Электроснабжение цеха промышленного предприятия

Допускаемая  нагрузка  на  головку  изолятора:

F_доп = 0,6F_разр

где  F_разр – разрушающая нагрузка  на  изгиб

Определим  электродинамическую  силу, действующую  на  шинную  конструкцию  при  трехфазном  коротком  замыкании  по  формуле:

                         F_расч. =    [Анисимов, эл. техн. спр. Т. 2, с. 503]

                       F =  =  5,5 Н

По  [9 с. 282]  выбираем  изоляторы типа  ИО – 6 – 3,75 У3, составляем  сравнительную таблицу 10. 

 

 

 

 

 

Таблица  10  

                                                   

Тип	Условия  выбора	Каталожные  данные	Расчетные  данные
ИО– 6 – 3,75 У3	Uн  ≥ Uу Fдоп  ≥ Fрасч	Uн = 6 кВ Fразр. =  3750 Н Fдоп. =  0,6 Fразр  Fдоп. =  2250 Н	Uн = 6 кВ     Fрасч. =  5,5 Н

 

Каталожные  данные  более  или  равны  соответствующим  расчетным  данным,  следовательно,  изоляторы  выбраны  правильно.

 

     2.7.3  Выбор  и  проверка  высоковольтного  выключателя. 

Выключатели  предназначены для коммутации  цепей высокого  напряжения  в нормальных  и аварийных режимах.  Выключатели выбирают:

- по  U_н

- по  I_н

- по  конструктивному  исполнению  и  роду  установки

- проверяют   на  термическую  и  динамическую  устойчивости  и          

   отключающую   способность  в  режиме  к.з.

Принимаем  к  установке  выключатели  типа  ВК – 10,  которыми  комплектуются  ячейки   КМ – 1 [8, табл. 41.4].

 В   соответствии  с  данными   выключателя,  приведенными  в  [9, с. 229]  составляем  сравнительную таблицу 11.

 

Таблица  11

 

Тип	Условия  выбора	Каталожные  данные	Расчетные  данные
ВК–10–630–20Т3	Uн   ≥ Uэу Iном   ≥ Iрас. м  iмакc    ≥ iу Iоткл ≥ Iк I2·t4   ≥ I2к·tпр   Sоткл ≥ Sк	Uн = 11 кВ Iном = 630 А iмакс = 52 кА Iоткл = 20 кА I2·t4 =  202·4 =        =1600 кА·с Sоткл = 350 МВА.	Uн = 6 кВ Iрас.м  = 54 А iу = 3,22 кА Iк = 2,28 кА I2к·tпр = 2,282·1,65=          =8,6 кА·c   Sк = √3·U·Iк =     = 1,73 ·6 ·2,28 =     = 23,7 МВА

 

Каталожные  данные  более  или  равны  соответствующим  расчетным  данным,  следовательно,  выключатели  выбраны  правильно.

 

 

 

 

     2.7.4  Выбор  разъединителей. 

Разъединители  предназначены  для  создания  видимых  разрывов  электрических  цепей  с  целью  обеспечения  безопасности  людей,  осматривающих  и  ремонтирующих  оборудование  электрических  установок  высокого  напряжения  или  линий  электропередачи. В  ячейках  типа  КМ–1  разъединители  внутри  ячеек  отсутствуют,  их  функцию  выполняет  выкатная  часть  ячейки.    

 

     2.7.5  Расчет  и  выбор  измерительных   трансформаторов  напряжения.

 Трансформаторы  напряжения  предназначены  для   питания  катушек  напряжения  измерительных  приборов  и   аппаратов  защиты,  измерения   и  контроля  напряжения.  Трансформаторы  напряжения  выбирают:

- по  U_н  первичной цепи;

- по  типу  и  роду  установки;

- классу  точности  и  нагрузке, определяемой  мощностью, которая

   потребляется  катушками  и  реле.   

К  трансформатору  напряжения  подключаем  измерительные  приборы  сборных  шин  ( cм.  таблицу  12).

Одновременное  питание  измерительных  приборов  и  контроль  состояния  изоляции  можно  осуществить  через  трехфазный  пятистержневой  трансформатор  напряжения  типа  НТМИ – 6 – 66  [11. c. 335].  В этом  случае  должен  быть  обеспечен класс точности  0,5;  что диктуется присоединением  счетчиков.

