Реконструкция ТП-6/0, 4 кВ сушильного отделения БКПРУ-2 ОАО Уралкалий

2 Токи КЗ.cdw

Схема расчетная и замещения
для расчета токов КЗ
Проектирование подстанции
№ 3-4 сушильного отделения
0.МСА.140211.65-2013.00026-01 81 01

4 Компенсация Q.cdw

Проектирование подстанции
№ 3-4 сушильного отделения
Компенсация реактивной мощности
0.МСА.140211.65-2013.00026-01 81 01

7 Экономика.cdw

Проектирование подстанции
№ 3-4 сушильного отделения
Инвестиционные затраты на проектирование -
всего сметная стоимость
Инвестиционные затраты на оборудование
затраты на приобретение нового оборудования
затраты на монтаж и наладку оборудования
по основной и дополнительной заработной плате
отчисление на социальное страхование 30 %
накладные расходы специализированной
организации на монтаж и наладку оборудования
Всего по смете инвестиционных капитальных затрат
Прибыль Компании после внедрения проекта
(от разницы в объемах производства)
0.МСА.140211.65-2013.00026-01 81 01

1 Принципиальная КТП.cdw

Проектирование подстанции
№ 3-4 сушильного отделения
Расчет распределения нагрузки
питающих кабелей согласно отдельного проекта
Схема принципиальная однолинейная
0.МСА.140211.65-2013.00026-01 81 01
Секционный выключатель
Щиты собственного управления

3 РЗиА.cdw

Проектирование подстанции
№ 3-4 сушильного отделения
Схема выполнения релейной защиты
0.МСА.140211.65-2013.00026-01 81 01

5 Заземление.cdw

Защитный контур заземления.
Заземление оборудования.
Проектирование подстанции
№ 3-4 сушильного отделения
Общее сопротивление заземляющего контура не должно превышать 4 Ом
расчетное сопротивлени равно 3
Вертикальные заземлители выполнены из уголка 50х50х5 мм.
Горизонтальные заземлитель - полоса 4х40 мм.
Глубина укладки горизонтального заземлителя равна 0
Контур заземления уложен по периметру здания на расстоянии 1 м.
0.МСА.140211.65-2013.00026-01 81 01

Фрагмент.frw

6 Освещение.cdw

Проектирование подстанции
№ 3-4 сушильного отделения
Светильники "Айсберг" с люминесцентными лампами 2х36 Вт
Освещенность расчетная 203 лк.
Светильники подвешены на струне
План рабочего освещения подстанции
0.МСА.140211.65-2013.00026-01 81 01

4 Заключение и Литература 78-79.doc

В данной выпускной квалификационной работе был проведен расчет и выбор необходимого оборудования для проектирования электроснабжения подстанции 604 кВ сушильного отделения.
В части обеспечения безопасности обслуживающего персонала проведен анализ вредных и опасных производственных факторов при обслуживании подстанции. Для обеспечения электробезопасности произведен расчет заземляющего устройства. Для безопасного обслуживания электроустановок произведен нормативный расчет освещения.
В ходе анализа полученных расчетов были выбраны силовые трансформаторы питающие линии шинопроводы. Для защиты и комутации оборудования 04 кВ были выбраны автоматические выключатели. Для компенсации реактивной мощности расчитана конденсаторная установка на стороне 04 кВ. Для защиты линий и трансформаторов выбрана электронная релейная защита на основе терминала Sepam серии 80.
Список использованных источников
Кацман М.М.Электрический приводМ.М.Кацман-М.: Издательский центр «Академия» 2005.-384с.
Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок Ю.Д. Сибикин М.Ю. Сибикин В.А. Яшков-М.: Высшая школа 2001.-336с.
Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжениюВ.П. Шеховцов.- М.: ФОРУМ: ИНФА-М 2006.-136с.
Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектированияВ.П. Шеховцов.-М.: ФОРУМ: ИНФА-М 2004.- 214с. .
Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения. СПБ.: Энергоатомиздат 1992. -448с.
Справочник энергетика под ред. А.Н. Чохонелидзе. -М.: Колос 2006.- 488с.
Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Высшая школа 2006.
Трудовой кодекс Российской Федерации. Федеральный закон РФ от 30.12.2001 №197 – ФЗ. Екатеринбург: (в редакции от 06.10.06). Уральское юридическое издательство.- 2002. -168 с.
Г. Н. Буравчиков. Методические указания по экономическому обоснованию дипломных проектов для студентов электротехнического факультета. Пермь 2008.
ГОСТ 12.0.003-74 (99). Опасные и вредные производственные факторы. Переиздание сентябрь 1999 г.
ПУЭ. Издание седьмое. Редакция 2003 г.
ПТЭЭП. Редакция 2003 г.
Межотраслевые правила по охране труда; М. НЦ ЭНАС 2003.
ФЗ РФ от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности.

