Развития комбинированного производства электроэнергии и теплоты для централизованного теплоснабжения промышленных городов

Х_э2= Х_Т + Х_АП1 + Х_КЛ2 + Х_АП2 + Х_АП3 + Х_КЛ3 = 41,7+0,1+0,091+0,1+7+0,21=49,2 мОм.

9.3 Вычисляем  сопротивления до каждой точки К.З.

R_к1 = R_э1= 3,7 мОм;

Х_к1 =Х_э1 = 0,14 мОм;

Z_к1 = мОм;

R_к2 = R_э1 + R_э2 = 3,7 + 26,26 =  29,96 мОм;

Х_к2 = Х_э1 + Х_э2 = 0,14 + 49,2 = 49,34 мОм;

Z_к2 = мОм;

;

.

9.4 Определяем  ударный коэффициент (К_у) и коэффициент действующего значения ударного тока (q)

Принимаем К_у1=1,8 (ВЛ), К_у2=1 (при более удалённых точках).

q =                                                                       (9.7)

q₁ = ;

q₂ = .    

9.5 Определяем 3 – фазные токи К.З.

                                                                                (9.8)

• Для К1 (ВН):

 кА.

• Для К2:

 кА.

9.6 Определяем  действующее значение ударного тока

                                                                                  (9.9)

 кА;

 кА.

 

 

9.7 Определяем 2 – фазные токи К.З.

                                                                                (9.10)

кА;

 кА.

 

Таблица 9.1

Сводная ведомость токов  К.З.

Точка КЗ	Rк, мОм	Хк, мОм	Zк, мОм		Ку	q	, кА	, кА	, кА
1	3,7	0,14	3,7	21,7	1,8	1,5	1,56	1,35	2,34
2	27,96	49,34	57,7	0,6	1	1,73	3,8	3,3	6,57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Выбор электрооборудования  подстанции и 

проверка его на действие токов К.З.

10.1 Трансформатор

Основным оборудованием  трансформаторной подстанции является трансформатор. В данном курсовом проекте принят к установке силовой масляный трансформатор мощностью 160 кВА.

Выбор обоснован технико-экономическим сравнением в пункте 14.

10.2 Релейная защита

От токов  короткого замыкания трансформаторы защищает релейная защита.

Расчет релейной защиты приведен в пункте 11.

10.3 Автоматические выключатели

 Выбираем автоматические выключатели серии ВА 51–25, ВА 51Г–25, ВА 51Г–31, ВА 52 – 39.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Выбор и расчёт релейной защиты

В системах электрооборудования выполняется токовая релейная защита.

11.1 Выбираем токовые трансформаторы

• Определяем ток в линии ЭСН:

                                                                                   (11.1)

А.

Принимаем к установке в РЗ трансформаторы тока типа ТПЛ–10 с I₁=10 A, I₂=5 A в количестве 2 штук.

• Определяем коэффициент трансформации:

                                                                                        (11.2)

.

11.2 Выбираем реле тока отсечки (ТО) типа РТМ

• Определяем ток срабатывания теле:

                                                              (11.3)

где К_н – коэффициент надёжности отстройки, учитывающий погрешности реле и ТТ;

   К_сх – коэффициент схемы включения реле.

Выбираем К_н=1,8, К_сх=1,73.

 A.

Выбираем РТМ – III, I_ср=30 А.

• Определяем К_ч(ТО) и надёжность срабатывания ТО при наименьшем токе КЗ:

                                                                                  (11.4)

                                                                             (11.5)

                                                                                    (11.6)

где К_ч – коэффициент чувствительности защиты;

      I_с.з – ток срабатывания защиты, А.

А;

.

Условие надёжности К_ч ≥ 1,2 выполнено, следовательно, ТО срабатывает надёжно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Расчёт заземляющих устройств

12.1 Исходные данные для расчёта заземляющих устройств для цеха

А × В = 44 × 32 м;

U_лэп = 10 кВ;

L_лэп = 1,1 км;

U_н = 0,4 кВ;

ρ = 50 Ом·м (чернозем);

t = 0,7 м.

Климатический район  – II.

Вертикальный электрод – угол (75 × 75 мм).

L_В = 3 м.

Вид ЗУ – контурное.

Горизонтальный электрод – полоса (40 × 4 мм).

12.2 Определяем расчётное сопротивление одного вертикального электрода

                                                                          (12.1)

где ρ_р – расчётное удельное сопротивление, Ом;

      К_сез – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта.

 Ом.

12.3 Определяем предельное сопротивление совмещённого ЗУ

                                                                                      (12.2)

                                                                            (12.3)

 А;

Ом (для КЛ ВН).

