Файл: 1 Общая часть 1 Краткое описание технологического процесса.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 144
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1,375,95 = 11,5 кА
Проверка кабеля на термическую стойкость Fт, мм2, проводится по условию (56)
Fт Fэ, (56)
где Fт – сечение кабеля с учетом действия токов короткого замыкания, мм2;
Fэ – сечение кабеля, определенное по экономической плотности тока, мм2.
Сечение кабеля с учетом действия токов короткого замыкания Fт, мм2, рассчитывается по формуле (57)
, (57)
где tпр – приведенное время действия тока короткого замыкания, с;
С – коэффициент, учитывающий разность температур до и после короткого замыкания для кабелей с бумажной изоляцией с алюминиевыми жилами напряжением 6 – 10 кВ, 85 Ас1/2/мм2 [7, с.356].
Приведенное время действия тока короткого замыкания, tпр, с, определяется по формуле (58)
tпр = tс.в + tРЗ, (58)
где tРЗ – время действия релейной защиты (tРЗ = 0,15 с – с учетом времени действия максимальной токовой защиты), с;
tс.в – собственное время отключения выключателя (tс.в = 0,05 с – для вакуумных выключателей серии ВВ/TEL), с.
tпр = 0,15 + 0,05 = 0,2 с
Выполним проверку выбранного кабеля от РП 20/1 до трансформаторной подстанции ТП 20/1 Б насосной дистилляции бензола на термическую стойкость по формулам (57), (56)
Fт = = 31,3 мм2
FT = 31,3 мм2 < Fэ = 35 мм2
Условие (56) выполняется, следовательно, принимаем для кабельной линии от РП 20/1 до трансформаторной подстанции насосной дистилляции бензола ТП 20/1 Б кабель 2·АСБШв – 3х35 – 10 кВ.
Выполним расчет параметров схемы замещения для точки К-2 на стороне 0,4 кВ в именованных единицах.
Активное сопротивление в точке К-2 RрезК-2, МОм, определяется по формуле (59)
RрезК-2 = Rкл1 + Rкл2 + Rт + RQF + Rc1, (59)
где Rкл1, Rкл2 – активные сопротивления кабельных линий 10 кВ, приведенные к ступени низшего напряжения сети, МОм;
Rт – активное сопротивление трансформатора, МОм;
RQF = 0,13 мОм – активное сопротивление автомата защиты, определяется по (таблица 6.17) [8, с.100], МОм;
Rc1 – переходное сопротивление на ступени распределения, 15 МОм (таблица 6.19) [8, с.101].
Индуктивное сопротивление в точке К-2 XрезК-2, МОм, определяется по формуле (60)
XрезК-2 = Xс + Xкл1 + Xкл2 + Xт + XQF, (60)
где Xс – эквивалентное индуктивное сопротивление системы, МОм;
Xкл1, Xкл2 – индуктивные сопротивления кабельных линий 10 кВ, приведенные к ступени низшего напряжения сети, МОм;
Xт – индуктивное сопротивление трансформатора, МОм;
XQF – индуктивное сопротивление автомата защиты, определяется по (таблица 6.17) [8, с.100], 0,07 МОм.
Определим эквивалентное индуктивное сопротивление системы Xс, МОм, приведенное к ступени низшего напряжения сети по формуле (61)
(61)
где Uср.нн – среднее номинальное напряжение сети, подключенное к обмотке низшего напряжения трансформатора, В;
Sк.з – условная мощность короткого замыкания у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, МВ · А.
Xс = · 10-3 = 1,103 МОм
Определим активное сопротивление кабельной линии 10 кВ Rкл, МОм, приведенное к ступени низшего напряжения сети, по формуле (62)
(62)
где ℓ – длина кабельной линии 10 кВ, м.
Rкл1 = 0,16 · 0,4 · · 103 = 0,093 МОм
Rкл2 = 0,84 · 0,6 · · 103 = 0,73 МОм
Определим индуктивное Xкл сопротивление кабельной линии 10 кВ, МОм, приведенное к ступени низшего напряжения сети, по формуле (63)
(63)
Хкл1 = 0,077 · 0,4 · · 103 = 0,045 МОм
Хкл2 = 0,095 · 0,6 · · 103 = 0,083 МОм
Определим активное сопротивление понижающего трансформатора Rт, МОм, по формуле (64)
Rт = , (64)
где ΔРкз – потери короткого замыкания трансформатора, кВт;
Uнн – номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ;
Sном.т – номинальная мощность трансформатора, кВ · А.
