11 Выбор высоковольтного электрооборудования

Выбираем высоковольтный выключатель из следующих условий:

Выбираем элегазовый выключатель для внутренней установки типа выбранный по [5], таблица 5.1

Разъединитель не выбирается, так как выключатель выкатного типа.

12 Релейная защита трансформатора

Выбор релейной защиты трансформатора зависит от мощности, назначения, места установки и эксплуатационного режима трансформатора.

В качестве основной защиты от повреждений на выводах и внутренних повреждений трансформатора при его мощности 6300 кВА и выше, как правило, применяется ДТЗ. Кроме того, ДТЗ устанавливается на трансформаторах мощностью 1000 кВА и выше, если то не обеспечивает необходимой чувствительности при КЗ на выводах низшего напряжения, а МТЗ имеет выдержку времени более 1 с.

Для защиты трансформаторов мощностью до 6300 кВА вместо сложной ДТЗ устанавливается ТО. Ток срабатывания ТО выбирают таким образом, чтобы отсечка не работала при КЗ за трансформатором. Схема ТО может быть использована в качестве резервной защиты в трансформаторах мощностью 6300 кВА и выше.

Для защиты трансформатора мощностью 1000 кВА и выше от внешних КЗ и перегрузок применяют МТЗ или НМТЗ со стороны основного питания. как правило, защита от перегрузки устанавливается в одной фазе трансформатора, так как перегрузки обычно бывают симметричными.

Применение газовой защиты является обязательным на трансформаторах мощностью 6300 кВА и выше, а также на трансформаторах мощностью 1000- 4000 кВА, не имеющих ДТЗ или отсечки, и если МТЗ имеет выдержку времени 1 с и более. Применение газовой защиты является обязательным также для внутренних трансформаторов мощностью до 630 кВА и более.

Газовая защита является более чувствительной защитой трансформатора по сравнению с ДТЗ, так как она реагирует на замыкание небольшого количества витков обмотки трансформатора, от которого другие защиты из-за недостаточного повышения тока не срабатывают.

Так как в нашем случае трансформатор находится внутри цеха, мощность

равна 100 кВА применяем газовую защиту трансформатора. Газовая защита

осуществляется частотным реле РГЧЗ-66. При КЗ в трансформаторе возникает

сильное газообразование. Сила потока газа, воздействуя на лопасть заставляет чашку повернуться около оси вниз и тем самым замыкая контакты газового реле.

Оно в свою очередь вызывает срабатывание указательного реле, которое действуя на отключающие электромагниты выключателей с двух сторон трансформатора отключают его от сети.

13 Расчет заземляющего устройства

Рассчитать заземляющее устройство в электроустановках с изолированной нейтралью – это значит:

- определить расчетный ток замыкания на землю;

- определить расчетное сопротивление грунта;

- выбрать количество вертикальных электродов.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводников. В качестве заземлителей используются в первую очередь естественные заземлители: проложенные в земле стальные водопроводные трубы, стальная броня и свинцовые оболочки силовых кабелей. Если естественных заземлителей недостаточно, применяют искусственные заземлители: заглубленные в землю вертикальные электроды из труб, уголков или прутковой стали и горизонтально проложенные в земле на глубине не менее 0,5м полосы. Рекомендуется использовать прутковые заземлители - стержни диаметром 12...14 мм и длиной 5 м, которые обеспечивают малое сопротивление растеканию тока.

При использовании естественных заземлений:

,

где, R_И - сопротивление искусственных заземлителей, Ом;

R_Е - сопротивление естественных заземлителей, Ом.

Сопротивление заземления железобетонных фундаментов здания, связанных между собой биметаллическими конструкциями

,

где,  - удельное сопротивление грунта,  = 800 Ом ∙ м;

S – площадь, ограниченная зданием, м².

В любое время года согласно ПУЭ

.

Расчетный ток замыкания на землю определяется приближенно:

,

где, U_Н - номинальное напряжение сети, кВ;

L_КЛ - длина кабельных линий, км;

В электроустановках с изолированной нейтралью напряжением до 1 кВ:

При совмещении заземляющих устройств различных напряжений принимается наименьшее из требуемых значений ([1], таблица 1.13.1, с. 90).