Принимается R_зу2=4 Ом.

                                                                                   (12.4)

R_зу≤4·50/100=2.

12.4 Определяем количество вертикальных электродов

• Без учёта экранирования:

                                                                                   (12.5)

.

• С учётом экранирования:

                                                                                 (12.6)

где η_в – коэффициент использования вертикального электрода.

 

Таблица 12.1

Коэффициент использования  соединительной полосы в контуре  из вертикальных электродов

Отношение расстояния между заземлителями к их длине	Число вертикальных заземлителей
	4	6	8	10	20	30	50
1	0,45	0,40	0,36	0,34	0,27	0,24	0,21
2	0,55	0,48	0,43	0,40	0,32	0,30	0,28
3	0,70	0,64	0,60	0,56	0,45	0,41	0,37

 

Принимаем η_в = 0,6.

  .

12.5 Уточняем расстояние ЗУ на плане

Т.к. контурное ЗУ закладывается по периметру на расстоянии не менее 1м, то длинна закладки вычисляется по формуле:

                                                              (12.7)

где А и В – длина и ширина цеха соответственно, м.

 м.

По углам устанавливается  по 1 вертикальному электроду, а остальные  между ними.

Для равномерного распределения  электродов принимаем N_в = 50, тогда

                                                                                    (12.8)

                                                                                    (12.9)

где а_В – расстояние между электродами по ширине объекта, м;

  а_А – расстояние между электродами по длине объекта, м;

   n_B – количество электродов по ширине объекта;

   n_А – количество электродов по длине объекта.

м;

м.

      

Рис. 12.1 План ЗУ подстанции

Для уточнения применяем  среднее значение отношения:

                                                                       (12.10)

 

η_В=0,6;

η_А=0,3.

12.6 Определяем уточнённые значения сопротивлений вертикаль ных и горизонтальных электродов

                                                             (12.11)

                                                                                 (12.12)

                                                                                     (12.13)

где b – ширина полосы, м;

      t – глубина заложения, м;

      r_B – приближённое сопротивление одиночного вертикального

заземления, Ом.

Принимаем К_сез=4; b=40 мм²; t=0,7 м.

Ом;

Ом;

Ом.

12.7 Определяем фактическое сопротивление ЗУ

                                                                             (12.14)

Ом.

R_{ЗУ ф}(1,9) < R_ЗУ(2), следовательно ЗУ эффективно.

Ответ: ЗУ объекта состоит  из:

            N_в=50;

          L_в=3 м;   75 × 75 мм;

           а_А=9,2 м; а_В=6,8 м;

          L_n=160 м;  полоса – 40 × 4 мм;

          R_ЗУ=1,9 Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. Расчёт грозозащиты  производственного помещения

По типу молниезащита может быть следующей:

• одностержневой;
• двухстержневой одинаковой или разной высоты;
• многократной стержневой;
• одиночной тросовой;
• многократной тросовой.

По степени надежности различают два типа зон:

А- степень надежности защиты 99,5 %;

Б- степень надежности защиты 95…99,5 %.

Параметрами молниезащиты  являются:

1) h – полная высота молниеотвода

2) hх -  высота защищаемого объекта

3) rх – радиус защиты цеха.

                                                                           (13.1)

где h-h_x –разность высот молниеотвода и защищаемого объекта

из формулы (2.12.1) выразим h:

                               (13.2)

Для данной схемы используем 2 молниеотвода размещённых на крыше цеха. Зная размеры цеха: длинна 44 метра, ширина 32 метра, определим радиус зашиты цеха:

2rx =dx > c                                                                                                   

где c – диагональ половины цеха, с = 46,8 м.

При этом r_x=с/2=46,8/2=23,4 м, т.е. r_x > 23,4 м, выбираем r_x = 30 м.

Рассчитаем высоту молниеотвода по формуле (13.2):

 м.

Активная высота молниеотвода:

ha =h-hx=39,4-14=25,4 м.

Высота молниеотвода от крыши здания ha=25,4 метра. Молниеотвод изготовлен из сплошной стали.

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Технико-экономическое сравнение выбранных

 вариантов электроснабжения

В данном разделе рассматриваются  различные варианты электроснабжения и, основываясь на технической целесообразности и стоимости, выбирается наиболее подходящий вариант.   

Экономически обоснованный выбор числа, мощности и режима работы трансформаторов ТП.

Исходя из найденной  в пункте 2 потребляемой мощности выбираем ТП с трансформатором в 160 кВА.    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15. Выбор схемы и приборов измерения

Измерительные приборы  в электроснабжении служат для своевременного отображения информации о работе системы.

Для измерений в электроснабжении обычно применяют трансформаторы тока.