11 Выбор описание конструкций распределительных

УСТРОЙСТВ.

Конструкция ОРУ-330 кВ.

В ОРУ-330 кВ в схеме автотрансформаторы-шины с полуторным соединением линий расположение токоведущих частей, разъединителей, выключателей и другой аппаратуры на площадке принято таким, чтобы при расширении распределительного устройства можно было перейти к схеме с 3 выключателями на 2 цепи.

Конструкция ОРУ-110 кВ.

Для ОРУ 110 кВ с 2 рабочей и 1 обходной системами шин применяется типовая компоновка ОРУ. В принятой компоновке все выключатели размещаются в один ряд около второй системы шин, что облегчает их обслуживание. Такие ОРУ называются однорядными. Перед выключателями имеется автодорога для проезда ремонтных механизмов, провоза оборудования, что облегчает их обслуживание.

Каждый полюс шинных разъединителей второй системы шин расположен под проводами соответствующей фазы сборных шин. Такое расположение (килевое) позволяет выполнять соединение шинных разъединителей (развилку) непосредственно под сборными шинами и на этом же уровне подключать выключатель.

Конструкция ОРУ-6 кВ.

Комплектные распределительные устройства наружной установки (КРУН) предназначены для открытой установки вне помещения. КРУН состоят из металлических шкафов со встроенными в них аппаратами, приборами, устройствами защиты и управления. Малогабаритные КРУН серии К-34 применяются для подстанций с линиями 6-10кВ. Шкафы устанавливаются и поставляются заводом в собранном виде на общей раме. На выкатной тележке вместе с выключателем установлены трансформаторы тока и аппаратура вторичных цепей. Трансформатор с.н. в этой серии располагается на крыше шкафа собственных нужд, а вся релейная защита его выполнена в шкафу разрядников.

12. Расчет релейной защиты для заданной цепи

Энергосистемы являются сложнейшими комплексами, состоящими из большого числа разнообразных взаимозаменяемых по режимам элементов. Повышение надежности работы энергосистемы, повышение качества электроэнергии, улучшение технико-экономических показателей работы эл. Станций, повышение производительности труда в настоящее время не мыслимы, без все более широкого внедрения устройств автоматики и автоматизированных систем управления. Устройства автоматики помогают обслуживающему персоналу вести заданный технологический режим работы эл. Станции и энергосистем, повышают устойчивость работы энергосистем и надежность электроснабжения потребителей, ускоряют процесс ликвидации аварии.

Для защиты линии 6 кВ устанавливаются следующие защиты:

• Токовая отсечка, защищает часть линий со стороны источника питания. Селективность ее достигается выбором тока срабатывания. Токовая отсечка отстраивается от I ⁽³⁾ в конце линии, время действия отсечки t_действ ⋲ 0.

• МТЗ защищает всю линию в отличии от ТО, но имеет выдержку времени. Чем ближе комплект МТЗ к источнику питания, тем больше выдержка времени на срабатывание. Исходными для тока срабатывания МТЗ является требование, чтобы она надежно работала при повреждениях на защищаемом участке, но в то же время не действовало при максимальном рабочем токе нагрузки, кратковременных перегрузках, вызванных пуском и самозапуском эл. Двигателей и нарушением нормального режима эл. Сети.

• Земляная защита в сетях с изолированной нейтралью действует на сигнал.

Расчетная схема приведена на рисунке 15

Рисунок 15 – Расчетная схема.

Защита выполняется на постоянном оперативном токе, реле РТ-40, двух релейном исполнении. Схема соединения трансформаторов тока – неполная звезда. Трансформаторы тока типа ТОЛ-10. Коэффициент трансформации принимается К_тр=300/5, в целях обеспечения надежного (без вибрации) замыкания контактов электромеханических реле тока при коротких замыканиях в начале защищаемой зоны, когда токовая погрешность может превышать 10%, но не должна превышать допустимого значения т.е. 50%. Принимается провод АС-150/19 и кабельная вставка для подключения трансформатора нулевой последовательности (ТНП).

