Релейная защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения промышленных предприятий

 

Распределительную сеть выполняем кабелем марки  АСБ2лШвУ [6, табл.2.4] для прокладки в земле (траншее) с высокой коррозийной активностью и наличием блуждающих токов, в процессе эксплуатации  не  подвержен  растягивающим  усилиям. Трехжильный на  6 кВ сечением от 10 до 240 мм² [6, табл.2.8] согласно ГОСТ 18410-73^*Е. Кабель с алюминиевыми жилами в бумажной усовершенствованной изоляции с вязкой пропиткой, броня из стальных лент на подушке с шлангом наружным поливинилхлоридным..

Выбираем сечения и  проверяем его на предельно допустимый ток  согласно [6, табл. 6.56, 6.8].

F»

,

I_длит>I_max.раб.

 

где  j=1,2 – экономическая плотность тока, А/мм²  при длительном режи-

       ме  работы электроприемников;

       n – количество кабелей.

 

 Результаты выбора  сводим в табл. 2.8.

 

Таблица 2.8.  Выбор сечений  КЛ.

РП	КЛ	Imax.Р, А	n´F, мм2	x0, Ом/км	r0, Ом/км	Iдлит, A
1	1,7	560,02	2´150	0,074	0,206	2×300=600
2	3,8	890,80	3´150	0,074	0,206	3×300=900
4	4,10	620,03	3´120	0,076	0,258	3×260=840
6	2,9	1012,47	3´185	0,073	0,167	3×340=1020
7	5,6	1082,12	3´240	0,071	0,129	3×390=1170

 

 

 

 

4. Расчет токов короткого замыкания (ТКЗ) в различных точках распределительной сети.

 

Расчет ТКЗ производится в следующих точках:

К1: на выводах 110 кВ трансформаторов  ГПП;

К2: на шинах  6 кВ ГПП [1 секция (А)];

К3: на шинах 2-ой секции РП-6;

К4: на стороне  0,4 кВ цехового трансформатора  4Т секции 2  РП-6.

 

Рассчитываем ток трехфазного  КЗ в максимальном и минимальном режимах работы СЭС. Расчет производим в именованных единицах.

 

Составляем схему замещения  на рисунке 1.3.

 

 

Рисунок 1.3. Схема замещения.

 

Полагаем  U_Б=6,3 кВ.

Производим пересчет сопротивлений СЗ:

Х_{С min}= Ом;

Х_{С max}=

 

Коэффициент расщепления, для трансформатора с расщепленной обмоткой рассчитывается как:

 

Рассчитываем  трехфазный ТКЗ для точки К1

 

 

Рассчитываем трехфазный ТКЗ для точки К2

 

;

 

Рассчитываем  трехфазный ТКЗ для точки К3

 

Рассчитываем  трехфазный ТКЗ для точки К4

 

Рассчитываем токи подпитки от СД для ТКЗ в точке К3 и  К2.

Составляем схему подпитки СД (см. рис. 2.2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2.  Схема подпитки СД места КЗ.

 

 Расчет Х_CD показан в таблице 2.9.

 

Таблица 2.9. Расчет параметров СД.

СД		, А	, Ом
1	154,52	772,6	0,0047
3	120,72	603,6	0,0060
5	154,52	772,6	0,0047
7	304,22	1521,1	0,0023

 

Для СД1:

 

 

 

 

 

 

      Расчет КЛ показан в таблице 2.10.

 

Таблица 2.10. Расчет и параметры  КЛ для СД.

КЛ	ℓ, км	X, Ом	n (число паралл. кабелей)
2	0,22	0,073	3	0,0053
5	0,48	0,071	3	0,0113
6	0,4	0,071	3	0,0094
9	0,5	0,073	3	0,01216

 

Для КЛ2:

Итоговые Х_рез=Х_СД+Х_КЛ показаны в таблице 2.11.

 

Таблица 2.11. Итоговые Х_рез

От СД   Для точки	5СД-1РП6	1СД-1РП7	3СД-1РП7	3СД-2РП7	5СД-2РП7	7СД-2РП6
К2	0,01	0,016	0,0173	0,0154	0,0141	0,0144
К3	0,0221	0,0281	0,0294	0,0275	0,0262	0,0023

 

Полагая  Е_СД*=1,1 имеем , для точки К2 5СД-1РП6:

 

Результаты сводим в таблицу 2.12.

