Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электроснабжение. Выбор и проверка токоведущих частей и коммутационных аппаратов. Методические указания к практическим и курсовой работам
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра электропривода
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ:
ВЫБОР И ПРОВЕРКА ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ И
КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ
Методические указания к практическим и курсовой работам
Составитель: Т.В. СИНЮКОВА
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2014
УДК 621.31 (07)
С 388
Рецензент
В.Н. Мещеряков, д-р техн. наук, проф.
Синюкова Т.В.
С 388 Электроснабжение: выбор и проверка токоведущих частей и коммутаци-
онных аппаратов [Текст]: методические указания к практическим и курсовой
работам / сост. Т.В. Синюкова. – Липецк: Изд-во Липецкого государственного
технического университета, 2014. – 63 с.
В методических указаниях изложена методика по выбору и проверке
токоведущих частей и коммутационных аппаратов объектов промышленных
предприятий.
Табл. 8. Ил. 9. Библиогр.: 10 назв.
© ФГБОУ ВПО «Липецкий
государственный технический
университет», 2014
3
Задание на практические и курсовую работы
к разделу выбор и проверка токоведущих частей и коммутационных
аппаратов
По приведенной ниже методике производится выполнение практических
работ, исходные данные на которые выдает преподаватель.
Каждый студент во время прохождения производственной практики со-
бирает материал для курсовой работы, выполнение которой осуществляется на
основании полученного материала по приведенному ниже заданию:
1. Выбор и проверка токоограничивающих реакторов.
2. Выбор и проверка токоведущих частей (кабелей, токопроводов, шин,
изоляторов).
3. Выбор и проверка коммутационных аппаратов.
4. Выбор и проверка измерительных трансформаторов.
5. Расчет мощности и количества трансформаторов.
1. Выбор и проверка токоограничивающих реакторов
Методы ограничения токов короткого замыкания (КЗ):
1. Координация токов КЗ в энергосистеме:
повышение напряжения сетей – ведет к уменьшению рабочих токов и то-
ков КЗ;
секционирование электрических сетей – исключает параллельную работу
источников и уменьшает токи КЗ;
блочное соединение генератор–трансформатор и генератор-
трансформатор–линия – исключает поперечную связь между источниками и снижает токи КЗ;
раздельная работа трансформаторов на шинах низшего напряжения под-
станций, а также в системе собственных нужд электростанций и подстанций (ПС) – увеличивает сопротивление цепи КЗ и снижает токи КЗ;
применение трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напря-
4
номG
номG
LRKmax
U3
S
7,0I
жения (НН) – ограничивает токи КЗ, так как их сопротивление в режиме
КЗ в примерно два раза больше, чем у трансформаторов с теми же номинальными параметрами без расщепления обмотки НН.
2. Токоограничивающие реакторы – служат для искусственного увели-
чения сопротивления короткозамкнутой цепи, ограничения токов КЗ и поддержания необходимого уровня напряжения при повреждениях за реактором. Реактор – индуктивная катушка без сердечника, поэтому его сопротивление не зависит от протекающего тока.
Выбор токоограничивающих реакторов
Реакторы выбирают:
в зависимости от места их установки;
по номинальному напряжению, кВ:
U
уст≤UномLR
,
где U
– номинальное напряжение установки; U
уст
– номинальное напряже-
номLR
ние реактора;
по номинальному току реактора (или ветви сдвоенного реактора), А:
I
max≤IномLR
,
где I
– номинальный ток реактора; I
номLR
– максимальный длительный ток
max
нагрузки цепи:
для секционного реактора LRK на ГРУ ТЭЦ, А:
;
5
ном
max
LRmax
U3
S
I
ср
рез
п0
U
х3I
0п
I
п0тр еб
ср
рез.треб
I3
U
х
Та/
нор м*ном.откл
2К
треб0п
е1
)1(I
I
для линейных, групповых реакторов на ТЭЦ, реакторов, устанавливаемых
на ПС, А:
,
где S
– максимальная мощность нагрузки, подключенной через реактор,
max
МВ∙А.
по индуктивному сопротивлению х
дующем порядке.
а) Определяют результирующее сопротивление цепи КЗ до места уста-
новки реактора, Ом:
где
– начальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ.
б) Определяется требуемое сопротивление цепи КЗ, Ом, для снижения
, расчет которого ведется в сле-
номLR
,
тока КЗ до требуемого значения I
где I
определяется по двум условиям:
п0треб
1) исходя из отключающей способности выключателей, устанавливаемых
в комплектных РУ:
п0треб
:
,
, кА,
6
Таt
10Сq
I
откл
3
тстанд
2К
треб0п
динуд
ii
где I
откл.ном
– номинальный ток отключения выключателя, кА; β
– нормиро-
*норм
ванное содержание апериодической составляющей в отключаемом токе, о.е.
(задается в каталогах на выключатели); τ=0,01+t
t
с.в.откл
– собственное время отключения выключателя, с (задается в каталогах на
с.в.откл
, с, – расчетное время КЗ;
выключатели); Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ [10, табл. 6] для цепей, защищенных реактором;
2) исходя из обеспечения термической стойкости силовых кабелей элек-
тросети, кА:
, кА,
где q
– стандартное сечение кабеля, предварительно выбранное по эконо-
станд
мической плотности тока и проверенное по условию нагрева длительным током нагрузки, мм2; t
отк=tр.з+tотк.в
, с; t
– полное время отключения выключа-
отк.в
теля, с (задается в каталоге на выключатели); Ст - значения приведены в таблицах [2, табл. 8; 3, табл. 8.3; 1, табл. 3.17].
