Электроснабжение агломерационной фабрики металлургического комбината

В зоне перегрузки установка срабатывания расцепителя:

I/Iн=1,25;

Iрасц. пер=1,25·Iн=1,25·2500=3125 А.

В зоне К.З. установка срабатывания расцепителя:

I/Iн=3;

Iрасц.К.З. =3·Iн=3·2500=7500 А.

Iпик=1,5·Iр. мах. =1,5·2485=3727,5А.

Окончательно выбираем автоматический выключатель Э25.

8.4 Выбор измерительных трансформаторов

8.4.1 Выбор трансформатора тока на вводах 6 кВ ППЭ

Выбор трансформатора тока производится по номинальному току, номинальному напряжению нагрузке вторичной цепи. Предварительно принимается трансформатор тока ТШЛ-10У3:

Iн2=5А; z2=1,2 Ом; класс точности 0,5 [6].

Определяется сечение проводов:

Расчетное сопротивление приборов:

где I2н - ток вторичной цепи, А

Таб.14.

Определим расчетное сопротивление нагрузки:

r2 расч = rå приб + rпров + rконт,  Ом.

rконт=0,1 Ом. - сопротивление контактов. [2]

Определим допустимое сопротивление проводов.

rпров=z2н-rприб-rконт=1,2-0,36-0,1=0,74 Ом.

Сечение провода:

мм2,

где ρ = 0,028 Ом·мм2/м - удельное сопротивление алюминия, lp=20м.

Принимаем стандартное сечение F=4 мм2 по условию механической прочности.

Ом.

Расчетное сопротивление нагрузки вторичной цепи

r2расч=0,36+0,1+0,14=0,6 Ом.

Таблица 15.

Окончательно принимаем к установке трансформаторы тока марки: ТШЛ-10У3. Схема подключения приборов к трансформатору тока приведена на рисунке 10.

8.4.2 Выбор трансформаторов напряжения на РУ НН ППЭ

Трансформатор напряжения предназначен для питания цепей напряжения измерительных приборов и релейной защиты и автоматики.

На каждой полусекции шин предполагается установка трансформатора типа НАМИ-6-66У3.

Для выбора трансформатора напряжения необходимо рассчитать нагрузку вторичной цепи (таб16). Условия проверки приведены в таб.17.

Таб.16.

Проверка трансформатора напряжения.

Таб.17.

Окончательно принимаем к установке трансформаторы напряжения типа НАМИ-6-66У3.

Рис 10. Схема подключения измерительных приборов.

9. Релейная защита

В электрических сетях промышленных предприятий возможно возникновение повреждений, нарушающих нормальную работу электроустановок. Наиболее распространенными и опасными видами повреждений являются короткие замыкания, к ненормальным режимам относятся перегрузки. Повреждения и ненормальные режимы могут привести к аварии всей СЭС или ее части, сопровождающейся недоотпуском электроэнергии или разрушением основного электрооборудования.

Предотвратить возникновение аварий можно путем быстрого отключения поврежденного элемента или участка сети. Для этой цели электрические установки снабжают автоматически действующими устройствами релейной защиты (РЗ), являющейся одним из видов послеаварийной автоматики. РЗ может быть предназначена для сигнализации о нарушениях в сетях. При повреждении в цепи РЗ выявляет поврежденный участок и отключает его, воздействуя на коммутационные аппараты. При ненормальных режимах (недлительные перегрузки, замыкание фазы на землю в сетях с изолированной нейтралью, понижение уровня масла в расширителе трансформатора и т.д.), РЗ действует на сигнал. На подстанциях без постоянного обслуживающего персонала те же защиты действуют на отключение, но обязательно с выдержкой времени.

Основными требованиями к РЗ являются:

быстродействие;

селективность;

чувствительность;

надежность.

Для трансформаторов ППЭ предусматриваются устройства РЗ от многофазных КЗ в обмотках и на выводах, присоединенных к сетям с глухо - заземленной нейтралью, витковых замыканий в обмотках, токов в обмотках, токов в обмотке при внешних КЗ и перегрузках, понижение уровня масла в трансформаторах.

Газовая защита реагирует на образование газов, сопровождающих повреждения внутри кожуха трансформатора, в отсеке переключателя отпаек устройства РПН, при чрезмерном понижении уровня масла.

В качестве реле защиты используется газовое реле. При наличии двух контактов газового реле защита действует на сигнал или отключение. В соответствии с [1] предусмотрена возможность перевода действия отключающего контакта газового реле на сигнал и выполнение раздельной сигнализации от сигнального или отключающего контактов реле.

Газовая защита устанавливается на трансформаторы ППЭ и на внутрицеховые трансформаторы мощностью 630 кВ и более.

Применяется реле типа РГУЗ - 66. Характер повреждения устанавливают по цвету газа.