3.6 ЭКОНОМИКА 52-58.doc

6 Расчет затрат на проектирование и монтаж подстанции
К прямым расходам относят затраты на непосредственное выполнение проектных работ. Они состоят из следующих статей:
- затраты на заработную плату инженеров – проектировщиков;
- затраты на компьютерное обеспечение проектных работ;
- затраты на формирование проектной документации.
Затраты на заработную плату инженеров-проектировщиков определяют исходя из должностного оклада инженера и затрат времени на разработку проектной документации по этапам приведенным в таблица 6.1.
Таблица 6.1 Характеристика этапов проектирования
Уточнение технического задания
Работа с литературой
Разработка технических предложений
Разработка методики расчета
Разработка технологической части
Разработка экономической части
Оформление проектной документации
Итого затраты времени на проектирование
Фонд заработной платы инженера – проектировщика состоит из основной и дополнительной заработной платы. Основная заработная плата (ФЗПосн) определяется следующим образом:
ФЗПосн = (ЗПтар Кпр Рк ) Тр (6.1)
где ЗПтар – тарифная заработная плата за месяц по месячному окладу инженера - проектировщика руб.;
Кпр – коэффициент премиальных выплат по данным предприятия (от 30 до 50 %);
Рк - районный коэффициент (для Урала он составляет 115);
Тр – время работы по проектированию изделия мес.
ФЗПосн = (1600013115)1=23920 руб.
Фонд дополнительной заработной платы включает выплаты за очередной отпуск (ФЗПдоп):
ФЗПдоп = ФЗПосн Кдоп (6.2)
где Кдоп – коэффициент дополнительной заработной платы принимаемой по нормативу дополнительной заработной платы от 15 до 20%.
ФЗПдоп = 22425015=3588
Тогда общий фонд заработной платы составит
ФЗП = ФЗПосн + ФЗПдоп=27508 руб.
Затраты на компьютерное обеспечение проектных работ определяются по времени использования компьютера на этапах проектирования и стоимости одного часа работы компьютера. Этапы и время работы на компьютере принимаются по данным таблицы 2 а стоимость одного компьютерного часа – по данным предприятия. Поэтому общие затраты на компьютерное обеспечение определяются по формуле
Зком = (Тк Псм Тсм) Сч. ком (6.3)
где Тк – продолжительность проектирования на этапах с использованием компьютера мес.;
Псм - количество рабочих смен в месяц в соответствии с регламентом работы инженера - проектировщика;
Тсм – продолжительность смены;
Сч. ком. - затраты на компьютер за один час работы (принимаются по данным предприятия руб.).
Зком = (075228) 100=13200
При этом компьютер используется на следующих этапах проектирования:
- разработка методики расчета мес.;
- разработка технологической части мес.;
- разработка экономической части мес.;
- оформление проектной документации мес.
Затраты на формирование проектной документации принимаются по данным проектной организации на уровне 10-15 % от фонда заработной платы на проектные работы.
Накладные расходы – это расходы на управление. Эти расходы принимаются по данным организации выполняющей проектные работы. Укрупненные нормативы таких затрат можно принимать величиной 20 – 25 % от прямых затрат на проектные работы.
Смета затрат на проектные работы в соответствии с выше выполненными расчетами сведена в таблице 6.2.
Таблица 6.2 Смета затрат на проектные работы
Заработная плата на проектирование
ФЗП = ФЗПосн + ФЗПдоп
Отчисления на социальное страхование
Затраты на компьютерное обеспечение
Зком = (Тк Псм Тсм) Сч. ком.
Затраты на оформление проектной документации
Итого прямые затраты 5061088
-25% от «итого по прямым затратам»
Итого по сметному расчету 6073306
Плановые накопления - прибыль проектной организации
% от «итого по сметному расчету»
Итого по смете (без НДС) 668064
Налог на добавленную стоимость (НДС)
% от «итого по смете»