в) Определяется требуемое сопротивление реактора, Ом:
х
требLR
= х
рез.треб
- х
рез.
г) По каталогу выбирается реактор, Ом:
х
номLR
≥ х
требLR
.
Выбранный реактор проверяется:
на электродинамическую стойкость, кА:
;
7
тер
2
тертераоткл
2
п0к
tIВ)Т(t)(IВ
ном max
I 1000 А I 3 310 930 A.
рез
10,5
x 0,1 Ом.
3 60,69
на термическую стойкость, кА2∙с:
,
где i
дин
, I
тер
, t
– номинальные параметры реактора (задаются в каталоге).
тер
Пример 1 Задание. Выбрать групповой реактор для ограничения тока КЗ
в цепях шести линий, питающих потребителей от шин 10 кВ генераторного
распределительного устройства ТЭЦ (рис. 1). Максимальный ток продолжительного режима работы для каждой линии 1
значение периодической составляющей тока КЗ на шинах 10 кВ I
= 310 А. Суммарное начальное
тах
= 60,69 кА
п,0,К2
(точка К2 в примере 1 [10]). К установке на линиях принимается выключатель
ВМП-10К с I
отк, ном
выдержкой времени, полное время отключения КЗ t
=20 кА. Основная релейная защита – максимальная токовая с
= 1,2 с.
отк
Решение . Намечаем к установке сдвоенный реактор серии РБСГ (с го-
ризонтальным расположением фаз) на номинальное напряжение 10 кВ с номинальным током ветви I
= 1000 А. При этом учитываем, что линии распреде-
ном
лены по три на каждую ветвь реактора:
Определим результирующее сопротивление цепи КЗ при отсутствии реактора:
8
треб
рез
10,5
x 0,303 Ом.
3 20
треб
р
x 0,303 0,1 0,203 Ом.
рез
x 0,1 0,22 0,32 Ом.
п,0
10,5
I 18,85 кА.
3 0,32
Рис.1. К примеру 1
Требуемое сопротивление цепи КЗ из условия обеспечения номинальной
отключающей способности выключателя
U
= 10 кВ, I
ном
Требуемое сопротивление реактора для ограничения тока КЗ
Выбираем окончательно реактор РБСГ–10–2 х 1000–0,22 с параметрами:
= 1000 А, хр = 0,22 Ом, i
ном
= 55 кА.
max
Результирующее сопротивление цепи КЗ с учетом реактора
Фактическое значение периодической составляющей тока КЗ за
реактором:
9
3
y п,0 y
i 2 I k 2 18,85 1,956 52,35 кА,
3
дин y
i 55 кА i 52,35 кА
ЗАВ 2 2
к к.расч п,0 отк a
22
В 25,6 8 В I t T
18,85 1,2 0,23 508,1 кА с.
п,0
ост р
ном
3I 100
3 18,85 100
U % x 0,22 71,7%.
U 10
Проверка стойкости реактора в режиме КЗ
Электродинамическая стойкость. Ударный ток КЗ:
где ку = 1,956 (определено по табл. 6 [10]).
Условие электродинамической стойкости
выполняется.
Термическая стойкость. Завод гарантирует время термической стойкости
t
=8 с и среднеквадратичный ток термической стойкости I
тер
Условие термической стойкости
выполняется (Та = 0,23 с по табл. 6 [10]).
Остаточное напряжение на шинах генераторного распределительного
устройства при КЗ за реактором:
=25,6 кА.
тер
Потеря напряжения при протекании максимального тока в нормальном
режиме работы, но с учетом уменьшения сопротивления в нормальном режиме:
10
max
р р св
ном
3I 100
U % x 1 k sin
U
3 0,93 100
0,22 1 0,53 0,53 0,88%,
10
где ксв = 0,53 (из каталога для данного реактора); коэффициент мощности
нагрузки cos принят равным 0,85, т. е. sin = 0,53.
Выбранный реактор удовлетворяет всем предъявляемым требованиям.
2. Выбор и проверка токоведущих частей
(кабелей, токопроводов, шин, изоляторов)
Электрические аппараты и токоведущие части
Расчетные условия для выбора проводников и аппаратов по
продолжительным режимам работы
Продолжительный режим – режим, продолжающийся не менее, чем
необходимо для достижения установившейся температуры частей
электротехнического устройства при неизменной температуре окружающей среды.
Имеет место при одном из режимов:
нормальный – режим, при котором значения параметров
электротехнического устройства не выходят за пределы, допустимые при
заданных условиях эксплуатации, все элементы электроустановки
функционируют без вынужденных отключений и перегрузок. Для выбора
аппаратов и токоведущих частей следует принимать наибольший ток
нормального режима I
норм
ремонтный – режим плановых профилактических и капитальных ремонтов,
когда часть электрооборудования отключена, а оставшиеся в работе
элементы работают с повышенной нагрузкой, с током до I
;
рем max
;
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]