Продольная дифференциальная защита действует без выдержки времени на отключение поврежденного трансформатора от неповрежденной части энергосистемы с помощью выключателей. Продольная защита осуществляется с помощью реле тока, обладающим улучшенной отстройкой от бросков тока намагничивания, переходных и установившихся токов небаланса. Дифзащита трансформатора с реле ДЗТ - 11 выполняется так, чтобы при внутренних повреждениях трансформатора торможение было минимальным или совсем отсутствовало. Поэтому тормозная обмотка реле обычно подключается к трансформаторам тока, установленным на стороне низшего напряжения силового трансформатора.

9.1 Дифференциальная защита трансформатора

Производится расчет ППЭ, выполненный с реле ДЗТ - 11. Трансформатор ТРДН - 25000/ 110:

Определяются первичные токи для всех сторон защищаемого трансформатора, с соответствующей его номинальной стоимостью:

;

где Sн. т - номинальная мощность защищаемого трансформатора, кВА.

Uср - номинальное напряжение обмотки трансформатора, кВ.

.

Применяются трансформаторы тока с коэффициентом трансформации 300/5 и 1500/5.

Определяется соответствующие вторичные токи в плечах защиты:

где nт. т - коэффициент трансформации трансформатора тока;

kсх - коэффициент схемы.

,

Выбирается сторона, к трансформатору тока которой целесообразно присоединить тормозную обмотку. На трансформаторах с расщепленной обмоткой - на сумму токов, установленных в цепи каждой из расщепленных обмоток.

Определяется ориентировочное значение первичного тока срабатывания защиты без учета I”н. б. расч, исходя из принятого места установки тормозной обмотки.

Если тормозная обмотка включена на сумму токов, то выбор Iс. з. производится по условию отстройки от броска тока намагничивания.

где kн - коэффициент отстройки от Iн для реле ДЗТ-11 kн=1,5 [2]

Ток срабатывания реле на основной стороне:

;

где kсх=, так как трансформаторы тока соединены в треугольник.

Определяется число витков рабочих обмоток реле, включенных в плечо защиты с основной стороны.

витка.

Принимается wосн=18 витков (110кВ) wосн=wраб.

Расчетное число витков обмотки реле, включаемых с не основной стороны (6кВ)

.

Принятое число витков обмотки НТТ реле для не основной стороны:

w1 ур=w2ур=17 витков.

Для определения числа витков тормозной обмотки реле вычисляется максимальный ток небаланса при внешнем К.З. на шинах 6кВ по формуле:

где Ка - коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей, Ка=1;

Кодн - коэффициент однотипности ТТ, Кодн=1;

Е - относительная погрешность ТТ Е=0,1;

ΔUрег - погрешность, обусловленная переключением РПН? Uрег=0,5·Д=8,01%,

Д - диапазон регулирования для ТРДН-25000/110 Д=16,02.

Число витков тормозной обмотки:

;

где Iторм - первичный тормозной ток при К.З., кА.

Tgλ=0,75 для реле ДЗТ-11.

витка.

Согласно стандартного ряда [8] число витков тормозной обмотки для ДЗТ-11 выбирается wт=5.

Коэффициент чувствительности при К.З. в зоне действия, когда ток К.З. проходит через ТТ стороны 110 кВ и торможение отсутствует.

Где -ток в обмотке реле ДЗТ при условии, что он проходит по ТТ только одной стороны.

Iс. р. - ток срабатывания реле, соответствующий числу витков первичной обмотки НТТ ДЗТ.

Ток срабатывания реле ДЗТ при выбранном числе витков обмотки на стороне 110 кВ wосн. =18.

;

Коэффициент чувствительности равен:

Данное значение Кч больше чем должно быть, согласно [1] Кч=2, следовательно защита удовлетворяет требованиям.

9.2 Защита от токов внешних многофазных КЗ

Защита предназначена для отключения внешних многофазных КЗ при отказе защиты или выключателя смежного поврежденного элемента, а также для выполнения функций ближнего резервирования по отношению к основным защитам трансформатора (дифференциальной и газовой). В качестве защиты от токов внешних многофазных КЗ используются:

токовые защиты шин секций распределительных устройств низшего и среднего напряжений, подключенных к соответствующим выводам трансформатора;

максимальная токовая защита с пуском напряжения, устанавливаемая на стороне высшего напряжения защищаемого трансформатора.

Основным условием является [4].

Определяется ток срабатывания защиты:

.

Определяется коэффициент чувствительности:

;

Если Кч >1,5, то по [1] защита выполняется без пуска по U. Применяются к установке реле типа РТ-40. Время срабатывания выбирается из условий селективности защищаемого объекта.

9.3 Защита от токов перегрузки

На трансформаторах номинальной мощности 400кВА и более, подверженных перегрузке, предусматривается максимальная токовая защита от токов перегрузки с действием на сигнал с выдержкой времени. Защита устанавливается на двухобмоточных трансформаторах с односторонним питанием - на стороне питания и на стороне обмотки меньшей мощности. Для двухобмоточных трансформаторов с расщепленными обмотками 10 (6) кВ установка защиты обязательна на каждой части расщепленной обмотки.