Всего сметная стоимость с учетом НДС 788315
2 Капитальные затраты
Согласно проекта подстанция 604 кВ сушильного отделения оснащается новым электрооборудованием и материалами (таблица 6.3). Затраты на новое оборудование – это прямые расходы. Перечень необходимого нового оборудования определяемый по данным проекта с указанием количества и цены приведен ниже в таблице 6.3.
Продолжительность строительства на основании «Норм продолжительности строительства зданий и сооружений» СНиП 1.04.03-85 принимается 2 месяца в том числе подготовительный период 05 месяца.
Таблица 6.3 Перечень основного оборудования
Трансформаторная подстанция
Установка конденсаторная
Шкаф распределительный ПР8503
Кабель ААШВ3х50 6 кВ
Затраты на монтаж и наладку оборудования.
Затраты на монтаж и наладку оборудования определяются по заработной плате рабочих наладчиков специализированной организации с учетом накладных расходов.
Основная заработная плата рабочих-наладчиков определяется по затратам времени на наладку тарифным ставкам видам доплат и количеству занятых рабочих. При этом основная заработная плата определяется по формуле:
ФЗПосн = Тст.j П j ФВвр.им Рк Кд.тар (6.4)
где Тст.j - часовая тарифная ставка рабочего j-го разряда;
П j - количество рабочих 6-го разряда принимающих участие в работе по монтажу и наладке оборудования;
Фвр.им - продолжительность работ по монтажу и наладке оборудования час.
Ктр.затр - коэффициент трудозатрат равный произведению Куд. = 115 и
Ктбр. = 1025 (Куд. – коэффициент удаленности Ктбр – коэффициент учитывающий трудозатраты бригады на допуск к работе).
ФЗПосн = (10264481178)=322980 руб.
Дополнительная заработная плата определяется по формуле:
ФЗПдоп = ФЗПосн Кдоп (6.5)
гдеКдоп - коэффициент учитывающий дополнительную заработную
плату; принимается по нормативу дополнительной заработной платы равным15-20 %.
ФЗПдоп = 322980015=48447 руб.
Таким образом общая величина заработной платы рабочих-наладчиков составит
ФЗПрн = ФЗПосн + ФЗПдоп (6.6)
где ФЗПрн - фонд заработной платы рабочих-наладчиков.
ФЗПрн = 322980+48447=371427 руб.
Накладные расходы специализированной организации на выполнение работ у заказчика на монтаж и наладку оборудования определяются по формуле:
Рнакл= Кот (ФЗПрн + ФЗПрн Кнакл.р.) 100 (6.7)
где Кнакл.р – коффициент накладных расходов 094
Кот - индекс текущего уровня средств на оплату труда в строительстве по отношению к уровню сметной оплаты труда рабочих 106.
Рнакл= 106 (371427+37427 094) 100 = 763802 руб.
Общая сумма капиталовложений на строительство подстанции составляет 37366315 руб. показано в таблице 6.4.
Таблица 6.4 Смета капитальных затрат
Инвестиционные затраты на проектирование - всего сметная стоимость
Инвестиционные затраты на оборудование
затраты на приобретение нового оборудования
затраты на монтаж и наладку оборудования по основной и дополнительной заработной плате рабочих-наладчиков
отчисления на социальное страхование 30 %
накладные расходы специализированной организации на монтаж и наладку оборудования
Всего по смете инвестиционных капитальных затрат
3 Определение окупаемости инвестиций
При выпуске продукции в 09 млн. тонн и ценой в 11400 рублей Компания получала доход с рудоуправления № 3:
ТR1 = 09 11400 = 102 млрд. рублей
При выпуске продукции в 125 млн. тонн и ценой продукции за тонну в 11400 рублей Компания ожидает доход с рудоуправления № 3:
ТR2 = 125 11400 = 1425 млрд. рублей.
Разница дохода после внедрения проекта составляет:
TRразн = 1425 – 102 = 405 млрд. рублей.
Дополнительная прибыль Компании после внедрения проекта (увеличения объемов производства на 035 млн. тоннгод) будет составлять:
млн. тон842 млн. долларов=035 млн. тоннП035
П035 = 035 842 51 = 174 млрд. рублейгод.
Срок окупаемости инвестиций получается менее года.

