силовых трансформаторов, установленных в КТП, должен быть технически и экономически обоснован.
Так как КТП питает только бытовых потребителей, относящихся к третьей категорией по надежности электроснабжения, то количество трансформаторов принимаем равное одному.
Расчетная полная мощность, кВА:
где Pр - расчетная активная мощность, кВт;
соsц - принимаем равным 0,86 для потребителей третьей категории.
Расчетная полная мощность трансформатора КТП, кВА:
где N - количество трансформаторов, шт.
Исходя из условия выбора трансформатора, кВА:
Sном.т ? Sт, (1.3)
где Sном.т - номинальная мощность трансформатора, кВА.
Принят трансформатор ближайшей большей номинальной мощности ТМГ-250/10 УХЛ1.
250 кВА ? 246,6 кВА.
Условие выполняется.
Структура условного обозначения:
Т - Трансформатор трехфазный;
М - Охлаждение масленое с естественной циркуляцией воздуха и масла;
Г - Герметичный;
250 - Номинальная мощность, кВА;
10 - Класс напряжения, кВ;
УХЛ - Изделие для эксплуатации в умеренно холодном климате;
1 - Категория размещения на открытом воздухе.
Таблица 1. Характеристики выбранного трансформатора
Тип трансформатора |
Sном, кВА |
Uном, кВ обмоток |
uк, % |
Pк, кВт |
Pх, кВт |
Iх, % |
||
ВН |
НН |
|||||||
ТМГ |
250 |
10 |
0,4 |
4,5 |
3,7 |
0,57 |
2,3 |
Расчет полной мощности на высокой стороне трансформатора
Потери активной мощности в трансформаторе, кВт:
где Кз - Коэффициент загрузки трансформатора о.е.
Коэффициент загрузки, о.е.:
Потери активной мощности, кВт:
Потери реактивной мощности, кВар:
где Sном - номинальная мощность трансформатора, кВА;
Iх - ток холостого хода трансформатора,%;
uк - напряжение короткого замыкания,%.
Расчетная активная мощность на высокой стороне трансформатора, кВт:
Расчетная реактивная мощность на высокой стороне трансформатора, кВар:
где Qр - расчетная реактивная мощность, кВар:
где sinц - находим из cosц = 0,86 (для потребителей 3 категории надежности).
Полная расчетная мощность на высокой стороне трансформатора, кВА:
Выбор марки и сечения проводов
Выбор сечения провода на стороне 10 кВ.
Максимальное значение силы тока, А:
где U1 - напряжение на высокой стороне трансформатора, кВ;
S?ТП - суммарная номинальная мощность ТП, подключенных к ВЛ-10 кВ получающих питание, через КТП-87.
Экономическое сечение проводника, мм2:
где jэк - экономическая плотность тока (согласно справочной литературы принимаем jэк =1,3 А/мм2) [1].
Принят провод марки СИП-3 1х95.
Самонесущий изолированный провод (Тип-3) со сталеалюминиевыми жилами, покрытыми изоляцией из светостабилизированного сшитого полиэтилена; номинальное сечения 95 мм2; максимальный допустимый ток Iдл.доп = 370 А.
Выбранный провод проверен по условию нагрева длительно допустимы током, А:
Условие выполняется.
Выбор шин на стороне 0,4 кВ.
Максимальное значение силы тока, А:
где U2 - напряжение на низкой стороне трансформатора, кВ.
Экономическое сечение проводника, мм2:
где jэк - экономическая плотность тока (согласно справочной литературы принимаем jэк =1,3 А/мм2) [1].
Принято прямоугольные алюминиевые шины 50х6 мм2; длительно допустимы ток, .
Проверяем выбранные шины по условия протекания длительно допустимого тока, А:
Условие выполняется.
Компоновка трансформаторной подстанции
Комплектные трансформаторные подстанции киоскового типа относятся к наружному электрораспределительному оборудованию. Они используются для электроснабжения населенных пунктов, производственных предприятий, объектов сельскохозяйственного значения. КТП изготавливаются в прочном металлическом корпусе. В зависимости от характера потребителя и места установки, они могут изготавливаться различных размеров и мощности, а также быть доукомплектованы дополнительными устройствами.
Преимущества КТП заключаются в следующем:
- более дешёвая конструкция в отличии от подстанций сооружаемых с применением кирпича или бетона;
- удобная и экономичная транспортировка и меньшее время монтажа на объекте;
- в отличие от монолитных подстанций, КТП киоскового типа можно перевезти на другой объект;
- полная заводская укомплектованность, и возможность изготовления с учетом специфических требований;
- возможность изготовить КТП различных цветов и с нанесением корпоративных логотипов.
Принято к установке КТП ПВв-250-10/0,4 У3, изготавливаемую заводом ООО «Энергомашсервис».
Структура условного обозначения:
К - комплектная;
Т - трансформаторная;
П - подстанция;
П - проходная;
В-воздушный ввод ВН;
250 - мощность силового трансформатора, кВА;
10 - номинальное напряжение на стороне ВН, кВ;
0,4 - номинальное напряжение на стороне НН, кВ;
У - изделие для эксплуатации в умеренном климате;
3 - эксплуатация в крытых помещениях.
Данная КТП состоит из:
1) распределительного устройства 10 кВ, комплектуемого:
- выключателем нагрузки;
- плавкими предохранителями;
- ограничителями перенапряжения;
- трансформатором напряжения.
2) Отсека силового трансформатора;
3) Распределительного устройства 0,4 кВ, комплектуемого:
- вводным рубильником;
- вводным автоматическим выключателем;
- трансформаторами тока;
- прибором учета электроэнергии;
- автоматическими выключателями и плавкими предохранителями отходящих линий;
- устройствами телесигнализации и телеизмерения.
1.3 Расчет токов короткого замыкания
Короткое замыкание - любое непредусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, либо, в системах с заземленными нейтралями - между одной или несколькими фазами и землей (или нулевым проводом).
К последствиям подобных замыканий можно отнести: резкое возрастание токов в токоведущих частях, как следствие, провал напряжения в схеме, а в некоторых случаях - возникновение электрической дуги, что приводит к повреждению оборудования.
Составляется расчетная схема КТП-87, и отмечаем на ней точки КЗ.
Рисунок 1. Расчетная схема КТП-87
Далее составляем эквивалентную схему замещения КТП-87.
Рисунок 2. Эквивалентная схема замещения КТП-87
Расчет токов короткого замыкания производим в именованных единицах.