Продолжительность срабатывания защиты должна быть выбрана примерно на 30% больше продолжительности пуска или самозапуска двигателей, получающих питание от защищаемого трансформатора, если эти

процессы приводят к перегрузке трансформатора.

9.4 Защита линий 6кВ

Для кабельных линий и токопроводов предусматривается устройства релейной защиты от междуфазных замыканий, а также устройства сигнализации, действующее при однофазных замыканиях на землю. Защита от многофазных замыканий действует на отключение выключателей. Применяется максимальная токовая защита и отсечка.

9.5 Защита синхронных двигателей.

Для синхронных электродвигателей напряжением 6кВ предусматриваются защиты от многофазных замыканий на линейных выводах и на обмотке статора, однофазных замыканий на землю, токов перегрузки, потери питания и понижение напряжения, синхронного режима.

Защита от многофазных замыканий действует на автомат питания поля.

Для электродвигателей номинальной мощностью до 4000кВт применяется токовая двухрелейная отсечка без выдержки времени с реле, включенными на фазные токи.

Для двигателей номинальной мощностью 4000кВт и более применяется продольная дифзащита без выдержки времени. Для токов отсечек применяется реле типа РТ-40.

В дифференциальной токовой защите используется реле типа ДЗТ-11. Тормозная обмотка реле включается в плечо дифференциальной защиты со стороны нулевых выводов обмотки статора. Этим обеспечивается минимальное торможение при внутренних повреждениях двигателя.

Установка защиты двигателей от однофазных замыканий на землю считается обязательной при токе замыкания на землю 5А и более. Эта защита действует на отключение и включение АПП. Применяется токовая защита нулевой последовательности с реле типа РТЗ-51, с трансформаторами тока.

Защита от токов перегрузки устанавливается в том случае, когда возможны перегрузки по технологическим причинам. Защита выполняется на сигнал. Применяется МТЗ в однорелейном исполнении, с реле РТ-40.

На всех синхронных двигателях предусмотрена защита от асинхронного режима и она действует на схему, предусматривающую рассинхронизацию с автоматической разгрузкой механизма до такого уровня, при котором обеспечивается втягивание двигателя в синхронизм, отключение двигателя при неуспешной рассинхронизации.

В качестве защиты от потерь питания используется одно, двух или трехступенчатая защита минимального напряжения. Используется реле РН-50.

10. Оперативный ток на ППЭ

Системы оперативного тока - это совокупность источников питания, кабельных линий, шин питания переключающих устройств и других элементов оперативных цепей составляют систему оперативного тока.

К системам оперативного тока предъявляются требования высокой надежности при КЗ и других ненормальных режимах в цепях главного тока.

Применяются следующие системы оперативного тока на подстанциях:

постоянный оперативный ток - система питания оперативных цепей, в которой в качестве источников питания используются аккумуляторные батареи.

переменный оперативный ток - система питания оперативных цепей, в которых в качестве основных источников питания используются измерительные трансформаторы тока, защищаемых присоединений, измерительные трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд.

выпрямленный оперативный ток - система питания оперативных цепей переменным током, в которой переменный ток преобразуется в постоянный с помощью блоков питания и выпрямительных силовых устройств.

смешанная система оперативных токов - система питания оперативных цепей, при которой используются разные системы оперативного тока.

Для ППЭ агломерационной фабрики применяются системы с выпрямленным оперативным током. Так как согласно [2] такие системы должны применяться

на подстанциях 35-22/6-110кВ без выключателей на стороне высшего напряжения.

Система оперативного тока на подстанциях служит для питания:

цепей электромагнитов включения выключателей;

цепей управления, защиты, сигнализации, блокировки;

приборов измерения и контроля изоляции.

Система должна обеспечивать надежное питание при любых КЗ, как удаленных трехфазных и любых несимметричных, так и при близких трехфазных.

11. Самозапуск электродвигателей

Самозапуск заключается в том, что при восстановлении электроснабжения после его кратковременного нарушения электродвигатели автоматически восстанавливают свой нормальный режим работы. Отличительные особенности самозапуска по сравнению с обычным пуском:

Одновременно пускается группа электродвигателей;

В момент восстановления электроснабжения и начала самозапуска часть, или все электродвигатели вращаются с некоторой скоростью;

Самозапуск обычно происходит под нагрузкой.

При кратковременном нарушении электроснабжения самозапуск допустим как для самих механизмов, так и для электродвигателей.

Если невозможно обеспечить самозапуск двигателей, то в первую очередь необходимо обеспечить самозапуск для ответственных механизмов, отключение которых необходимо.

Расчет самозапуска синхронных двигателей:

В цехе №14 установлены 4х1600 СД. Из справочника выбираем двигатель СТД-1600 - 23УХП-4.

Таб.18.

Cosφ=0.9; n=3000 об/мин.; электромеханическая постоянная времени механизма и двигателя определяется:

;

где no - синхронное число оборотов в минуту.

Рн - номинальная мощность двигателя, кВт.

Выбор определяется по формуле:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5