Rт = · 106 = 1,952 МОм
Определим индуктивное сопротивление понижающего трансформатора Xт, МОм, по формуле (65)
Хт = · · 106, (65)
где uкз – напряжение короткого замыкания трансформатора, %.
Хт = · · 106 = 9,014 МОм
Определим эквивалентное индуктивное сопротивление в точке К-2 Хрез.К-2, МОм, по формуле (60)
Хрез.К-2 = 1,103 + 0,045 + 0,083 + 0,07 + 9,014 = 10,32 МОм
Определим эквивалентное активное сопротивление в точке К-2 Rрез.К-2, МОм, по формуле (59)
Rрез.К-2 = 0,093 + 0,73 + 1,952 + 0,13 + 15 = 17,91 МОм
Определим суммарное сопротивление в точке К-2 Zрез.К-2, мОм, по формуле (53)
Zрез.К-2 = = 20,67 МОм
Трехфазный ток короткого замыкания в точке К-2 , кА, определяется по формуле (66)
(66)
Двухфазный ток короткого замыкания в точке К-2 , кА, определяется по формуле (67)
(67)
Ударный ток в точке К-2 iуК-2, кА, определяется по формуле (68)
iуК-2 = ·Ку· , (68)
где Kу – ударный коэффициент, определяемый по графику (рис.16) [11, с.74] и зависящий от отношения активного и индуктивного сопротивлений в точке короткого замыкания.
Ударный коэффициент Ку определяется по формуле (69) [11, с.74]
(69)
Определяем ударный ток в точке К-2 iуК-2, кА, по формуле (68)
2.8 Выбор оборудования 10 кВ
Все элементы системы электроснабжения выбираются по номинальным параметрам и проверяются по устойчивости при сквозных токах короткого замыкания и перенапряжениях.
Выключатель является основным коммутационным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения цепи в любых режимах. Наиболее тяжёлой и ответственной операцией является отключение токов короткого замыкания.
Выбор по номинальному напряжению установки Uном.у, кВ, проводится по условию (70)
Uном Uном у, (70)
где Uном у – номинальное напряжение уставки, кВ.
Выбор по максимальный расчетному току установки Iр.м
, А, проводится по условию (71)
Iр.м Iном у, (71)
где Iр.м – максимальный расчетный ток на шинах подстанции, А.
Выбираем на стороне 10 кВ вакуумные выключатели типа BB/TEL – 10 – 20/630 – У2.
Вакуумные выключатели серии BB/TEL — это коммутационные аппараты нового поколения, в основе принципа действия которых лежит гашение возникающей при размыкании контактов электрической дуги в глубоком вакууме, а фиксация контактов вакуумных дугогасительных камер (ВДК) в замкнутом положении осуществляется за счет остаточной индукции приводных электромагнитов ("магнитная защелка").
Параметры выключателя BB/TEL – 10 – 20/630 – У2:
- номинальное напряжение Uном = 10 кВ;
- номинальное напряжение Iном = 630 А;
- номинальный ток отключения Iоткл ном = 20 кА;
- предельный сквозной ток короткого замыкания iпр.с = 51 кА;
- предельный сквозной ток короткого замыкания (действующее значение периодической составляющей) Iп.с = 20 кА;
- предельный ток термической стойкости Iтер.норм = 20 кА;
- время протекания предельного тока термической стойкости tтер = 3 с;
- собственное время отключения tс.в. откл = 50 мс.
Максимальный расчетный ток на шинах подстанции Iр.м., А, определяется по формуле (72)
, (72)
Iр.м. = = 78,5 А
Iр.м = 78,5 А < Iном а = 630 А
Проверка по отключающей способности заключается в проверке на симметричный ток отключения по условию (73) [7, с.345]
Iоткл ном Iп, (73)
где Iоткл ном - номинальный ток отключения выключателя, кА;
Iп - периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент начала расхождения контактов выключателя и принимается равным Iп0.К-1, кА.
