Проектирование электроснабжения трансформаторной подстанции ремонтно-механического цеха металлургического предприятии

В нашем случае для кабелей: АСБ - 3х16 , сечением  S=16 мм2

АК=АНАЧ.+()2·=А2сек/мм2,[3]           (2.74)

8. Определяем расчетную температуру нагрева шин в режиме короткого замыкания  по кривой А = f(τН) при А2сек/мм2

В нашем случае:   τК200 0С, [3]         

9. Условие проверки кабелей на термическую устойчивость:  τК2000

В нашем случае: τК200 0С, [3]                                                (2.75)

Условие не выполняется

10. Вывод. Силовые  кабели  цеховой подстанции на 10 кВ марки 

АСБ – 3х16 термически не устойчивы в режиме короткого замыкания при расположении в земле.

11. Определим минимальное  сечение кабеля, устойчивое в  режиме короткого замыкания

= = 49,8 мм 2 , [3]                                       (2.76)

12. По справочнику выбираем кабель сечением 50 мм2.
1. Проверяем кабели на 10 кВ марки АСБ - 3х50 с допустимым током

 на термическую устойчивость в режиме к.з.

15+(60-15)=15,60С,[3]                     (2.77)

2) По кривой А = f(τН):  при 0С, следует АНАЧ.= 0,1 10 4 = 1000 А сек2/мм2 , [3]

3) АК =АНАЧ. + ( )2 · =А2сек/мм2

4) По кривой А = f(τН) при А2сек/мм2, τК = 1400С [3]

5) Условие проверки  кабелей на термическую устойчивость.

τК2000С, [3]                                                                   (2.78)

В нашем случае: 1400С < 2000С,    

Условие выполняется

6) Вывод. Силовые  кабели  цеховой подстанции на 10 кВ марки 

АСБ – 3х50 термически устойчивы в режиме короткого замыкания при расположении в земле.

13. Проверим кабель АСБ - 3х50 по потере напряжения

[3]

где R0 = 0,625 Ом/км (по справочнику для кабеля АСБ на 50 мм2), [5]

    Х0 = 0,08 Ом/км (из исходных данных);

    l= l2 = 0,6 км (из исходных данных);

    U1H- первичное напряжение цеховой подстанции, В; U1H = 10000 В;

; - коэффициенты из расчета электрических нагрузок.

 

Условие проверки

 

 

Условие выполняется

Вывод. Для питания цеховой подстанции выбраны кабели марки

АСБ – 3х50 напряжением 10 кВ для прокладки в земле, кабели проверены по всем требованиям Правил устройства электроустановок: по допустимому току нагрева, по экономической плотности тока, по термической устойчивости в режиме короткого замыкания, по допустимой потере напряжения.

 

2.10 Выбор коммутационных аппаратов цеховой подстанции

 

2.10.1 Выбор высоковольтных выключателей напряжением 10 кВ

 

1. Выписываем расчетные данные для выбора выключателей нагрузки со стороны 10 кВ силового трансформатора:

1. номинальное напряжение с высшей стороны РУ: U1H = 10 кВ;

2. полная расчетную мощность нагрузок подстанции:S1 = 475,6 кВА;
3. силовые трансформаторы подстанции: ТСЗ – 250/10/0,4;
4. периодическая составляющая тока короткого замыкания в точке к1: ;
5. приведенное время затухания тока короткого замыкания в точке короткого замыкания к1: t;
6. ударный ток в точке короткого замыкания к1 :.

2. Определяем действительный коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме работы, т.е. при отключении одного из трансформаторов

[3]                                                     (2.79)

3. Определяем первичный номинальный ток нагрузки силового трансформатора

[3]                                       (2.80)

4. Определяем тепловой импульс периодической составляющей тока короткого замыкания, характеризующего термическую стойкость выключателя

, [3]                           (2.81)

5. По справочнику предварительно выбираем выключатель нагрузки марки ВНПу-10/400-10зУ3. Расшифруем выключатель нагрузки с предохранителем: выключатель на 10 кВ, с  номинальным током 400 А, с током термической устойчивости 10 кА и временем термической устойчивости 1 сек, предельным сквозным током 25 кА, для установки в условиях умеренного климата (У) в закрытом помещении (3), с усиленной контактной системой (у), имеющий устройство для подачи команды на отключение при перегорании предохранителя (з) и представляем в табл.8.
6. Проверяем выключатель нагрузки на электродинамическую устойчивость в режиме короткого замыкания по условию: ударный ток в точке короткого замыкания должен быть меньше максимального (амплитудного) сквозного тока короткого замыкания, на который изготавливается выключатель: . [3]
7. Выключатели нагрузки выбирают на основании сравнения справочных данных с соответствующими расчетными данными цепи, для чего составляется сравнительная таблица 2.8.

Таблица 2.8 - Условия выбора выключателей нагрузки

Расчетные данные цепи		Условие проверки	Справочные данные выключателя
	10 кВ	≤		10 кВ
	27,4 А	≤		400 А
	22,4 кА2сек	≤		10 1 кА2сек
	6,35 кА	≤		25 кА

 

Вывод. Для распределительного устройства на 10 кВ цеховой подстанции выбираем выключатели нагрузки марки ВНПу- 10/400-10зУ3.

 

2.10.2 Выбор предохранителей  напряжением 10 кВ

 

1. Выписываем расчетные данные для выбора предохранителей для защиты стороны силового трансформатора со стороны 10 кВ:

1. номинальное напряжение с высшей стороны РУ - U1H = 10 кВ;

2. силовые трансформаторы подстанции - ТСЗ - 250/10/0,4;
3. периодическая составляющая тока короткого замыкания в точке к1: .

