Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Возобновляемые источники энергии. Учебно-методическое пособие
.pdf
7. ПРОВЕРКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ
ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ
НА ОТХОДЯЩИХ ПРИСОЕДИНЕНИЯХ РУ-0,4 КВ
В соответствии с требованиями ПУЭ в электрических сетях напряжением до 1000 В с глухим заземлением нейтрали при коротком однофазном замыкании защитные аппараты должны обеспечивать надежное
отключение. С целью выполнения этого условия групповую защиту
электроприемников рекомендуется построить таким образом, чтобы
обеспечивалось отключение группы при однофазных коротких замыканиях в любом из
Время автоматического
Проверка времени срабатывания защитных аппаратов проводится
на основе значений тока однофазного короткого замыкания вблизи
потребителя, поскольку его значения являются наименьшими в срав-
нении с токами других видов КЗ. При значительном удалении точки
КЗ от источника питания ток однофазного КЗ может быть настолько
мал, что не будет идентифицирован защитным аппаратом как
ный. Подобная ситуация может повлечь за собой серьезные негативные последствия.
Для проверки условия срабатывания защиты ток однофазного короткого замыкания рассчитывается приближенно по формулам, приведенным в табл. 7.1.
После расчета тока однофазного короткого замыкания определяется
время срабатывания защитного аппарата в соответствии с времятоковой
характеристикой аппарата.
Эта характеристика может быть приведена полностью в именованных единицах (рис. 7.1, а), либо значения тока, откладываемые
абсцисс, могут быть заданы в относительных единицах (рис. 7.1, б).
присоединенных электроприемников.
отключения не должно превышать 5 с.
аварий-
по оси
31
Таблица 7.1
P
Формулы для расчета токов однофазного короткого замыкания
Расчет тока однофазного КЗ
– фазное напряжение сети, В
U
ф
z
– полное сопротивление генератора
U
(1)
I
КЗ
ф
z
пф 0
z
Г0
3
Г0
в режиме однофазного короткого замыкания на корпус, Ом
– полное сопротивление петли
z
пф 0
фаза–нуль линии до наиболее удаленной
точки сети
Расчет сопротивления генератора
U
– номинальное напряжение генера-
ном
тора, В
0,15 cos
z
Г0
xU
d
nP
ВЭУ
ном
2
3
10
x
ние генератора ВЭУ, о.е.
– сверхпереходное сопротивле-
d
– номинальная мощность генера-
ВЭУ
0, 2
тора
n
– количество генераторов
Расчет сопротивления петли фаза–нуль
– активное и реактивное сопро-
,RX
фф
zRRXX
пф 0 фф
()( )
22
nn
тивление фазного провода
,
RX
– активное и реактивное сопро-
nn
тивление нулевого провода
Для второго случая необходимо пересчитать значения тока однофазного КЗ в относительные единицы к номинальному току плавкой
вставки (если защитным аппаратом является предохранитель) или теплового расцепителя (если защитным аппаратом является автоматический выключатель) по выражению
(1)
I
КЗ
KI
ном расц
.
Для определения времени срабатывания по характеристике необходимо выполнить определенную последовательность действий.
32
а б
Рис. 7.1. Защитные характеристики:
а – предохранителей серии ПН-2; б – автоматического выключателя серии ВА88-32
1. Значение тока короткого замыкания в именованных или относительных единицах (в зависимости от вида самой характеристики) откладывается в виде точки на оси абсцисс.
Из этой точки проводится линия под углом 90° вверх до пересе-
2.
чения с характеристикой. Если характеристика имеет диапазон значений срабатывания защиты от токов короткого замыкания, как показано
на рис. 7.1, б, то определение времени срабатывания при однофазном
КЗ проводится по правой огибающей линии времятоковой характеристики.
Из точки пересечения с характеристикой откладывается проекция
3.
на ось ординат. Значение времени на этой оси и определяет время срабатывания аппарата.
Пример выполнения определения времени срабатывания по время-
токовой характеристике представлен на рис. 7.2.
В случае если время срабатывания защитного аппарата на отходя-
щем присоединении превышает 5 с, необходимо заменить аппарат на
с более низким порогом срабатывания защиты от КЗ (быстродей-
марку
ствующие предохранители или автоматические выключатели с настраиваемым электронным расцепителем) или увеличить сечения линий на
участке от ВЭУ до места КЗ.