Выбор типа заземляющих электродов приводится в ([1], таблица 1.13.4, с. 90).

Приближенно сопротивление одиночного вертикального заземления:

.

Сопротивление горизонтального электрода (полосы):

,

где, L_П - длина полосы, м

b - ширина полосы, м

t - глубина заложения, м

Определение сопротивлений с учетом коэффициента использования К_И:

;

,

где, R_В и R_Г - сопротивление вертикального и горизонтального электродов с учетом К_И, Ом;

η_В и η_Г - коэффициенты использования вертикального и горизонтального электродов.

Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом соединительной полосы:

Необходимое число вертикальных заземлителей определяется следующим образом:

- при использовании естественных и искусственных заземлителей:

;

- при использовании только искусственных заземлителей:

.

Необходимое число вертикальных заземлителей:

,

где η_В.ут – уточненное значение коэффициента использования вертикальных заземлителей.

Произведем расчеты заземляющих устройств при L_КЛ – 8 км; грунт  = 100 Ом м (глина); площадь цеха - A х B = 48 х 28; t = 0,7 м; примем к установке заземляющее устройство типа Р; климатическая зона – I; размер искусственных заземлителей: В - труба стальная d = 16; L = 15м; Г- полоса стальная 40 х 4 мм.

Определим расчетное сопротивление одного вертикального электрода:

Ом.

По [1], табл. 1.13.2, с. 94 определяем коэффициенты сезонности К_сез.в = F(зона II) = 1,5;

К_сез.г = F(зона II) = 2,3.

Определяем расчетное сопротивление совмещенных заземляющих устройств подстанции:

Ом;

А.

R_{ЗУ 2} = 4 Ом для сети низкого напряжения, но допустимое при данном грунте определяется:

Ом.

Следовательно, для расчета принимается R_ЗУ = 4 Ом.

Определяем количество вертикальных электродов расчетное:

- без учета экранирования

, принимается .

- с учетом экранирования

принимается .

По [1], таблица 1.13.5 η_в = F(рядное; 1; 15) = 0,6.

При прямой прокладке получается большая протяженность по территории,

что нецелесообразно.

м.

Определяем уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов:

Ом;

По[1], таблица 1.13.5, с.95 η_в = F(рядное; 1; 28) = 0,49;

η_г = F(рядное; 1; 28) = 0,42.

Ом,

так как вертикальный электрод круглый, то b = 1,1 ∙ 16 = 17,6 мм.

Определяем фактическое сопротивление заземляющего устройства:

Ом.

> , следовательно, заземляющее устройство будет эффективным.

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта были решены поставленные задачи, были закреплены полученные теоретические знания. Важнейшим условием надежности действия сети и оборудования, а также безопасности их обслуживания является правильный их выбор в зависимости от технологического назначения помещений, в которых они должны работать.

В курсовом проекте большое внимание уделялось вопросам повышения экономии системы электроснабжения, снижения потерь электроэнергии, применения современного оборудования, а также приведены сведения о расчетах силовых сетей. Были приведены схемы электроснабжения. Для достижения всех этих целей использовалась различного рода справочная литература.

Курсовой проект обеспечивает качественные технические показатели, то есть у принятых вариантов высокое номинальное напряжение сети для перспективного развития производства, малое количество оборудования , кабелей и материалов, простота и надежность и наглядность схемы, готовность к росту нагрузок предприятия без существенной реконструкции действующей сети, есть условия для индустриального метода монтажа, удобства и безопасность эксплуатации.

Литература

1 Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения: методическое пособие для курсового проектирования: М.: Форум – ИНФРА – М, 2004

2 Аллиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию. – издание 5 – ое, исправленное - Ростов – на – Дону.: Феникс, 2004

3 Неклепаев Б.Н., Крючков Н.П. Электрическая часть станций и подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов. – 4-ое изд., перераб. и доп.

- М.: Энергоатомиздат, 1989

4 Правила устройств электроустановок. - 6-ое изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 2000

5 Справочник по проектированию электроснабжения промышленных предприятий / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат, 1990

6 Электротехнический справочник. Электротехнические устройства: Том 2. - М.: Энергоатомиздат, 1981