Индуктивное сопротивление трансформатора, Ом:
где uк% - напряжение короткого замыкания трансформатора,%;
Uн - номинальное напряжение трансформатора на стороне НН, так как сопротивление трансформатора, учитывается при расчете тока короткого замыкания в точке К-2, кВ;
Sн - номинальная мощность трансформатора, кВА.
Активное сопротивление трансформатора, Ом:
где ДPк.з. - потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт.
Индуктивное сопротивление энергосистемы, Ом:
где Iк(3) - ток короткого замыкания в ячейке 10 кВ питающей линии согласно условиям, кА.
Активное сопротивление линии, Ом:
где L - длинна линии, км;
r0 - активное удельное сопротивление линии, Ом/км.
Индуктивное сопротивление линии, Ом:
где L - длинна линии, км;
x0 - индуктивное удельное сопротивление линии, Ом/км.
Общее сопротивление в точке К1, Ом:
Трехфазный ток короткого замыкания на стороне высокого напряжения, кА:
Приведенные активное и индуктивное сопротивление к точке К2, Ом:
Общее сопротивление в точке K2, Ом:
Трехфазный ток короткого замыкания на низкой стороне, кА:
Ударный ток КЗ в точке К1, кА:
где Kу1 - ударный коэффициент определяется из отношения x/r по справочной литературе [2].
Ударный ток КЗ в точке К2, кА:
где Kу2 - ударный коэффициент определяется из отношения x/r по справочной литературе [2].
В технологической части приведено описание объекта реконструкции. Произведен выбор силового трансформатора КТП-10/0,4 кВ в г. Михайловка, марки и сечения проводников, выполнен расчет полной мощности, на высокой стороне трансформатора. Определена компоновка КТП. Произведен расчет токов короткого замыкания.
2. Конструкторская часть
2.1 Выбор и проверка коммутационного оборудования
Одним из этапов реконструкции КТП-10/0,4 является выбор электрических аппаратов. В ходе реконструкции необходимо осуществить выбор и проверку оборудования.
Выбор и проверка выключателя нагрузки 10 кВ
Выключатели нагрузки (ВН) применяются в присоединениях силовых трансформаторов на стороне высокого напряжения (6-10 кВ) вместо разъединителей или выключателей. Выключатели нагрузки служат для отключения и включения нагрузочных токов в цепи.
Поскольку выключатели нагрузки не предназначены для отключения токов короткого замыкания, функции защитного отключения силового трансформатора, возложены на плавкие предохранители.
Условия выбора выключателя нагрузки:
- по номинальному напряжению, кВ:
где Uном - номинальное напряжение выключателя нагрузки, кВ;
Uуст - номинальное напряжение КТП, кВ.
10 кВ ? 10 кВ.
- по номинальному току, А:
где Iном - номинальный ток выключателя нагрузки, А;
Iрасч - номинальное расчетное значение тока КТП, А:
630 А ? 14,5 А.
- по электродинамической устойчивости, кА:
где Iдин - ток электродинамической стойкости выключателя нагрузки, кА;
iy - ударный ток короткого замыкания, кА.
51 кА ? 5,5 кА.
- по термической устойчивости, кА:
где Iн.тер - ток термической стойкости выключателя нагрузки, кА;
tтер - допустимое время протекания, тока термической стойкости выключателя нагрузки, с;
Bк - тепловой импульс тока КЗ, кА2·с:
где Tа - постоянная затухания апериодической составляющей, с:
Принят к установке: выключатель нагрузки автогазовый типа
ВНА-10/630 У2 с заземляющими ножами.
Структура условного обозначения:
В-выключатель;
Н - нагрузки;
А - автогазовый;
10 - номинальное напряжения сети, кВ;
630 - номинальный ток, А;
У - изделие для эксплуатации в умеренном климате;
2 - размещение под навесом или в помещениях со свободным доступом воздуха.
Таблица 2. Расчетные и каталожные данные выключателя нагрузки
Расчетные данные |
Каталожные данные ВНА-10/630 У2 |
||
Номинальное напряжение, кВ |
10 |
10 |
|
Номинальный ток, А |
14,5 |
630 |
|
Ток электродинамической стойкости, кА |
5,5 |
51 |
|
Ток термической стойкости, кА2с |
5,29 |
20/1 |
Выбор плавких предохранителей 10 кВ
Высоковольтный предохранитель - это устройство служащее для защиты высоковольтного оборудования от токов КЗ и перегрузки. Для защиты силовых трансформаторов приняты токоограничивающие предохранители ПКТ-10.
Они состоят из двух контактов, заменяемого патрона и двух опорных изоляторов. Патрон армирован латунными вставками и изготавливается из фарфора или стекла. Внутри патрона находится плавкий элемент из медной проволоки и кварцевый песок высокой очистки. Также ПКТ-10 имеют указатель срабатывания.
Принцип действия основан на том, что при прохождении по цепи тока короткого замыкания или возникновении перенапряжения, плавкая вставка плавится от возникающей высокой температуры.
Условия выбора:
- по номинальному напряжению, кВ:
где Uном - номинальное напряжение предохранителя, кВ;
Uуст - номинальное напряжения КТП, кВ.
10 кВ ? 10 кВ.
- по номинальному току, А:
где Iном - номинальный ток плавкой вставки предохранителя, А;
Iном.тр - номинальный ток силового трансформатора, А:
31,5 А ? 14,5 А.
- по номинальному току отключения (току отсечки), кА:
где Iном.о - номинальный ток отключения предохранителя (ток отсечки), кА;
Iкз(3) - ток трехфазного КЗ на стороне ВН трансформатора, кА.
31,5 кА ? 2,73 кА.
Приняты к установке ПКТ 101-10-31,5-31,5 У3.
Структура условного обозначения:
П - предохранитель;
К - с кварцевым наполнителем;
Т - для силовых трансформаторов;
1 - однополюсный;
01 - конструктивное исполнение;
10 - номинальное напряжения, кВ;
31,5 - номинальный ток, А;
31,5 - ток отсечки, кА;
У - изделие для эксплуатации в умеренном климате;
3 - эксплуатация в крытых помещениях.
Таблица 3. Расчетные и каталожные данные высоковольтных предохранителей
Расчетные данные |
Каталожные данные ПКТ 101-10-31,5-31,5 У3 |
||
Номинальное напряжение, кВ |
10 |
10 |
|
Номинальный ток, А |
14,5 |
31,5 |
|
Номинальный ток отключения (ток отсечки), кА |
2,73 |
31,5 |
Выбор ОПН-10 кВ
Ограничители перенапряжений нелинейные предназначены для защиты электрооборудования среднего класса напряжения от грозовых и коммутационных перенапряжений. В отличии от устаревших вентильных разрядников, в них отсутствуют искровые промежутки, а присутствуют один или несколько модулей содержащих варисторы. Корпус выполнен из полимера или фарфора. По сравнению с обычными вентильными разрядниками, являются наиболее эффетивными.