33
x
x
X
X
Рис. 7.2. Определение времени срабатывания автоматического выключателя по вре мятоковой характеристике
Таблица 7.2
Линия
r
ф _0
ф _0
r
н _0
L
н _0
R
ф
R
н
ф
z
пф 0
н
ВЭУ-РУ
Л1
…….
Лn
Расчет времени срабатывания защитных аппаратов
z
z
Участок сети
г0/3
пф 0_ВЭУ РУ
пф 0_ лz
Л1
…….
(1)
z
t
I
сз
КЗ
Лn
Результаты расчета токов КЗ и времени срабатывания защитных аппаратов для всех отходящих присоединений РУ могут быть сведены
в табл. 7.2.
34
8. ПРОВЕРКА СЕЛЕКТИВНОСТИ
ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ РУ-0,4 КВ
Существенное значение при использовании автоматов имеет задача
обеспечения их селективности.
Селективность – согласование характеристик защитных аппаратов,
установленных последовательно так, чтобы в аварийной ситуации отключалась лишь та линия питания или часть схемы, в которой возникла
неисправность.
Учет селективности необходим для того, чтобы в случае короткого
замыкания или перегрузки сработал только тот защитный
в цепи которого возникла неисправность. В качестве примера рассмотрим фрагмент схемы РУ (рис. 8.1). Выключатель QF1 установлен на
вводном присоединении, QF2 – на отходящем.
Для удобства сопоставления защитных характеристик строятся диаграммы селективности. На одном чертеже в одном масштабе вычерчиваются защитные характеристики всех последовательно установленных
в цепи защитных аппаратов. Если аппарат
уставок срабатывания теплового или электромагнитного расцепителя
(или их цифровых аналогов), то характеристика прорисовывается в соответствии с предварительно выбранным вариантом уставки. В случае
если наборы уставок для летнего и зимнего сезона различаются, строятся отдельные диаграммы для каждого из сезонов (рис. 8.2).
Как и для отдельных защитных времятоковых характеристик аппаратов, по оси абсцисс диаграммы селективности откладываются значе-
ния тока в именованных единицах (А или кА), по оси ординат – зна-
чения времени срабатывания аппарата. Характеристики обычно имеют
очень широкий диапазон значений, поэтому для компактности и удобства их графического представления используется нелинейный логарифмический масштаб (логарифмическая шкала).
имеет несколько вариантов
аппарат,
35
Рис. 8.1. Фрагмент принципиальной
схемы РУ с автоматическими выклю чателями QF1 и QF2
Рис. 8.2. Простейшая диаграмма селективности для двух
автоматических выключателей, показанных на рис. 8.1
Характеристика выключателя QF2 находится левее характеристики
выключателя QF1, что обусловлено меньшим номинальным значением
36
автомата на отходящем присоединении в сравнении с автоматом на
вводном присоединении.
Для оценки селективности срабатывания аппаратов при коротком
замыкании в точке КЗ, расположенной за выключателем QF2, значение
тока откладывается в виде точки на оси абсцисс. Из этой точки проводится линия под углом 90° вверх до пересечения с характеристиками
обоих аппаратов. Точки пересечения линии с характеристиками аппаратов Т1 и Т2 проецируются на ось ординат для определения времени срабатывания аппаратов. Требование селективности соблюдается, если
время срабатывания выключателя QF2 меньше, чем у QF1. Если это требование не будет соблюдено, возникнет опасность более быстрого срабатывания вводного автоматического выключателя при КЗ на отходящем присоединении. В этом случае электроснабжение будет отключено
у всех потребителей, подключенных к сборной шине, а не только на аварийном участке.
При этом необходимо помнить, что реальные токи КЗ могут быть
меньше расчетных, например вследствие неучета сопротивления дуги.
Если обеспечение селективности связано с увеличением времени отключения КЗ или существенным повышением затрат, а ущерб от неселективного срабатывания невелик, допускают неселективную работу
аппаратов.