Iоткл ном = 20 кА Iп
Проверка кабеля на термическую стойкость Fт, мм2, проводится по условию (56)
Fт Fэ, (56)
где Fт – сечение кабеля с учетом действия токов короткого замыкания, мм2;
Fэ – сечение кабеля, определенное по экономической плотности тока, мм2.
Сечение кабеля с учетом действия токов короткого замыкания Fт, мм2, рассчитывается по формуле (57)
, (57)
где tпр – приведенное время действия тока короткого замыкания, с;
С – коэффициент, учитывающий разность температур до и после короткого замыкания для кабелей с бумажной изоляцией с алюминиевыми жилами напряжением 6 – 10 кВ, 85 Ас1/2/мм2 [7, с.356].
Приведенное время действия тока короткого замыкания, tпр, с, определяется по формуле (58)
tпр = tс.в + tРЗ, (58)
где tРЗ – время действия релейной защиты (tРЗ = 0,15 с – с учетом времени действия максимальной токовой защиты), с;
tс.в – собственное время отключения выключателя (tс.в = 0,05 с – для вакуумных выключателей серии ВВ/TEL), с.
tпр = 0,15 + 0,05 = 0,2 с
Выполним проверку выбранного кабеля от РП 20/1 до трансформаторной подстанции ТП 20/1 Б насосной дистилляции бензола на термическую стойкость по формулам (57), (56)
Fт = = 31,3 мм2
FT = 31,3 мм2 < Fэ = 35 мм2
Условие (56) выполняется, следовательно, принимаем для кабельной линии от РП 20/1 до трансформаторной подстанции насосной дистилляции бензола ТП 20/1 Б кабель 2·АСБШв – 3х35 – 10 кВ.
Выполним расчет параметров схемы замещения для точки К-2 на стороне 0,4 кВ в именованных единицах.
Активное сопротивление в точке К-2 RрезК-2, МОм, определяется по формуле (59)
RрезК-2 = Rкл1 + Rкл2 + Rт + RQF + Rc1, (59)
где Rкл1, Rкл2 – активные сопротивления кабельных линий 10 кВ, приведенные к ступени низшего напряжения сети, МОм;
Rт – активное сопротивление трансформатора, МОм;
RQF = 0,13 мОм – активное сопротивление автомата защиты, определяется по (таблица 6.17) [8, с.100], МОм;
Rc1 – переходное сопротивление на ступени распределения, 15 МОм (таблица 6.19) [8, с.101].
Индуктивное сопротивление в точке К-2 XрезК-2, МОм, определяется по формуле (60)
XрезК-2 = Xс + Xкл1 + Xкл2 + Xт + XQF, (60)
где Xс – эквивалентное индуктивное сопротивление системы, МОм;
Xкл1, Xкл2 – индуктивные сопротивления кабельных линий 10 кВ, приведенные к ступени низшего напряжения сети, МОм;
Xт – индуктивное сопротивление трансформатора, МОм;
XQF – индуктивное сопротивление автомата защиты, определяется по (таблица 6.17) [8, с.100], 0,07 МОм.
Определим эквивалентное индуктивное сопротивление системы Xс, МОм, приведенное к ступени низшего напряжения сети по формуле (61)
(61)
где Uср.нн – среднее номинальное напряжение сети, подключенное к обмотке низшего напряжения трансформатора, В;
Sк.з – условная мощность короткого замыкания у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, МВ · А.
Xс = · 10-3 = 1,103 МОм
Определим активное сопротивление кабельной линии 10 кВ Rкл, МОм, приведенное к ступени низшего напряжения сети, по формуле (62)
(62)
где ℓ – длина кабельной линии 10 кВ, м.
Rкл1 = 0,16 · 0,4 · · 103 = 0,093 МОм
Rкл2 = 0,84 · 0,6 · · 103 = 0,73 МОм
Определим индуктивное Xкл сопротивление кабельной линии 10 кВ, МОм, приведенное к ступени низшего напряжения сети, по формуле (63)
(63)
Хкл1 = 0,077 · 0,4 · · 103 = 0,045 МОм
Хкл2 = 0,095 · 0,6 · · 103 = 0,083 МОм
Определим активное сопротивление понижающего трансформатора Rт, МОм, по формуле (64)
Rт = , (64)
где ΔРкз – потери короткого замыкания трансформатора, кВт;
Uнн – номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ;
Sном.т – номинальная мощность трансформатора, кВ · А.