Условия выбора ОПН:
- по номинальному напряжению, кВ:
где Uном - номинальное напряжение ОПН, кВ;
Uуст - номинальное напряжения сети, кВ.
10 кВ ? 10 кВ.
- по наибольшему рабочему напряжению, кВ:
где Uн.д. - наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ОПН, кВ;
Uн.р. - наибольшее рабочее напряжение сети, кВ.
11,5 кВ ? 11 кВ.
- по току короткого замыкания, кА:
где Iкз.д - ток взрывобезопасности ОПН, кА;
Iк.з - ток короткого замыкания в месте установки ОПН, кА.
20 кА ? 2,73 кА.
Принят к установке ОПН-КР/TEL - 10/11,5УХЛ2.
Применяется для внутренней установки в условиях умеренного и холодного климата при температуре воздуха от -60 0С до +45 0С на высоте не более 1 км над уровнем моря.
ОПН-КР/TEL-10/11,5УХЛ2 выдерживает механическую нагрузку до 300 Н от тяжения.
Рабочее положение под различным углом к горизонтальной плоскости.
Структура условного обозначения:
О - ограничитель;
П - перенапряжения;
Н - нелинейный;
КР - индекс типа;
TEL - торговая марка;
10 - класс напряжения, кВ;
11,5 - наибольшее длительно допустимое напряжение, кВ;
УХЛ - Изделие для эксплуатации в умеренно холодном климате;
2 - размещение под навесом или в помещениях со свободным доступом воздуха.
Таблица 4. Расчетные и каталожные данные ОПН-10
Расчетные данные |
Каталожные данные ОПН-КР/TEL-10/11,5УХЛ2 |
||
Номинальное напряжение, кВ |
10 |
10 |
|
Наибольшее рабочее напряжение, кВ |
11 |
11,5 |
|
Ток короткого замыкания, кА |
2,73 |
20 |
Выбор вводного рубильника 0,4 кВ
Рубильник это коммутационный аппарат с ручным приводом и ножевыми контактами выполненными из металла, применяемые в электрических цепях, для их включения и отключения.
Вводной рубильник КТП служит для создания видимого разрыва в цепи 0,4 кВ.
Условия выбора вводного рубильника:
- по номинальному напряжению, В:
где Uном - номинальное напряжение рубильника, В;
Uуст - номинальное напряжения сети, В.
660 В ? 400 В.
- по номинальному току, А:
где Iном - номинальный ток рубильника, А;
Iр - максимальный рабочий ток, А:
400 А ? 361,2 А.
Принят к установке: РБ-4Л-400А УХЛ3.
Структура условного обозначения:
Р - рубильник;
Б - боковая рукоять;
Л - левый привод;
4 400 - номинальный ток, А;
УХЛ - изделие для эксплуатации в умеренно холодном климате;
3 - эксплуатация в крытых помещениях.
Таблица 5 Расчетные и каталожные данные вводного рубильника
Расчетные данные |
Каталожные данные РБ-4Л - 400А УХЛ3 |
||
Номинальное напряжение, В |
400 |
660 |
|
Номинальный ток, А |
361,2 |
400 |
Выбор вводного автоматического выключателя 0,4 кВ
Автоматические выключатели предназначены для автоматического отключения электрических цепей при коротких замыканиях или режимах перегрузки, а также для нечастого включения и отключения токов нагрузки.
В автоматических выключателях нет, какой либо специальной среды для гашения дуги возникающей при разрыве цепи.
Преимущества по сравнению с плавкими предохранителями заключается в следующем:
- совмещения функций отключения и включения с защитой электрической цепи;
- многократность действий;
- наибольшая отключающая способность по сравнению с предохранителями;
- более точные защитные характеристики.
Условия выбора автоматического выключателя:
- номинальному напряжению, В, формула 2.15:
400 В ? 400 В.
- по максимальному номинальному току автоматического выключателя, А, формула 2.16:
800 А ? 361,2 А.
- по номинальному току теплового расцепителя, А:
где Iт.р. - номинальный ток теплового расцепителя, А;
Iр - максимальный рабочий ток, А.
.
- по предельной коммутационной стойкости, кА:
где Iпкс - ток предельной коммутационной стойкости, кА;
Iкз.макс. - максимальный ток короткого замыкания, кА.
35 кА ? 7,27 кА.
Принят к установке ВА 88-40 400 А IEK.
Применяется для групповой защиты в жилом строительстве, распределительных пунктах, электроподстанций, производственных корпусов.
Структура условного обозначения:
В-выключатель;
А - автоматический;
88 - серия;
40 - условное обозначения габарита и максимального номинального тока в данном габарите;
400 - номинальный ток расцепителя, А;
IEK - наименование производителя.
Таблица 6. Расчетные и каталожные данные автоматического выключателя
Расчетные данные |
Каталожные данные ВА 88-40 400 А IEK |
||
Номинальное напряжение, В |
400 |
400 |
|
Номинальный максимальный ток, А |
361,2 |
800 |
|
Номинальный ток теплового расцепителя, А |
397,3 |
400 |
|
Ток предельной коммутационной стойкости, кА |
7,27 |
35 |
Выбор автоматических выключателей отходящих линий
КТП-10/0,4 имеет две отходящие линии напряжением 0,4 кВ выполненные проводом СИП-2 4х95.
Согласно условию расчетная мощность каждой ВЛ - 0,4 кВ составляет . Потребители получающие питание по этим ВЛ относятся
к категории бытовых потребителей.
Условия выбора автоматического выключателя:
- по номинальному напряжению, В, формула 2.15:
400 В ? 400 В.
- по максимальному номинальному току автоматического выключателя,
А, формула 2.16:
250 А ? 168,1 А.
- по номинальному току теплового расцепителя, А, формула 2.18:
- по предельной коммутационной стойкости, кА, формула 2.19:
35 кА ? 7,27 кА.
Принят к установке ВА 88-35 200 А.
Структура условного обозначения:
В-выключатель;
А - автоматический;
88 - серия;
35 - условное обозначения габарита и максимального номинального тока в данном габарите;
200 - номинальный ток расцепителя, А.