3.1 Введение и Характеристика КТП 9-11.doc

В связи с увеличением потребительского спроса Компания как бизнесмен должна реагировать на потребности рынка увеличивая объемы производства.
В 2012 году Компания поставила задачу увеличения мощностей производства хлористого калия на рудоуправлении № 3 с 900 тыс. тонн до 125 млн. тонн в год. Увеличение производственных мощностей поставило задачу проектирования новой подстанции в сушильном отделении. С данной подстанции планируется запитать новую печь немецкой фирмы «Binder» для сушки продукта и вторую линию облагораживания продукта. Для проектирования подстанции предоставлена ведомость потребителей (таблица А). Электроприёмники данных установок относятся ко второй категории надёжности электроснабжения. Необходимая мощность подстанции и ее комплектация будет рассчитана в данной работе.
Характеристика подстанции
Выбор мощности трансформаторов производится исходя из полной расчетной нагрузки объекта и удельной плотности нагрузки стоимости электроэнергии. При выборе мощности трансформаторов следует исходить из рациональной их нагрузки при нормальном режиме работы с учетом минимально необходимого резервирования при послеаварийном режиме. Данные по потребителям электроэнергии указаны в таблице А.
Очень важно соблюдать рациональную эксплуатацию трансформаторов и не допускать их работу с большой перегрузкой или недогрузкой. Отключение части трансформаторов в часы минимума нагрузок (в ночные смены выходные дни) дает большой экономический эффект за счет снижения потерь энергии и повышения коэффициента мощности.
При технико-экономическом сопоставлении следует учитывать возрастание токов короткого замыкания на вторичном напряжении при применении трансформаторов большей мощности.
Нагрузочная способность трансформатора зависит от характера графика электрической нагрузки числа часов работы предприятия стоимости энергии условий окружающей среды. Эти факторы могут быть в различных сочетаниях и в зависимости от них работа трансформатора может оказаться выгодной как с недогрузкой так и с перегрузкой без превышения предела теплового износа трансформатора приводящего к сокращению его нормального срока службы.
Анализ системы электроснабжения рудоуправления.
В действующей распределительной системе электроснабжения рудоуправления применяются трансформаторы типа ТМЗ мощностью от 630 до 1600 кВА и напряжением 604 кВ. В своей работе предлагаю установку трансформаторов типа ТСЗ. Сухие трансформаторы имеют ряд преимуществ перед масляными:
- экологически безопасны;
- отсутствие необходимости ликвидации отработанного масла.
- меньшая степень пожароопасности взрывобезопасны;
- меньшие трудозатраты при обслуживании.
Наряду с этим у сухих трансформаторов тоже есть недостатки: удорожание конструкции ввиду литых обмоток изоляционным материалом.
Главными критериями выбора сухих трансформаторов в моем случае является: экологическая и пожарная безопасность т.к. Компания придерживается экологического менеджмента и минимизирует случаи аварийных ситуаций.
Число трансформаторов на цеховых подстанциях определяется в зависимости от категории надежности электроснабжения удельной плотности нагрузки числа рабочих смен размеров цеха.
В нашем случае потребители относятся ко второй категории надежности электроснабжения поэтому необходима установка двух трансформаторов с питанием с разных вводов. Установим комплектную трансформаторную подстанцию имеющую в своем составе:
- двух сухих трансформаторов типа ТСЗ;
- выключателей нагрузки - ВН 6 кВ;
- пяти шкафов - КРУНН 04 кВ.
Работа трансформаторов подстанции почти всегда бывает раздельная. Это упрощает релейную защиту и уменьшает токи короткого замыкания в сети вторичного напряжения.
В значительной части распределительной системы для защиты силовых трансформаторов используются реле аналогового типа. В своей работе предлагаю выполнить защиту на основе электронного терминала Sepam. Данное реле в своем составе не имеет механических частей что повышает его надежность по сравнению с аналоговыми реле требующих обслуживания тонкой настройки и имеющих значительный процент отказов.