Rт = · 106 = 1,952 МОм
Определим индуктивное сопротивление понижающего трансформатора Xт, МОм, по формуле (65)
Хт = · · 106, (65)
где uкз – напряжение короткого замыкания трансформатора, %.
Хт = · · 106 = 9,014 МОм
Определим эквивалентное индуктивное сопротивление в точке К-2 Хрез.К-2, МОм, по формуле (60)
Хрез.К-2 = 1,103 + 0,045 + 0,083 + 0,07 + 9,014 = 10,32 МОм
Определим эквивалентное активное сопротивление в точке К-2 Rрез.К-2, МОм, по формуле (59)
Rрез.К-2 = 0,093 + 0,73 + 1,952 + 0,13 + 15 = 17,91 МОм
Определим суммарное сопротивление в точке К-2 Zрез.К-2, мОм, по формуле (53)
Zрез.К-2 = = 20,67 МОм
Трехфазный ток короткого замыкания в точке К-2 , кА, определяется по формуле (66)
(66)
Двухфазный ток короткого замыкания в точке К-2 , кА, определяется по формуле (67)
(67)
Ударный ток в точке К-2 iуК-2, кА, определяется по формуле (68)
iуК-2 = ·Ку· , (68)
где Kу – ударный коэффициент, определяемый по графику (рис.16) [11, с.74] и зависящий от отношения активного и индуктивного сопротивлений в точке короткого замыкания.
Ударный коэффициент Ку определяется по формуле (69) [11, с.74]
(69)
Определяем ударный ток в точке К-2 iуК-2, кА, по формуле (68)
2.8 Выбор оборудования 10 кВ
Все элементы системы электроснабжения выбираются по номинальным параметрам и проверяются по устойчивости при сквозных токах короткого замыкания и перенапряжениях.
Выключатель является основным коммутационным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения цепи в любых режимах. Наиболее тяжёлой и ответственной операцией является отключение токов короткого замыкания.
Выбор по номинальному напряжению установки Uном.у, кВ, проводится по условию (70)
Uном Uном у, (70)
где Uном у – номинальное напряжение уставки, кВ.
Выбор по максимальный расчетному току установки Iр.м
, А, проводится по условию (71)
Iр.м Iном у, (71)
где Iр.м – максимальный расчетный ток на шинах подстанции, А.
Выбираем на стороне 10 кВ вакуумные выключатели типа BB/TEL – 10 – 20/630 – У2.
Вакуумные выключатели серии BB/TEL — это коммутационные аппараты нового поколения, в основе принципа действия которых лежит гашение возникающей при размыкании контактов электрической дуги в глубоком вакууме, а фиксация контактов вакуумных дугогасительных камер (ВДК) в замкнутом положении осуществляется за счет остаточной индукции приводных электромагнитов ("магнитная защелка").
Параметры выключателя BB/TEL – 10 – 20/630 – У2:
- номинальное напряжение Uном = 10 кВ;
- номинальное напряжение Iном = 630 А;
- номинальный ток отключения Iоткл ном = 20 кА;
- предельный сквозной ток короткого замыкания iпр.с = 51 кА;
- предельный сквозной ток короткого замыкания (действующее значение периодической составляющей) Iп.с = 20 кА;
- предельный ток термической стойкости Iтер.норм = 20 кА;
- время протекания предельного тока термической стойкости tтер = 3 с;
- собственное время отключения tс.в. откл = 50 мс.
Максимальный расчетный ток на шинах подстанции Iр.м., А, определяется по формуле (72)
, (72)
Iр.м. = = 78,5 А
Iр.м = 78,5 А < Iном а = 630 А
Проверка по отключающей способности заключается в проверке на симметричный ток отключения по условию (73) [7, с.345]
Iоткл ном Iп, (73)
где Iоткл ном - номинальный ток отключения выключателя, кА;
Iп - периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент начала расхождения контактов выключателя и принимается равным Iп0.К-1, кА.
Iоткл ном = 20 кА Iп