Таблица 7. Расчетные и каталожные данные автоматического выключателя
Расчетные данные |
Каталожные данные ВА 88-35 200 А IEK |
||
Номинальное напряжение, В |
400 |
400 |
|
Номинальный максимальный ток, А |
168,1 |
250 |
|
Номинальный ток теплового расцепителя, А |
184,9 |
200 |
|
Ток предельной коммутационной стойкости, кА |
7,27 |
35 |
Так как расчетная мощность отходящих линий одинаковая, выбранный автоматический выключатель применяем для обеих ВЛ - 0,4 кВ подключенных к КТП-87, и для двух резервных фидеров 0,4 кВ.
Согласование защит по условию селективности
Для селективной работы аппаратов защиты, необходимо согласовать плавкие предохранители 10 кВ установленные в РУВН КТП-10/0,4 кВ и автоматический выключатель 0,4 кВ установленный в РУНН.
Должно выполняться условие, при котором во время короткого замыкания в начале ВЛ - 0,4 кВ, первым должен отключаться автоматический выключатель, а затем со ступенью выдержки времени, плавкий предохранитель 10 кВ.
Ступень выдержки времени должна составлять Дt = 0,3 с.
По условию селективности должно выполняться следующее выражение, с:
где tав - время срабатывания автоматического выключателя 0,4 кВ, с;
tпр - время срабатывания плавких предохранителей 10 кВ, с;
Дt - минимальная ступень селективности, с.
Определяем время срабатывания автоматического выключателя 0,4 кВ, для этого рассчитаем кратность тока его срабатывания, А:
где Iкз(3) - ток трехфазного КЗ в точке К-2, кА;
In - ток теплового расцепителя автоматического выключателя, А.
По токовременной характеристики автоматического выключателя определяем tав=0,1 с. Время срабатывания предохранителя 10 кВ, должно быть не менее 0,4 с.
Определяем время срабатывания плавкого предохранителя 10 кВ.
Ток короткого замыкания в точке К-2, приведенный к напряжению 10 кВ, А:
где К - коэффициент трансформации, трансформатора ТМГ 250-10/0,4 кВ.
По время токовой характеристики определяем время срабатывания плавкой вставки предохранителя 10 кВ, при токе 290,8 А tпр = 0,5 с.
Подставляем полученные значения времени:
Условие селективности защит выполняется при токе короткого замыкания на стороне 0,4 кВ равного 7,27 кА.
Выбор трансформаторов тока 0,4 кВ
Так как применение трансформаторов тока необходимо для подключения устройств учете электроэнергии, то класс точности ТТ должен быть не ниже 0,5.
Условия выбора трансформаторов тока 0,4 кВ:
- по номинальному напряжению, В, формула 2.15:
660 В ? 400 В.
- по рабочему току, А, формула 2.16:
400 А ? 361,2 А.
- по сопротивлению нагрузки, Ом:
где Zном - сопротивление вторичных цепей, Ом;
Z2 - допустимое значение сопротивления вторичных цепей, Ом.
Приняты к установке трансформаторы тока ТТЭ-60 400/5 0,5s УХЛ4.
Структура условного обозначения:
ТТЭ - серия трансформатора;
60 - модификация;
400 - номинальный первичный ток, А;
5 - номинальный вторичный ток, А;
0,5s - класс точности;
УХЛ - изделие для эксплуатации в умеренно холодном климате;
4 - в закрытом помещении с искусственным регулированием климатических условий.
Проверим трансформатор тока по вторичной нагрузке.
Сопротивление вторичных цепей, Ом:
где Sт - полная мощность трансформатора тока, ВА;
Iном - номинальный вторичный ток ТТ, А.
Сопротивление подключенных приборов, Ом:
где Sприб - полная мощность приборов подключенных к ТТ, ВА.
Допустимое сопротивление проводов, Ом:
где rк - сопротивление контактов (принимаем равное rк = 0,05 Ом).
Допустимое сечение провода, мм2:
где
Принимаем алюминиевый контрольный кабель сечением 2,5 мм2.
Сопротивление провода, Ом:
Расчетная вторичная нагрузка, Ом:
Условие по вторичной нагрузке выполняется.
В таблице 8 приведены расчетные и каталожные данные выбранного трансформатора тока 0,4 кВ ТТЭ-60 400/5 0,5s УХЛ4.
Таблица 8. Расчетные и каталожные данные трансформатора тока 0,4 кВ
Расчетные данные |
Каталожные данныеТТЭ-60 400/5 0,5s УХЛ4 |
||
Номинальное напряжение, В |
400 |
660 |
|
Номинальный рабочий ток, А |
361,2 |
400 |
|
Сопротивление нагрузки, Ом |
0,26 |
0,4 |
Выбор прибора учета электроэнергии
Для учета электроэнергии принимаем к установке счетчик электроэнергии ЦЭ6850М-Ш31.
Данный счетчик предназначен для измерения активной и реактивной электроэнергии, активной, реактивной и полной мощности, среднеквадратического значения напряжения и силы тока по трем фазам в цепях переменного тока, и организации многотарифного учета электроэнергии.
Счетчик электроэнергии обеспечивает учет:
- количества потребленной и отпущенной активной и реактивной электроэнергии нарастающим итогом, суммарно и раздельно по четырем тарифам;
- количества потребленной и отпущенной активной и реактивной электроэнергии в общем регистре, если графики тарификации отсутствуют или заданы пользователем не корректно;
- количества потребленной и отпущенной активной и реактивной электроэнергии нарастающим итогом за каждый месяц. Глубина хранения 24 месяца;
- количества потребленной и отпущенной активной и реактивной электроэнергии нарастающим итогом за каждые сутки. Глубина хранения 45 суток;
- максимальных значений месячных мощностей по четырем тарифам (и в общем регистре). Глубина хранения 24 месяца;
- графиков активных и реактивных мощностей, усредненных на заданном интервале времени, в каждом направлении учета электроэнергии (для периода усреднения, равного 30 мин, глубина хранения составит 128 суток);
- энергию потерь в цепях тока нарастающим итогом для каждого направления электроэнергии, с учетом коэффициента трансформации тока.
Счетчик электроэнергии обеспечивает измерение и индикацию:
- полной, активной и реактивной мощности по каждой из фаз и суммарно;
- среднеквадратических значений фазных напряжений по каждой фазе в цепях напряжения;
- среднеквадратических значений токов по каждой фазе в цепях тока;
- углов сдвига фазы между основными гармониками фазных напряжений и токов;
- углов сдвига фазы между основными гармониками фазных напряжений;
- коэффициентов активной и реактивной мощности по каждой фазе (с не нормируемой точностью);
Счетчик электроэнергии обеспечивает возможность задания следующих параметров (по интерфейсу):
1) параметров администратора:
- пароль администратора (до 6 символов);
- восемь паролей пользователя для доступа по интерфейсу (до 6 символов).