37
9. ОЦЕНКА СРОКА ОКУПАЕМОСТИ
ПРЕДЛАГАЕМОГО ОБЪЕКТА
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ
Любое техническое решение в рамках текущей деятельности предприятия (внедрение нового продукта, нового вида деятельности, нового
оборудования) предполагает, как правило, значительный объем капиталовложений (инвестиций). Инвестиции – это вложение денежных
средств с целью получения долгосрочных выгод (прибыли, нефинансовых выгод). Инвестиции позволяют:
повышать эффективность текущей деятельности (за счет сниже-
ния затрат);
расширять производственные мощности;
осваивать новые рынки;
создавать новые производственные мощности;
удовлетворять требования органов государственной власти (соот-
ветствовать стандартам и нормам) и др.
Использование энергии ветра дает значительные долгосрочные выгоды:
неисчерпаемость источника энергии – ветра;
отсутствие затрат на выработку;
экологичность (отсутствие продуктов сгорания);
автономность работы.
Несмотря на то что в России развитие возобновляемых источников
энергии идет не очень быстрыми темпами, очевидные достоинства ВЭУ
привлекают инвесторов.
Особенностью инвестиционной деятельности является долговременный характер затрат. Между затратами инвестиционных ресурсов
38
и получением инвестиционной прибыли обычно проходит длительный период. Любой организации требуется обоснование вложения
инвестиционных ресурсов, или оценка эффективности инвестиционного решения. В основу анализа и оценки экономической эффективности положено сравнение предполагаемых вложений и будущих доходов от них.
Наиболее простой и распространенный метод оценки эффективности – это
срок окупаемости, т. е. время, за которое окупятся инвести-
ции. Более высокий срок окупаемости при прочих равных условиях связан с возрастанием вероятности действия неконтролируемых случайных и неопределенных факторов. Указанные факторы особенно сильно
проявляются в условиях инфляции, сокращая результаты и увеличивая
затраты инвестирования, что ведет к снижению чистого дохода и вызывает соответственно отказ
от осуществления инвестиций. В этом плане
срок окупаемости можно рассматривать как индикатор степени неопределенности, своеобразное ограничение, применение которого позволяет
отсечь объекты инвестирования, характеризующиеся высокими значениями неконтролируемых факторов.
Анализ экономической эффективности ВЭУ даст понять, оправдают
ли будущие доходы от ВЭУ текущие инвестиции на ее создание и эксплуатацию. Количество
трат, представляет собой срок окупаемости (
лет, необходимых для полного возмещения за-
):
T
ок
К
T
ок
, (9.1)
П
где
– срок окупаемости, год; К – первоначальные единовременные
T
ок
капитальные затраты на установку, руб.; П – прибыль от эксплуатации
установки, руб.
Капитальные затраты (К) включают в себя разработку, конструирование, изготовление и монтаж ветроэнергетической установки (и резервного генератора энергии – дизельного электрогенератора).
Прибыль от эксплуатации установки (П) представляет собой разность между доходом от
затратами
( З)
в год:
проданной электроэнергии (Д) и суммарными
П .ДЗ
39
(9.2)
Доход от продажи электроэнергии (Д) рассчитывается так:
ДЦW
где Ц – цена проданной электроэнергии, руб.;
(9.3)
г
– объем вырабатыва-
W
г
емой электроэнергии в год.
Цена проданной электроэнергии (Ц) рассчитывается следующим образом:
где
ЦС Н,
ЭЭ пр
– норма прибыли. Норма прибыли в общем виде представляет
Н
пр
(9.4)
собой долю прибыли в выручке. При формировании цены учитываем
ее как величину, приблизительно равную 10…20 % от себестоимости
).
(
С
ЭЭ
Себестоимость вырабатываемой электроэнергии (
) рассчитыва-
С
ЭЭ
ется, как
где
С
– объем вырабатываемой электроэнергии в год.
W
г
ЭЭ
WW W
ггВЭУгДЭГ
З
З
ВЭУ
ДЭГ
, (9.5)
З
Суммарные текущие затраты при эксплуатации ветроэнергетической установки
( З )
складываются из следующих составляющих:
ВЭУ
ЗЗЗЗ
ВЭУ экс А пр
, (9.6)
где
установки;
– эксплуатационные затраты;
З
экс
– прочие затраты.
З
пр
Эксплуатационные затраты (
– затраты на амортизацию
З
А
) включают в себя расходы на тех-
З
экс
ническое обслуживание, текущий и капитальный ремонт (
ходы на оплату труда работников (
З 3%К
ТО
,
З 7%З
пр экс
З
ФОТ
З 1% К
40
ФОТ
):
,
.
З
ТО
) и рас-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]