Сопротивление провода Х_Л, Ом, вычисляют по формуле

Х_Л = Z₀• L, (64)

где Z₀ –электрическое сопротивление постоянному току, Ом/км;

Z₀ = 0,299 Ом/км согласно Шапиро И. М [14, С. 274];

L – длина участка до точки короткого замыкания, L = 5 км.

Х_Л = 5 · 0,299 = 1,495 Ом

Сопротивление системы Х_С, Ом, вычисляют по формуле

(65)

где – переодическая составляющая тока короткого замыкания, принимается согласно расчетов п. 8;

= 51,2 кА.

Сопротивление до точки К2, Х_К2, Ом вычисляют по формуле

Х_К2 = Х_С + Х_Л (66)

Х_К2 = 0,07+1,495=1,502 Ом

Ток короткого замыкания в точке К2 , кА, вычисляют по формуле

(67)

Ток срабатывания токовой отсечки I _{СЗ ТО}, кА, определяется по формуле

I _{СЗ ТО} ≥ К_ОТС · (68)

где К_ОТС – коэффициент отстройки, К_ОТС = 1,2-1,3.

I_СЗТО = 1,3 · 2,43=3,159

Ток срабатывания реле I _СР, А, вычисляют по формуле

(69)

где К_СХ– коэффициент схемы, К_СХ= 1;

К_ТР– коэффициент трансформации, К_ТР= 300/5.

Принимается реле РТ-40/100 согласно Смирнова А.Д [11, С.465].

Ток срабатывания МТЗ I_СЗМТЗ, А, вычисляют по формуле

(70)

где К _зап – коэффициент запаса, К _зап = 1,2;

К _сзап– коэффициент самозапуска двигателей, К _сзап= 2;

К _в– коэффициент возврата, К _в= 0,8-0,85.

Рабочий максимальный ток I_{раб мах}=190 А, принимается согласно расчетов п. 4.2.

Принимается реле РТ-40/20 согласно Смирнова А.Д. [11, С.465].

Коэффициент чувствительности токовой отсечки вычисляют по току короткого замыкания в начале линии по формуле

(71)

Коэффициент чувствительности МТЗ вычисляют по току короткого замыкания в конце линии защищаемого участка по формуле

(72)

Провод АС-185/24 проверяется на термическую устойчивость S_min, мм², по формуле

(73)

где S_min – минимальное допустимое сечение провода, мм²;

С – постоянная зависит от тяжения, А• сек/мм²;

С = 69,5 А• сек/мм².

Время от начала КЗ до его отключения, T_откл, вычисляют по

формуле

T_откл = t_сз + t_Q, (74)

где t_сз– время работы защиты, t_сз= 0;

t_Q– время отключения выключателя, с;

t_Q=0,055 с, согласно расчетов.

T_откл =0 + 0,05 = 0,05 с

Трансформаторы тока ТОЛ-10-300/5 проверяются на 10% погрешность по формуле

Z_красч = 2Z_пр + Z_рф + Z_робр + Z_пер, (75)

где Z_пр – сопротивление соединительных проводов, Ом;

Z_пр = 0,028 Ом;

Z_робр – сопротивление реле обратного провода, Ом;

Z_робр = 0;

Z_пер– сопротивление переходных контактов, Ом;

Z_пер= 0,05 Ом согласно расчетов п. 11.1.

Сопротивление реле в фазе, Z_рф, Ом, вычисляют по формуле

(76)

где S–потребляемая мощность реле при минимальной уставке, ВА вычисляют по формуле

Z_красч = 2·0,028+0,001+0,002=0,11 Ом

Допустимую нагрузку вычисляют по формуле

(77)

Ток при котором должна обеспечиваться работа ТА с погрешностью менее 10 %, I_1расч, А, вычисляют по формуле

I_1расч = 1,1 · I _сз (78)

I_1расч=1,1 2430=2673 А

По специальным кривым предельной кратности К₁₀=ƒ(z_Н) согласно учебника Шабад М.А [13, С.33] определяется: Z_доп =1,3 Ом, К_{10 доп} = 20.