2) параметров пользователя:
- текущего времени и даты величины суточной коррекции хода часов;
- разрешения перехода на «летнее» время, с заданием месяцев перехода на «зимнее», «летнее» время (переход на летнее время осуществляется в 2 часа, а на зимнее в 3 часа последнего воскресенья заданных месяцев);
- до двенадцати дат начала сезона;
- до двенадцати зон суточного графика тарификации;
- до 36 графиков тарификации;
- до тридцати двух исключительных дней (дни, в которые тарификация отличается от общего правила и задается пользователем);
- графиков тарификации для каждого из семи дней недели;
- коэффициентов трансформации тока и напряжения интервала усреднения мощности;
- интервала усреднения мощности;
- идентификатора (до 16 символов);
- рабочей скорости обмена и времени активности интерфейса;
- установок для контроля фазных напряжений.
3) параметров, задаваемых при настройке:
- типа счетчика электроэнергии по номинальному току и напряжению;
- калибровочного коэффициента кварцевого резонатора;
- коэффициентов пересчета по току;
- коэффициентов пересчета по напряжению;
- калибровочных коэффициентов фазовой погрешности.
Счетчик электроэнергии обеспечивает возможность ручной коррекции хода часов до ±30 с.
Имеет защиту памяти данных и памяти программ от несанкционированных изменений (пароль и пломбируемая кнопка).
Обеспечивает, при наличии санкционированного доступа, обнуление всех энергетических параметров.
Обеспечивает сохранение расчетных показателей и констант пользователя не менее 16 лет, а ход часов и ведение календаря не менее 10 лет при отсутствии внешнего питающего напряжения.
Обеспечивает фиксацию 100 последних корректировок параметров пользователя и перепрограммирования метрологических характеристик счетчика с фиксацией группы перепрограммируемых параметров.
Обеспечивает фиксацию 100 последних изменений фазных напряжений с фиксацией характера изменения параметров, 100 последних изменений состояния счетчика, 65536 срабатываний электронной пломбы счетчика и 65536 срабатываний электронной пломбы зажимной колодки.
В электросчетчике имеется испытательное выходное устройство - основное передающее устройство на каждое направление энергии (конфигурация этих выходов программируется).
Электросчетчик производит диагностику измерителя, часов, памяти программ, памяти данных, источника тока и выдает информацию об ошибках и сбоях в работе узлов на ЖКД и через интерфейс.
Обеспечивает обмен информацией с внешними устройствами обработки данных через оптический порт и один из интерфейсов RS485, RS232.
Обмен данными через оптический порт и интерфейс соответствует ГОСТ Р МЭК 61107-2001.
Обмен данными одновременно через оптический порт и один из интерфейсов невозможен.
Счетчик электроэнергии, при отсутствии внешнего питающего напряжения и поданном резервном напряжении питания функционирует в режиме индикации и обеспечивает обмен информацией с внешними устройствами обработки и передачи данных через оптический порт и один из интерфейсов RS485, RS232.
2.2 Расчёт заземляющего устройства КТП - 10/0,4 кВ
Согласно правилам устройства электроустановок на ТП 10/0,4 кВ предусматривается одно общее заземляющее устройство. Оно служит для защитного заземления открытых проводящих частей оборудования в распределительном устройстве 10 кВ, подключенного к сети с изолированной нейтралью, и глухого заземления нейтралей силовых трансформаторов ТП на стороне низкого напряжения 0,4 кВ. Последнее необходимо для нормальной работы сети в режиме с глухозаземленной нейтралью и выполнения защитного зануления.
Допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом:
где Rз - сопротивление заземляющего устройства, Ом;
Iз - расчетный ток замыкания на землю, А, согласно условию Iз = 10 А.
Сопротивление заземляющего устройства для установок 10 кВ не должно превышать 10 Ом. Сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В. Исходя из этих условий за расчетное сопротивление принимаем Rз = 4 Ом.
Предварительно с учетом площади занимаемой КТП, намечаем расположение заземлителей - по периметру с расстоянием между вертикальными электродами ориентировочно 4-5 метров. Контур заземления размещается на расстоянии не менее 1 метра от фундамента КТП.
Сопротивление искусственного заземлителя, Ом:
где Rи - сопротивление искусственного заземлителя, Ом;
Rе - сопротивление естественного заземлителя, Ом.
При отсутствии естественного заземлителя, принимаем Rи = Rз = 4 Ом.
Расчетное удельное сопротивление грунта для вертикальных электродов, Ом·м:
где с - удельное сопротивление грунта, измеренное при нормальных условиях (согласно условия почва - суглинок, принято с = 100), Ом·м;
Ксез - коэффициент сезонности (согласно условию III климатический район).
Расчетное удельное сопротивление грунта для горизонтальных электродов, Ом·м:
Сопротивление растеканию, Ом:
1) Вертикальный электрод из круглой арматурной стали, верхний конец ниже уровня земли:
где с - удельное сопротивление грунта, Ом·м;
l - длинна электрода, м;
t - глубина заложения (расстояние от поверхности земли до середины электрода), м;
d - внешний диаметр электрода, м.
2) Горизонтальный электрод из полосовой стали:
где b - ширина полосового электрода, м;
lп - длинна полосы, м.
Расчетное число вертикальных электродов без учета экранирования, шт.:
Расчетное число вертикальных электродов с учетом экранирования, шт.:
где
Сопротивление растеканию горизонтального заземлителя с учетом коэффициента использования, Ом:
где
Необходимое сопротивление вертикального заземлителя, Ом:
Уточненное число вертикальных электродов, шт.:
где в.ут - уточненное значение коэффициента использования электродов вертикального заземлителя, о.е.
Принято число вертикальных электродов равное 12 штук, выполненных из круглой стали диаметром 18 мм и длинной 5 метров каждый, соединенных между собой при помощи сварки полосовой сталью 5х40 мм. Верхняя часть электродов и полоса располагаются в грунте на глубине 0,5 м.
Рисунок 3. План заземления КТП-87
заземляющий коммутационный электроснабжение дуговой
В конструкторской части произведен выбор и проверка устанавливаемого коммутационного оборудования: выключателя нагрузки и плавких предохранителей на стороне 10 кВ, автоматических выключателей на вводе и отходящих линиях. Выбраны трансформаторы тока и прибора учета. Выполнено согласование защит по условию селективности. Произведен расчет заземляющего устройства КТП-10/0,4 кВ.