Так  как  схемы  соединения  обмоток  трансформатора  напряжения  и  катушек  приборов  отличны, то  на  точность  измерения  проверяем  приближенно,  сравнивая  суммарную  трехфазную  нагрузку  от  всех  измерительных  приборов  с  трехфазной  номинальной  мощностью  трансформатора  напряжения  в  классе  точности  0,5.

Пользуясь  [10, с. 378]  сведем  нагрузки  трансформатора  в табл.  12.

 

Таблица  12

Приборы	Тип	Родной обмотки, Вт	Число обмоток	cos φ	tg φ	Общая потребляемая мощность
						Р, Вт	Q, В·А
Счетчик  активной  энергии	И– 680	2	2	0,38	2,43	4	9,7
Счетчик  реактивной энергии	И– 673	3	2	0,38	2,43	6	14,6
Вольтметр	Э – 335	2	1	1	0	2	–
Итого						12	24,3
Sмакс						27,1 В·А

Составляем  сравнительную  таблицу 13.

 

Таблица  13

Тип	Условия  выбора	Каталожные  данные	Расчетные  данные
НТМИ – 6 – 66	Uн   =  Uэу S2доп ≥ Sприб	Uн = 6 кВ S2доп = 75 В·А	Uн = 6 кВ  Sприб = 27,1 В·А

 

Выбираем  трансформатор  типа  НТМИ – 6 – 66,  который  в  классе  точности  0,5  допускает  присоединение  общей  мощности  75 В·А

 

     2.7.6  Выбор  трансформатора  тока.

Трансформаторы  тока  предназначены  для  питания  токовых  катушек  измерительных  приборов  и  реле.  Трансформаторы  тока  выбирают

- по  U_н

- по  I_н

- по  типу  и  роду  установки;

- нагрузке  вторичной  цепи, обеспечивающей  погрешность  в  пределах

   паспортного   класса  точности, и  проверяют   на  термическую  и 

   динамическую  устойчивость  к  токам  короткого   замыкания.

Предварительно  принимаем  к  установке  трансформатор  ТЛМ – 6  [11, табл.  33.3],  см.  табл.  15

 

  2.7.6.1  Проверка  на  термическую   устойчивость.  Условие  термической   устойчивости  трансформатора  тока  выполняется,  если

                         K_t ≥

где  K_t –коэффициент  термической  устойчивости,  который  приводится  в

               каталогах,  для  ТЛМ – 6  при  I_ном = 300 А,   K_t = 33000 : 300 = 110  

                                         = 2280 = 9,8;       

110  > 9,8;  следовательно,  трансформатор тока  термически  устойчив.

 

  2.7.6.2  Проверка  на  динамическую  устойчивость.  Условие  динамической    устойчивости  трансформатора  тока  выполняется,  если

                         K_д ≥

где  K_д –коэффициент  динамической  устойчивости, который  приводится  в

               каталогах,  для  ТЛМ – 6  при  I_ном = 300 А,  K_д = 125000 : 300 = 417.

 

                         = = 5,4;        

417 > 5,4;  следовательно,  трансформатор тока  динамически устойчив.

 

  2.7.6.3  Проверка  трансформаторов  тока  по  нагрузке  вторичной цепи  для  обеспечения  требуемого  класса  точности  (0,5)  состоит   в  соблюдении  условия

S₂ ≥ S_приб. + I₂²· (r_{пров. +} r_к)

где  S₂ – номинальная мощность  вторичной обмотки ТТ, В·А,  S₂ = 10 В·А

       S_приб. – мощность, потребляемая  приборами, В·А

      I₂ – ток вторичной обмотки,   I₂ = 5 А

      r_к – сопротивление  контактов,  r_к ≈ 0,1 Ом

Отсюда  r_пров.. – сопротивление  проводов,  определим  по  формуле:

    r_пров. = ,

Пользуясь  [10, с. 377, 378  и 9, с. 387, 389, 390] сведем  нагрузки  трансформатора  в табл. 14.