5 Приложение 80.docx

(обязательное эл. версия)
Сводная ведомость потребителей электроэнергии
Расчет нагрузки потребителей электроэнергии
Расчет мощности конденсаторной установки
Таблица А Сводная ведомость потребителей
Наименование потребителя
Вентилятор пылевой АО1 и АО2
Аспирационная система АС4
Вентилятор отработанного воздуха П14
Вентилятор всасывающего воздуха П9
Вентилятор аксиальный П14-1
Вентилятор охлаждения двигателя насоса
Вентилятор отработанного воздуха О-14
Элеватор ковшовый П1
Конвейер скребковый М12
Конвейер скребковый Гр1а
Конвейер скребковый П-2
Конвейер скребковый Гр1в
Конвейер скребковый П-4
Конвейер ленточный О-9
Конвейер ленточный 28
Конвейер скребковый О-64
Конвейер ленточный О-1
Конвейер ленточный О-9а
Тормоз конвейера ленточного О-1
Питатель ячейковый П11
Питатель ячейковый П8-1
Шнек разгрузочный П13
Транспортёр лотковый шнековый О-3
Смеситель двухвалковый О-3а
Фильтровальная установка П-13
Загрузочный виброжёлоб П7М1
Заслонка регулирующая П18
Печь подогрева (заслонка) П8
Электроподогрев ячейкового питателя П12
Подогрев двигателя заслонки П18Е
Электроподогрев ванны фильтра П13Е
Фильтровальная установка П13 FAK1
Электроосвещение с лампами накаливания
Смеситель двухвалковый.
Загрузочный виброжёлоб:
Фильтровальная установка:
Заслонка регулирующая:
Заслонка печи подогрева:
Шкаф управления горелкой:
Электроподогрев циклона:
Электроподогрев ванны фильтра:
Электроподогрев ячейкового питателя:
Электроподогрев двигателя заслонки:
Итоговые данные по приёмникам с постоянным графиком нагрузки.
Таблица В Расчет мощности конденсаторной установки

2 Содержание и Перечень сокращ 6-8.doc

Перечень используемых условных обозначений сокращений терминов8
Характеристика подстанции10
Расчет электрических нагрузок 12
1 Вывод по разделу16
Выбор числа и мощности силовых трансформаторов17
1 Вывод по разделу23
Выбор и обоснование оборудования подстанции24
1 Расчёт и выбор питающих линий24
2 Расчет и выбор компенсирующего устройства27
3 Расчет токов короткого замыкания28
4 Выбор токоведущих частей и электрических аппаратов35
5 Выбор и проверочный расчет измерительных трансформаторов40
6 Вывод по разделу43
Выбор и расчет релейной защиты45
1 Расчет уставок максимальной токовой защиты47
2 Расчет токовой отсечки49
3 Защита от однофазных заземлений на землю49
4 Устройство резервирования отказа выключателя50
5 Расчет селективности защит51
6 Вывод по разделу51
Расчет затрат на проектирование и монтаж подстанции52
1 Проектные затраты52
2 Капитальные затраты55
3 Определение окупаемости инвестиций57
4 Вывод по разделу58
Обеспечение безопасности персонала при обслуживании КТП 604 кВ 59
1 Охрана труда и законодательство59
2 Анализ условий труда59
3 Мероприяти по обеспечению безопасности труда персонала 65
4 Пожарная безопасность 69
5 Расчёт защитного заземления КТП 604 кВ70
6 Расчёт рабочего освещения подстанции74
7 Вывод по разделу77
Список использованных источников79
Перечень используемых условных обозначений сокращений терминов
ТП – трансформаторная подстанция;
КТП – комплексная трансформаторная подстанция;
ТТ – трансформатор тока;
ТН – трансформатор напряжения;
СЭС – система электроснабжения;
ПУЭ – правила устройства электроустановок;
КУ – конденсаторная установка;
КЛ – кабельная линия;
КЗ – короткое замыкание;
АВР - автоматический ввод резерва;
ТО - токовая отсечка;
МТЗ - максимальная таковая защита;
ОЗЗ – однофазное замыкание на землю;
УРОВ – устройство резервирования отказа выключателя;
ПТЭ – правила технической эксплуатации;
УРЗА – устройства релейной защиты и автоматики;
КРУНН – комплектное распределительное устройство низкого напряжения;
ВН – выключатель нагрузки;
РУ - распределительное устройство;
РП - распределительный пункт.