3. Специальная часть
3.1 Анализ видов защит от дуговых замыканий
Самую высокую опасность для комплектных распределительных устройств напряжением 6-10 кВ, несут внутренние короткие замыкания сопровождаемые образованием электрической дуги.
Электрическая дуга это электрический ток проходящий в виде дуги вне своего нормального пути, при котором воздух становится проводником высокой тепловой энергии, и генерируется высокопроводящая плазма.
Дуговая вспышка будет проводить всю электрическую энергию, создавая взрывообразное объемное расширение газов. Температура электрической дуги находится в пределах от 5000 до 12000 0С. Электрическая дуга такой температуры, воздействуя на элементы оборудования КРУ, вызывает тяжелые повреждения их конструкций, а в случае отсутствия своевременного отключения, короткого замыкания, действиями релейной защиты, приводит к полному их разрушению, и необходимости замены на новые. В первую очередь при возникновении открытой электрической дуги, подвергаются разрушению проходные и опорные изоляторы. Степень повреждения зависит от нескольких факторов: материала, из которого изготовлена изоляция, величины тока короткого замыкания, его продолжительности и места возникновения.
Дуговые замыкания создают серьезную опасность для людей и электрического оборудования, поэтому должны отключаться за наименьшее возможное время. В настоящее время все отсеки КРУ 6-10 кВ должны иметь установленные устройства дуговой защиты.
Дуговая защита - это вид быстродействующей защиты от коротких замыканий, при которых возникает открытое горение электрической дуги, основанный на регистрации спектра света.
Главное требование к дуговой защите это быстродействие и надежность.
Различают несколько видов защит от дуговых замыканий:
- Защита клапанного типа;
- Защита с мембранным выключателем;
- Защита фототиристорного типа;
- Защита волоконно-оптического типа;
- Защита распределенно-централизованного типа;
- Защита распределено-независимого типа.
Защита от дуговых замыканий клапанного типа
Принцип работы этой защиты заключается в следующем: при возникновении электрической дуги, выделяется большое количество энергии в виде тепла. Нагретый воздух создает повышенное давление в отсеках ячеек КРУ, в котором устанавливаются клапаны сброса давления. К каждому клапану подключены концевые выключатели, собранные в шинки и действующие на отключение присоединения от которых подается питание.
Недостатки защиты от дуговых замыканий клапанного типа заключается в следующем:
- низкая чувствительность (ток замыкания должен иметь значение выше 3-5 кА),
- долгое время срабатывания (время срабатывания клапанной дуговой защиты более 40 мс),
- защита срабатывает только после того, как горение дуги развилось до тяжелых последствий.
Выше перечисленные минусы объясняются тем, что принцип работы клапанной дуговой защиты основан на переходе энергии из одного вида в другой:
- возникающая дуга моментально нагревает воздух вокруг;
- после этого нагретый воздух объемно расширяется, передавая механическое усилие клапанам, с подключенными к ним концевыми выключателями;
- затем срабатывают клапаны;
- срабатывает концевой выключатель, подавая напряжение на катушку отключения выключателя;
- последним этапом происходит отключение выключателя и прекращение горения электрической дуги.
В итоге, полное время отключения дугового замыкания состоит из:
- времени распространения ударной волны (от 3 до 15 мс/м);
- времени срабатывания клапана и концевого выключателя (40 мс);
- собственного времени отключения выключателя (от 20 до 100 мс).
Полное время работы клапанной защиты по ликвидации горения дуги, составляет от 70 до 150 мс.
Можно сказать, что защита от дуговых замыканий клапанного типа устарела, и на сегодняшний день, не рассматривается профессиональным сообществом как эффективное техническое решение.
Мембранная дуговая защита
Дуговая защита с мембранным реле - это развитие клапанной защиты направленное на улучшение чувствительности и быстродействия.
Данная защита получила широкое применение в ячейках КРУ 6-10 кВ импортного производства, однако в отечественном оборудовании используется крайне редко.
Принцип работы заключается в следующем: на реле с мембраной воздействует быстрое изменение давления, подводимое к нему с помощью системы труб и вентилей, в результате этого реле срабатывает и подаёт сигнал на отключение выключателя данного присоединения.
Быстродействие дуговой защиты с мембранным реле складывается из:
- времени распространения ударной волны (от 3 до 15 мс/м);
- времени работы самого реле (10 мс);
- собственного времени отключения выключателя (от 20 до 100 мс).
В итоге, полное время работы мембранной защиты по ликвидации горения дуги, составляет от 40 до 120 мс.
Основным недостатком мембранных защит от дуговых замыканий, ограничивающих их использование, является низкая чувствительность к току замыкания в пределах 2-3 кА и значительная зависимость от конструкции и герметичности отсеков КРУ 6-10 кВ.
Мембранные защиты от дуговых замыканий улучшили показатели клапанной защиты от дуговых замыканий, но в целом не исключили недостатки, которые присущи защитам основанным на резком изменении давления.
Защиты реагирующие на давление, принципиально не могут использоваться для защиты открытых ячеек КСО, шинных мостов и аналогичных элементов КРУ.
Защита от дуговых замыканий фототиристорного типа
В данной защите учитывается недостаток ЗДЗ с пусковым органом реагирующим на давление, поэтому в качестве пускового органа в ней используется светочувствительные элементы.
Принцип работы защиты основан на идентифицирующем факторе горения дуги - реакции на изменение освещенности в защищаемой зоне.
Первыми светочувствительными элементами использованными в защите, были фототиристоры и фототранзисторы. Эти компоненты реагируют на свет электрической дуги, появляющийся при ионизации газа.
Преимуществом по сравнению с клапанной защитой от дуговых замыканий является, принцип построения не зависящий от времени распространения ударной волны, что во много раз повышает чувствительность защиты к току дугового замыкания и расширяет область применения защиты, на ячейки типа КСО и шинные мосты.
Быстродействие защит с оптоэлектронными датчиками складывается из времени:
- срабатывания датчика (которое пренебрежимо мало);
- срабатывания внешнего устройства пуска по току (15-25 мс);
- времени работы промежуточного реле отключения выключателя (15-20 мс);
- времени отключения выключателя (20-100 мс).
В итоге время ликвидации горения дуги, с учетом того, что пуск по току и срабатывание датчика выполняются параллельно, у данного вида защит составляет 50 - 145 мс.