 

  Таблица  14

 

Прибор	Тип	Нагрузка,  В·А,  фазы
		А	В	С
Счетчик  активной  энергии	И - 680	2,5	-	-
Счетчик  реактивной  энергии	И - 673	2,5	-	-
Амперметр	Э - 351	0,5	-	-
Итого		5,5	-	-

 

Тогда  сопротивление  проводов  не  должно  превышать   

                            r_пров. = = 0,08 Ом

Сечение  проводов    при  соединении  трансформаторов  в  неполную  звезду  определится  по  формуле:

 s =

  где  ρ – удельное  сопротивление  материала  провода,  ρ = 0,0175  для  меди,

             ρ = 0,0283  для  алюминия.

         l – длина  соединительных  проводов  от  ТТ  до  приборов  в  один  конец  (принимаем  l = 5 м).

 s = = 1,9 мм²

По  условию  прочности  сечение  должно  быть  не  менее  2,5 мм²   для алюминиевых жил и не  менее 1,5 мм²   для медных  жил.  Сечение более

6 мм²  обычно  не  применяется.

По  [11, с. 33] принимаем  контрольный  кабель  КРВГ сечением  2,5 мм²   

Составляем  сравнительную  таблицу 15.

 

Таблица  15

 

Тип	Условия  выбора	Каталожные  данные	Расчетные  данные
ТЛМ – 6	Uн   ≥ Uэу Iном   ≥ Iрас. м  S2 ≥ Sпр + I22 · ∙(rпров. + rк)   Kt  ≥ Kд ≥	Uн = 10кВ Iном= 300 А S2 = 10 В·А       Kt = 110   Kд = 417	Uн = 6кВ Iрас. м = 54 А Sпр+I22· (rпров. + rк) = 5,5+52·(0,08+0,1) = 9 В·А = 9,8 = 5,4

 

Выбираем  трансформатор  тока  типа  ТЛМ  – 6, который  в  классе  точности  0,5  допускает  вторичную  нагрузку  10 В·А. 

Схемы  подключения  приборов  с  трансформаторами  тока  и  напряжения  показаны  на  рисунке  3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      2.8  Выбор  и  расчет  релейной  защиты

Релейной  защитой  называется  комплекс  специальных  устройств,

обеспечивающих  автоматическое  отключение  поврежденной  части  электрической  сети  или  установки.  Если  повреждение  не  представляет  для  установки  непосредственной  опасности,  то  релейная  защита  должна  обеспечивать  сигнализацию  о  неисправности.

Релейная  защита  должна  обеспечивать  быстроту  и  избирательность  действия, надежность  работы  и  чувствительность.  Кроме  того,  стоимость  релейной  защиты  должна  быть  по  возможности  небольшой.

Силовые  трансформаторы  должны  иметь  защиту  от  однофазных  замыканий  на  землю, максимально – токовую  защиту  с  выдержкой  времени  и  газовую  защиту (при  мощности  цеховой  подстанции  более  400 кВ·А).

Для  выбора  реле  максимально –  токовой  защиты  определяем  ток  срабатывания  реле  по  формуле:

                      I_{ср.р.(мтз)} = ,

где:  k_над – коэффициент  надежности,  k_над = 1,1…1,25,  принимаем k_над= 1,1;

k_сз – коэффициент  самозапуска, k_сз = 2…3  при наличии

                  электродвигателя  в  линии,  k_сз = 1  при  его  отсутствии;

k_сх – коэффициент  схемы,  определяемый  схемой  соединения

                  трансформаторов  тока, k_сх = 1 для  схемы  неполной  звезды;

k_в – коэффициент  возврата, k_в = 0,8...0,85,  принимаем:  k_в = 0,8

k_тт – коэффициент  трансформации  трансформаторов  тока,

k_тт = = 60

                      I_{р мах} = I_н =  54 А

                   I_{ср.р.(мтз)}. = · 54 = 1,24 А

По  [6. c. 83,84]  выбираем  токовое реле  типа  РТ – 40/2  с пределами срабатывания  1…2 А (при параллельном  соединении  катушек.

Устанавливаем  I_ср = 1,25 А

Проверяем  чувствительность  защиты  по  формуле:

                         К_{ч (мтз)} =  

где:  I_{к min}  - наименьший  (2 фазный  ток)  к.з. 

                      I_{к min} = I_к⁽²⁾= 0,87 I_к⁽³⁾ = 0,87· 2280 = 1984 А

                                    К_{ч (мтз)} = = 26,5

Условие  надежности  выполняется,  т.к.  К_{ч (мтз)} ≥ 1,5