Реле проверяется на вибрацию А, по формуле

(79)

Согласно таблицы взятой из учебника Шабад М.А [11, С.37] принимается F_доп = 50%, Значение F_РАСЧ определяется по рисунку согласно учебника Шабад М.А [11, С.36].

F _РАСЧ = 48%

Напряжение на выводах вторичной обмотки трансформатора тока U_2мах, В, вычисляют по формуле

(80)

U_2мах ≤ • U_ДОП

132,6В •100В

132,63В<100=140В

Следовательно, трансформатор тока ТОЛ-10-300/5 проходит по 10% погрешности и может быть применен в данной релейной защите.

12. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ СОБСТВЕНЫХ НУЖД

Все электродвигатели, установленные в технологических цехах электростанции, должны иметь на корпусе сокращенную маркировку, общую с механизмом и соответствующую исполнительной рабочей технологической схеме, и указатель направления вращения. У кнопок или ключей управления выключателями (автоматическими выключателями или магнитными пускателями) электродвигателей, должны быть четкие надписи, указывающие, к какому электродвигателю они относятся, а также какая кнопка или какое направление поворота ключа относится к пуску и какое к останову электродвигателя. Маркировка коммутационных аппаратов, кнопок и ключей управления должна выполняться персоналом электроцеха.

Ключи АВР и технологических блокировок должны иметь надписи, указывающие их рабочее положение (работа, автоматика, резерв, сблокировано и пр.). На корпусе каждого электродвигателя должны быть заводская табличка по ГОСТ 12969 [16] и ГОСТ 12971 [17] с указанием типа, заводского номера машины.

.

На рис 16 изображена схема съемника для снятия полумуфт изображена

Вблизи места установки электродвигателей, имеющих дистанционное или автоматическое управление, должна располагаться кнопка аварийного отключения. Аварийной кнопкой разрешается пользоваться только для экстренной остановки электродвигателя. Кнопки аварийного отключения должны быть защищены от случайных или ошибочных действий и опломбированы. Контроль за сохранностью пломб должен осуществлять дежурный персонал электрического цеха.

Электродвигатели, имеющие двойное управление (местное и дистанционное с операторской станции АСУ ТП), должны быть оснащены переключателем выбора рода управления, располагаемым на местном кнопочном посту управления, и сигнализацией положения переключателя.

Степень защиты электродвигателей защищенного исполнения, предназначенных для работы в закрытых помещениях без искусственного регулирования климатических условий при запыленности окружающего воздуха до 2 мг/м³, должна быть не ниже IР23 по ГОСТ 17494 [15].

Степень защиты электродвигателей закрытого обдуваемого исполнения, предназначенных для работы на открытом воздухе и в помещениях с повышенной влажностью и запыленностью окружающего воздуха не более 10мU/м³, должна быть не ниже IР44 по ГОСТ 17494 [15].

Степень защиты выводного устройства для обоих исполнений электродвигателей должна быть не ниже IР54.

Двигатели и их выводные устройства, предназначенные для установки в помещениях с повышенной запыленностью окружающей среды, требующих периодической гидроуборки, должны иметь степень защиты не ниже IP55.

Открытые вращающиеся части (соединительные муфты, шкивы, концы вала, ременные и зубчатые передачи) должны быть ограждены.

Корпус электродвигателя и металлическая оболочка питающего кабеля должны быть надежно заземлены с обеспечением видимой связи соединения между корпусом электродвигателя и контуром заземления. Заземляющий проводник должен быть соединен сваркой с металлическим основанием или с помощью болтового соединения со станиной электродвигателя.

Для электродвигателей переменного тока мощностью свыше 100кВт в случае необходимости контроля технологического процесса, а также электродвигателей механизмов, подверженных технологическим перегрузкам, должен быть обеспечен контроль тока статора. Шкала прибора градуируется в амперах при индивидуальном контроле и в процентах при избирательной системе контроля. На шкале амперметра должна быть нанесена черта, соответствующая номинальному току статора.