На начальном этапе фототиристорные и фототранзисторные датчики стали встраивать в существующие вторичные схемы защиты, по аналогии с «электромеханическими» реле. Усложнение схем привело к ошибкам при наладке, эксплуатации. Ситуация усугубилась несовершенством элементной базы того времени и сложностью контроля исправности фотоэлементов, ложной работой фотоэлементов из-за токов утечки, низкой помехоустойчивостью и реакцией на засветку от внешних источников света.
Защита от дуговых замыканий волоконно-оптического типа
Принципом построения ЗДЗ волоконно-оптического типа является отказ от внешних фототиристорных и фототранзисторных элементов и использование волоконно-оптических датчиков, обеспечивающих передачу света от дугового замыкания в регистратор.
Место отдельных датчиков заняли регистраторы, обеспечивающие подключение всех датчиков защищаемой ячейки или распределительного устройства, обработку сигналов и формирование выходных воздействий. Такие защиты получили название волоконно-оптических.
Волоконно-оптические защиты устранили недостатки фототиристорных и фототранзисторных защит:
- решена проблема с электромагнитной совместимостью;
- исключены ложные срабатывания из-за токов утечки при параллельном соединении фотоприемников;
- минимизировано количество отказов защиты за счет самодиагностики оптического тракта и датчика.
Кроме того, регистраторы позволили организовать сигнализацию поврежденного элемента, облегчающую поиск места возникновения дуги персоналом, выполняющим расследование и ликвидацию последствий замыкания.
Быстродействие волоконно-оптических защит складывается из времени:
- срабатывание регистратора (7-25 мс);
- срабатывания внешнего устройства пуска по току (15-25 мс);
- времени работы промежуточного реле отключения выключателя (15-20 мс);
- времени отключения выключателя (20-100 мс).
Итого время ликвидации горения дуги, с учетом того, что пуск по току и срабатывание регистратора выполняются параллельно, у защит волоконно-оптического типа составляет 50 - 145 мс.
В редких случаях, проектировщики ошибочно предусматривают действие регистратора на отключения выключателя только через дискретный вход цифрового терминала РЗА. Это вызывает дополнительное замедление защиты на время срабатывания дискретного входа (15-30 мс). В результате чего более совершенные решения ЗДЗ волоконно-оптического типа, по быстродействию оказываются сопоставимы с клапанными защитами.
Одним из примеров ЗДЗ волоконно-оптического типа является регистратор дуговых замыканий Лайм, который массово выпускается с 2016 года.
Данный регистратор имеет следующие преимущества:
- конструкция волоконно-оптического датчика предусматривает съемный коннектор для подключения оптического волокна после монтажа датчика;
- конструктивный изгиб датчика с углом 90 градусов за счет технологии OPTOFLEX обеспечивает простой монтаж датчика в ячейке. При этом угол обзора датчика составляет более 200 градусов;
- гибкое и неломкое оптическое волокно обеспечивает простой монтаж и выдерживает перепады температур до -40°С;
- выходные электромеханические реле заменены на твердотельные, что в совокупности с мощным и быстрым контроллером позволило обеспечить быстродействие Лайм с учетом времени выходного реле менее 1 мс;
- значительно увеличена емкость блока питания, обеспечивающая длительную автономность устройства после исчезновения напряжения питания. В дополнении к этому время старта менее 40 мс сделало Лайм наиболее подходящим решением для подстанций с переменным оперативным током.
Распределенно-централизованная защита от дуговых замыканий
Применение распределенных регистраторов дуговой защиты на объектах генерации и в сложных конфигурациях первичных схем вызвало существенное усложнение схем вторичной коммутации.
Это поспособствовало появлению контроллеров (блоков), собирающих информацию с регистраторов ячеек, реализующих логику работы ЗДЗ объекта и обеспечивающих формирование команд селективного отключения присоединений. Дополнительно, такие контроллеры осуществляют независимый от устройств РЗА пуск по току, подробное журналирование и сигнализацию, осциллограффирование.
Быстродействие таких систем складывается из времен:
- срабатывания оптического регистратора ячейки КРУ или КСО, замыкание его выходного реле (7-25 мс);
- срабатывания дискретного входа центрального блока ЗДЗ (15-30 мс);
- срабатывания пуска по току блока ЗДЗ (15-25 мс, параллельно приему сигнала от регистратора);
- работы логики центрального блока ЗДЗ (5-10 мс);
- замыкания выходного реле центрального блока ЗДЗ (7-10 мс);
- срабатывание промежуточного реле отключения выключателя (15-20 мс);
- отключения выключателя (20-100 мс).
Итого, в решениях с дополнительным центральным контроллером время ликвидации горения электрической дуги составляет 69 - 195 мс, что сопоставимо по быстродействию с обычной логической защитой шин и клапанной защитой.
Упрощение схем ЗДЗ и увеличение функциональности с одной стороны оборачивается существенным замедлением защиты с другой стороны. Распределенно-централизованная ЗДЗ позволяет достаточно просто решать сложные задачи. Но быстродействие комплекса низкое.
Решения с центральным блоком дали проектным и эксплуатирующим организациям определенные преимущества перед централизованным принципом, реализованном в ОВОД-МД:
- пуск по току питающих присоединений стал независимым от РЗА, дуговая защита выделена эксплуатацией в отдельную систему;
- оптические линии связи между ячейками заменены на медные проводные шинки, решена задача по быстрому устранению неисправностей без замены длинных оптических линий;
- возможность сборки и тестирования системы на заводе-производителе ячеек, снижение трудоемкости при монтаже на объекте.
Решения с центральным блоком сохранили преимущества распределенных ЗДЗ, обеспечили более гибкие возможности для применения, повысили наблюдаемость. Тем не менее, это направление развития является тупиковым из-за принципиальных недостатков:
- полное время ликвидации горения дуги 69 - 195 мс;
- высокая стоимость решения (на 30-50% более стоимости решения на распределенных регистраторах).
Необходимо отметить успешные попытки иностранных релестроителей создать решения с центральным блоком, устраняющие недостатки в быстродействии за счет отказа от связи с регистраторами через дискретные входы-выходы и переходом на цифровую шину. Это исключило замедление и обеспечило самодиагностику ответственных цепей. Тем не менее данные технические решения также не получили массового распространения в России и сопредельных государствах по следующим причинам:
- высокая стоимость;
- высокие требования к квалификации проектных и наладочных организаций, обслуживающего персонала.
Усложнения архитектуры ЗДЗ не привело к массовому переходу на распределенно-централизованные дуговые защиты из-за сложности, высокой стоимости и отсутствия выигрыша в быстродействии.