2. Определяем максимальный расчетный ток в цепи с высшей стороны силового трансформатора с учетом увеличения тока по ПУЭ в К =2,5 раза [9].

,[3]                                    (2.82)

3. Предварительно, по справочнику выбираем на номинальное напряжение 10кВ, с номинальным током плавкой вставки 50 А, предельным (наибольшим) током отключения 12,5 кА для установки в условиях умеренного климата в закрытом помещении предохранитель марки: ПКТ 102 - 10 -50 – 12,5 - У3, для защиты силового трансформатора [5].
4. По ПУЭ предохранители в комплект к выключателям нагрузки выбирают на основании сравнения справочных данных предохранителя с соответствующими расчетными данными цепи, для чего составляется сравнительная таблица 2.9.

Таблица 2.9 - Условия выбора предохранителя

Расчетные данные цепи		Условие проверки	Справочные данные предохранителя
	10 кВ	≤		10 кВ
	36,1 А	≤		50 А
	4,5 кА	≤		12,5кА

 

Вывод. Для распределительного устройства на 10 кВ в комплекс к выключателям нагрузки выбираем предохранители марки

ПКТ 102 - 10 – 50 –12,5 - У3, которые проходят по всем условиям проверки в нормальном режиме работы и в режиме короткого замыкания.

 

3. Выбор автоматических выключателей напряжением 0,4 кВ

 

1. Выписываем расчетные данные для выбора автоматических выключателей со стороны о,4 кВ:

1. номинальное напряжение РУ НН: U2Н = 0,4 кВ;

2. силовые трансформаторы подстанции - ТСЗ -250/10/0,4;
3. периодическая составляющая тока короткого замыкания в точке к2: ;

2. Определяем максимальный расчетный ток в цепи с низшей стороны силового трансформатора при отключении одного из силовых трансформаторов с учетом коэффициента перегрузки К=1,4 (по ПУЭ)

[3]                          (2.83)

3. Определяем ток расцепителя автоматического выключателя, отключающего группу электроприемников

, [3]                          (2.84)

4. Определяем по справочнику ближайший номинальный ток расцепителя автоматического выключателя [10].
5. Определяем номинальный ток автоматического выключателя, исходя из условия Следовательно, [10].
6. По справочнику выбираем автоматические выключатели типа

ВА 99 – 600 S3 с номинальным переменным напряжением 0,4 кВ, номинальным током 630 А, с номинальным током теплового и электромагнитного расцепителя 630 А, током отключения при коротком замыкании 50 кА. [10]

7. Автоматические выключатели окончательно выбирают на основании сравнения справочных данных автоматического выключателя с соответствующими расчетными данными цепи, для чего составляется сравнительная таблица 2.10.

Таблица 2.10 - Условия выбора автоматических выключателей

Расчетные данные цепи		Условие проверки	Справочные данные автоматического выключателя ВА 99 -250
	0,4 кВ	≤		0,69 кВ
	505,8 А	≤		630 А
	6,4 кА	≤		50 кА

 

Вывод. В распределительное устройство на 0,4 кВ предлагается установить для двух силовых трансформаторов трехполюсные автоматические выключатели типа ВА 99 - 600 S3, которые проходят по всем условиям проверки в нормальном режиме работы, в режиме перегрузки и короткого замыкания. Для исполнения функции устройства автоматического ввода резервного питания (АВР) предлагается установить аналогичный автоматический выключатель.

 

3 Охрана труда

 

Основные требования по охране труда для электротехнического персонала по обслуживанию подстанций прописаны в Типовой инструкции

TИ Р М-068-2002, утвержденной Минэнерго РФ и Минтруда РФ, вводимой в действие с 1 января 2003 г.

 

3. 1. Требования безопасности  перед началом работы

 

1. При приеме  смены электромонтер по обслуживанию  подстанции обязан:

1) привести в  порядок спецодежду, рукава застегнуть, одежду заправить так, чтобы не  было свисающих концов. Не допускается  засучивать рукава спецодежды;

2) ознакомиться  со всеми записями и распоряжениями  за время, прошедшее с предыдущего  дежурства;

3) получить сведения  от сдающего смену о состоянии  оборудования, за которым надо  вести наблюдение, и об оборудовании, находящемся в ремонте и резерве, об изменениях в схемах, происшедших  за период от предыдущей смены. Получить инструктаж при изменении  схемы с записью в журнале  распоряжений;

4) проверить регистрацию  всех работ, выполненных по нарядам  и распоряжениям, и количество  бригад, работающих по ним;

5) проверить и  принять дежурную спецодежду, защитные  средства, приборы, инструмент, ключи  от помещений, документацию по  оперативной работе;

6) доложить непосредственному  руководителю в смене о заступлении на дежурство и выявленных при приемке смены недостатках;

7) оформить прием  смены записью в оперативном  журнале.

Прием смены во время оперативных переключений и ликвидации аварий допускается только с разрешения вышестоящего оперативного и административно-технического персонала.

 

2. При проверке  исправности и пригодности средств  защиты, приспособлений обратить  внимание на:

1) отсутствие  внешних повреждений (целостность  лакового покрова изолирующих  средств защиты; отсутствие проколов, трещин, разрывов у диэлектрических  перчаток и бот; целостность стекол  у защитных очков);

2) дату следующего  испытания (срок годности определяется  по штампу).