На электродвигателях постоянного тока для привода питателей топлива, аварийных масляных насосов турбин и уплотнений вала турбогенераторов с водородным охлаждением независимо от их мощности должен контролироваться ток якоря. В случаях отображения информации по агрегату СН на видеомониторе операторской станции АСУ ТП индикация текущих значений токов, превысивших номинальное значение, должна отличаться от индикации токов нормального режима электродвигателя.

Отключенные электродвигатели, находящиеся в резерве, должны быть постоянно готовы к немедленному пуску. После пуска резервного электродвигателя необходимо осмотреть электродвигатель и убедиться в его нормальной работе.

Электродвигатели, находящиеся в резерве, должны пускаться в работу, а работающие - переводиться в резерв не реже 1 раза в месяц по графику, утвержденному техническим руководителем электростанции. При этом у электродвигателей наружной установки, не имеющих обогрева, должны проверяться сопротивление изоляции обмотки статора и коэффициент абсорбции.

Автоматические устройства включения резерва (АВР) должны проверяться не реже 1 раза в квартал по программе и графику, утвержденным техническим руководителем электростанции.

Продуваемые электродвигатели, устанавливаемые в пыльных помещениях с повышенной влажностью и температурой воздуха, должны быть оборудованы устройствами подвода чистого охлаждающего воздуха.

На рис 17 изабражена схема вывода ротора двигателя из статора.

Количество воздуха, продуваемого через электродвигатель, а также его параметры (температура, содержание примесей и т.п.) должны соответствовать указаниям заводских технических описаний и инструкций по эксплуатации.

Воздуховоды для подвода и отвода охлаждающего воздуха должны выполняться из несгораемых материалов и иметь механически прочную и газоплотную конструкцию. Устройства для регулирования расхода воздуха и избыточного давления воздуха после окончательной регулировки должны быть надежно закреплены и опломбированы.Плотность тракта охлаждения (воздуховодов, узлов присоединения кожухов воздуховодов к корпусу электродвигателя, заслонок) должна проверяться не реже 1 раза в год.

На рис 18 изабражена Схема балки для выемки ротора

Индивидуальные электродвигатели внешних вентиляторов охлаждения должны автоматически включаться и отключаться при включении и отключении основных электродвигателей.

Верхние точки водяных камер воздухоохладителей электродвигателей должны быть оборудованы краниками для контроля полного заполнения воздухоохладителей водой.

Наэлектродвигателях, имеющих принудительную смазку подшипников, должна быть установлена защита, действующая на сигнал и отключение электродвигателя при повышении температуры вкладышей подшипников сверх допустимой или прекращении поступления смазки.

 На электродвигателях, имеющих принудительную вентиляцию с отдельно установленными вентиляторами, должна быть установлена защита, действующая на сигнал иотключение электродвигателя при повышении температуры двигателя сверх допустимой в контролируемых точках или при прекращении действия вентиляции.

Электродвигатели АВ (2АВ)-8000/6000, которые ранее применялись для привода электропитательных насосов с системами водяного охлаждения обмотки ротора и активной стали статора, а также электродвигатели со встроенными водо-воздушными охладителями должны быть оборудованы устройствами, сигнализирующими о появлении воды в корпусе. Кроме того, электродвигатели первой группы должны быть оснащены защитой, действующей на сигнал при снижении расхода конденсата через активные части и на отключение с выдержкой времени не более 3 мин при прекращении циркуляции охлаждающей среды.

Эксплуатация оборудования и аппаратуры систем водяного охлаждения, качество конденсата в этих системах и охлаждающей воды воздухоохладителей должны соответствовать указаниям заводских инструкций.