Распределено-независимая защита от дуговых замыканий
Распределено-независимая защита от ДЗ выполнена с учетом следующих требований:
- защита должна обеспечивать выявление дуги, обработку логики, пуск по току и подачу напряжения на электромагнит отключения выключателя за время менее 1 миллисекунды. Иными словами, её быстродействие должно быть настолько высоким, что при оценке потенциального ущерба и проектировании решений в расчет принималось бы только собственное время отключения выключателя;
- защита должна исключать недостатки, выявленные при эксплуатации решений предыдущих поколений;
- обеспечение высокой наблюдаемости и интеграции в современные системы мониторинга и АСУ;
- простота применения на объектах со сложной первичной схемой и объектах генерации, адаптивность;
- стоимость нового решения должна быть сопоставима с наиболее распространенными в настоящий момент волоконно-оптическими ЗДЗ.
Примером распределено-независимой ЗДЗ является: Лайм-Плюс - это первое полноценное цифровое устройство защиты от дуговых замыканий, устанавливаемое в каждую защищаемую ячейку КРУ или КСО. Устройство содержит в себе преимущества волоконно-оптических и распределено-централизованных защит, при этом лишено их недостатков.
...Подобные документы
Выбор и обоснование двух вариантов схем проектируемой электростанции, их технико-экономическое сравнение. Расчет токов короткого замыкания. Выбор способа синхронизации. Описание конструкций распределительного устройства. Расчет заземляющего устройства.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 09.06.2011Расчеты электрической части подстанции, выбор необходимого оборудования подстанций. Определение токов короткого замыкания, проверка выбранного оборудования на устойчивость к воздействию токов короткого замыкания. Расчеты заземляющего устройства.
курсовая работа [357,3 K], добавлен 19.05.2013Описание применяемой релейной защиты и автоматики. Выбор и обоснование контрольных точек расчёта и вида тока короткого замыкания. Расчет токов короткого замыкания на отходящих линиях. Выбор микропроцессорных терминалов защит системы электроснабжения.
дипломная работа [325,6 K], добавлен 16.01.2014Технико-экономическое обоснование схемы электрических соединений. Расчет токов короткого замыкания для аппаратов и токоведущих частей. Выбор релейных защит, измерительных приборов и трансформаторов. Конструкции и описание распределительных устройств.
курсовая работа [636,7 K], добавлен 14.03.2013Выбор схемы и линий электроснабжения оборудования. Расчет электрических нагрузок, числа и мощности питающих трансформаторов. Выбор компенсирующей установки, аппаратов защиты. Расчет токов короткого замыкания и заземляющего устройства и молниезащиты.
курсовая работа [663,0 K], добавлен 04.11.2014Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия. Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций предприятия. Технико-экономическое обоснование схемы внешнего электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 13.03.2010Определение средней нагрузки подстанции. Проверка провода. Выбор количества и мощности трансформаторов. Расчёт токов короткого замыкания, заземляющего устройства. Проверка линии электропередач на термическую стойкость. Проектирование релейной защиты.
дипломная работа [646,5 K], добавлен 15.02.2017Выбор силовых трансформаторов и схемы электрических соединений двухтрансформаторной подстанции горного предприятия. Выбор трансформатора и сдвоенного реактора. Расчет токов короткого замыкания и заземляющего устройства. Выбор и проверка оборудования.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 04.06.2011Изучение переходных процессов в системах электроснабжения, причин их возникновения. Расчет коротких замыканий, включающий в себя нахождение тока короткого замыкания, ударного тока, мощности короткого замыкания и прочих параметров электрооборудования.
курсовая работа [879,7 K], добавлен 20.09.2014Проект реконструкции подстанции "Рождественское", предназначенной для снабжения электроэнергией сельских потребителей. Построение графиков нагрузок по режимным дням и выбор мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Экологичность проекта.
дипломная работа [187,0 K], добавлен 29.04.2010Характеристика цехов и электроприёмников литейного завода. Расчет режима работы Дербентских электрических сетей. Разработка внутризаводского электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания, релейной защиты. Расчет заземляющего устройства подстанции.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 26.02.2012Расчёт электрических нагрузок, токов короткого замыкания. Выбор числа и мощности трансформаторов. Определение коэффициента их загрузки. Проверка сечения провода по условию аварийного режима. Расчет заземляющего устройства и уставок релейной защиты.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 21.03.2015Выбор и расчет устройства релейной защиты и автоматики. Расчёт токов короткого замыкания. Типы защит, схема защиты кабельной линии от замыканий. Защита силовых трансформаторов. Расчетная проверка трансформаторов тока. Оперативный ток в цепях автоматики.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 08.01.2012Автоматическая защита воздушных кабельных линий и систем электроснабжения от многофазных и однофазных замыканий, устройства сигнализации. Расчет токов КЗ, схема электроснабжения. Дифференциальная и газовая защита трансформатора, АД от замыканий на землю.
курсовая работа [6,6 M], добавлен 23.08.2012Структурная схема тяговой подстанции. Расчет токов короткого замыкания и заземляющего устройства. Выбор и проверка токоведущих частей и электрических аппаратов. Выбор аккумуляторной батареи и зарядного устройства. Повышение качества электроэнергии.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 01.06.2014Выбор и проверка оборудования по току короткого замыкания и измерительных трансформаторов тока. Расчеты токов короткого замыкания на ЭВМ с использованием программы TKZ-3000. Принципиальные схемы и основные способы плавки гололеда переменным током.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 23.03.2013Выбор видов и места установки релейных защит для элементов схемы, типы трансформаторов токов и коэффициенты их трансформации. Расчет токов короткого замыкания и параметров выбранных защит. Выбор типов реле. Максимальная мощность, протекающая по линии.
контрольная работа [128,7 K], добавлен 01.04.2012Основные условия реконструирования рациональной системы электроснабжения. Построение графиков электрических нагрузок для реконструкции районной понизительной подстанции. Расчёт токов короткого замыкания, проверка установленных электрических аппаратов.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 23.06.2011Расчет токов короткого замыкания в системе электроснабжения в относительных и именованных единицах с использованием средних и точных напряжений на каждой ступени. Параметры схемы замещения системы электроснабжения. Расчет параметров цепи кабельной линии.
курсовая работа [348,1 K], добавлен 08.05.2014Выбор видов защит от аварийных и ненормальных режимов для всех элементов подстанции. Расчет токов короткого замыкания в максимальном и минимальном режиме работы. Разработка функциональных, принципиальных схем заданных защит. Проверка трансформаторов тока.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 23.08.2012