 

Таблица 2.12. I_подп по отдельным СД и суммарные.

От СД	IПОДП, А для точки К2	IПОДП, А для точки К3
5СД-1РП6	364,16	164,77
1СД-1РП7	227,60	129,59
3СД-1РП7	210,49	123,864
3СД-2РП7	236,46	132,42
5СД-2РП7	258,77	138,95
7СД-2РП6	252,89	1583,13
Итого по всем СД	1549,81	2272,94
	18,661	18,035
	17,835	17,331

 

Ток однофазного короткого  замыкания на 2-ой секции РП-6 рассчитываем по формуле:

,

где ℓ =ℓ₄×2+ℓ₂+ℓ₁=1,0+1,8=1,8 км – общая длина кабельных линий 6 кВ, питающихся от Т2 ГПП;

U_б=6,3 кВ – ном. напряжение распределительной сети;

SI_СД – сумма емкостных токов СД.

 

, А;

где S – мощность СД, кВА;

      U_Ф и U_Н – соответственно фазное и номинальное напряжения сети и СД;

      n_H – число оборотов в минуту;

      К₂ =40 – для изоляции класса Б при 20^ОС.

Итого:  , а

Все расчеты сводим в итоговую таблицу (см. табл. 2.13), а также в табл. 2.14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.12. Режимные исходные параметры распределительной сети промышленного предприятия.

Расчетный		РП					Секция ГПП				трансформатор ГПП
параметр		1	2	4	6	7	I	II	III	IV	1	2
РРАС,кВт		2466 2813	3628,3 5435,5	2811 3210,5	3438 6375,5	6220,55 4427,5	8900,5	10803	9653,5	11321	18594	22124
QРАС,квар		1628,3 1435,5	1360,1 2464	1367,1 1700,4	1700,4 3346	3318,7 1763,2	4362,5	5109,2	5019,1	5599,9	9381,6	10709,1
Imax.Р, А		560,02	890,8	620,03	1012,47	1082,12	2005,9	2005,9	2157,13	2157,13	4163,03	4163,03
Iраб, А		271,11 289,74	355,33 536,05	286,79 333,33	351,91 680,62	646,48 437,15	909,45	1046,45	998,28	1158,84	1907,73	2255,3
					141,148 242,774
					17,835 18,661
		19,422 20,299			17,331 18,035
					1,295 1,3
n´F, мм2		2´150	3´150	3´120	3´150	3´240
Сопротивление КЛ, Ом	Z X Z X	0,0412 0,0148 0,0412 0,0148	0,0274 0,0098 0,0271 0,0098	0,043 0,0176 0,043 0,0126	0,0122 0,0053 0,027 0,0121	0,0206 0,0113 0,0172 0,0094
длина КЛ по РП (ГПП),км		0,8	0,8	1,0	0,72	0,88	1,3	0,9	0,7	1,3	2,0	2,1
I(1), A					2,101

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.13. Режимные и схемные параметры элементов распределительной сети

промышленного предприятия.

Элемент распре-	Параметр элемента
делительной сети	Iн, А	Iпуск, А	cos j
1СД (СДН-2)	154,52	772,6	0,95
3СД (СДН-2)	120,72	603,6	0,95
5СД (СДН-2)	154,52	772,6	0,95
7СД (СТД)	307,22	1521,1	0,95
1АД	97	485	0,8
2АД	107,55	537,76	0,75
3АД	167,64	838,23	0,85
4АД	498,93	2494,6	0,75
1Т	48,93	-	0,75
2Т	110,54	-	0,83
3Т	45,30	-	0,81
4Т	128,45	-	0,77

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ВЫБОР УСТРОЙСТВ  РЕЛЕЙНОЙ  ЗАЩИТЫ,

АВТОМАТИКИ  И  ТЕЛЕМЕХАНИКА

 

Объем устройств РЗАиТ  в конкретной схеме электроснабжения выбираем согласно требованиям разделов 3 («Защита и автоматика») и 5 («Электросиловые установки») Правил устройства электроустановок (ПУЭ) {3}.

Исходя из вышеизложенного  устанавливаем:

1) у электродвигателей:

• защиту от перегрузки;
• защита от многофазных КЗ;
• защита от асинхронного хода для СД.