Для продувки электродвигателей сжатым воздухом при ремонтах следует применять воздух давлением не более 0,2МПа (2кгс/см²). Воздух должен быть чистым, без влаги и масла. Продувку следует производить по возможности вне помещения или в специальной продувочной камере, либо пыль удалять пылесосом.

Для монтажа, разборки и сборки электродвигателей должны быть предусмотрены стационарные, передвижные или инвентарные подъемно-транспортные приспособления.

Запасные части электродвигателей должны храниться на складе электростанции или ремонтного предприятия и по мере использования пополняться.

Для каждого электродвигателя мощностью 1кВт и выше, независимо от рабочего напряжения, должна быть следующая техническая документация:

- паспорт электродвигателя;

- протокол приемо-сдаточных испытаний;

- схемы соединения обмоток (если они не типовые);

- принципиальные и монтажные (исполнительные) схемы управления, сигнализации и релейной защиты. В случае однотипности электродвигателей допускается иметьуказанные схемы в документации одного из электродвигателей;

- технические акты о повреждениях электродвигателей;

- эксплуатационный журнал,

Эксплуатационные сведения по электродвигателю заносятся в журнал (формуляр) старшим мастером или мастером

14 РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Выполнить расчет заземляющего устройства на ПС для ОРУ-330кВ по схеме автотрансформатор- шина, ОРУ имеет 4 ячеек, грунт суглинок =140 Ом/м.

Ток однофазного кз I⁽¹⁾ , А, вычисляют по формуле

(81)

Длительность воздействия тока кз

=0,01+0,03=0,04с

Берем с таблицы до 0,1с.

Вдоль рядов оборудования прокладывается продольные горизонтальные заземлителя на расстоянии 0,8-1 м от фундаментов и на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли.

1 полоса - вдоль контура ОРУ;

2 полоса – вдоль разъединителей;

3 полоса – вдоль выключателей;

4 полоса – вдоль разъединителей;

5 полоса – вдоль разъединителей;

6 полоса - вдоль выключателей;

7 полоса - вдоль разъединителей;

8 полоса - вдоль разъединителей трансформаторов напряжения;

9 полоса - вдоль трансформаторов тока;

10 полоса - вдоль ОПН;

11 полоса - вдоль контура ОРУ

В целях выравнивания электрических потенциалов на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли прокладываются поперечные горизонтальные заземлители. Расстояние между ними рекомендуется принимать увеличивающимся от периферии к центру заземляющей сетки. При этом первое и последующее расстояние не должно превышать соответственно:4,0, 5,0, 6,0, 7,5, 9,0, 11,0, 13,5, 16 и 20.

Ширина ячейки -24 м,

Длина ячейки – 157,4 м.

Ширина ОРУ = м

14 поперечных полос.

Для данной ОРУ необходимо проложить 14 поперечных горизонтальных заземлителей и 11 продольно горизонтальных заземлителей.

Рисунок 19 - Заземление ОРУ.

Площадь сложного заземлителя заменяется квадратной моделью при условии равенства их площади и общей длины горизонтальных заземлителей.

Вычисляется площадь ОРУ.

Вычисляется сторона квадратной модели

Вычисляется длина горизонтальных заземлителей

Количество горизонтальных заземлителей квадратной модели n, шт. вычисляют по формуле

(82)

шт.

Ширину ячейки b, м, вычисляют по формуле

(83)

м

Рисунок 20 - Квадратная модель заземления ОРУ.

Сопротивление сложного заземлителя R₃, Ом, вычисляют по формуле

(84)

Сопротивление естественных заземлителей R_с, Ом, вычисляют по формуле

, (85)

где -стальная водопроводная труба;

-металлическая оболочка кабеля;

-система трос-опора.

Сопротивление заземляющего устройства с учетом естественных заземлителей R, Ом, вычисляют по формуле

(86)

Наибольшее напряжения прикосновения при замыкании цепи тока через человека , В, вычисляют по формуле

, (87)

, (88)

где d=0,02м - эквивалентный диаметр полосы 40 4м

t=0,3-0,7м - глубина заложения заземлителя.

(90)