3.7 БЖД 59-77.docx

7 Обеспечение безопасности персонала при обслуживании КТП 604 кВ
1 Охрана труда и законодательство
Охрана труда – система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности включающая в себя правовые социально-экономические организационно-технические санитарно-гигиенические лечебно-профилактические реабилитационные и иные мероприятия.
Государственные нормативные требования охраны труда устанавливают правила процедуры и критерии направленные на сохранение жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности.
В соответствии с российским законодательством а именно ст.212 ТК РФ обязанности по обеспечению безопасных условий и ОТ возлагаются на работодателя конкретно — на первое лицо предприятия. В свою очередь работник также имеет обязанности описанные в ст. 214 ТК РФ. Кроме обязанностей каждый работник имеет права и гарантии права на безопасные и здоровые условия труда которые сформулированы в ст. 219 ТК РФ.
Производственные процессы на предприятии должны организовываться с учетом действующей системы управления охраной труда представляющей комплекс положений определяющих единый порядок организации работы направленный на создание и обеспечение безопасных условий труда.
2 Анализ условий труда персонала
В данном разделе рассмотрим характеристику помещения КТП 604 кВ комплектацию подстанции защитными средствами требования предъявляемые к подстанциям и персоналу обслуживающему данную подстанцию.
2.1 Характеристика помещения и оборудования подстанции 604 кВ
В состав КТП 604 кВ входит следующее оборудование и материалы:
- питающие кабельные линии 6 кВ;
- 2 выключателя нагрузки 6 кВ;
- 2 трансформатора 604 кВ;
- 5 шкафов распредустройства 04 кВ;
- отходящие кабельные линии 04 кВ;
- 2 установки конденсаторные 04 кВ;
-2 шкафа распределительных 04 кВ для собственных нужд.
В помещении подстанции отсутствует естественное освещение. При проектировании искусственного освещения следует руководствоваться СП 52.13330-2011 (актуализированная редакция СНиП 23-05-95 раздел 7):
- Искусственное освещение подразделяется на рабочее аварийное охранное и дежурное. Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное.
- Искусственное освещение может быть двух систем — общее освещение и комбинированное освещение.
Работы выполняемые в подстанции относятся к V и VI разрядам согласно СНиП 23-05-95 освещенность рабочих мест должна быть от 200 до 400 лк.
Полы в подстанции частично выполнены из металлических листов ввиду присутствия кабельного полуэтажа.
В производственных помещениях предусматривается создание микроклимата который обеспечивает нормальное условие труда для работы персонала. Изменение параметров микроклимата – температуры влажности и скорости движения воздуха приводит к нарушению термоизоляции организма человека с окружающей средой. В производственных помещениях подстанции должны быть созданы микроклиматические условия согласно СанПиН 2.2.4.548-96: допустимые значения относительной влажности воздуха 40-60%; допустимая скорость движения воздуха 03 мс.
Для поддержания требуемого микроклимата в помещении необходимо применять вентиляцию и кондиционеры. Индивидуальная защита осуществляется применением специальной одежды для различных времен года.
Согласно ГОСТ 12.0.003-74 (99) при эксплуатации и обслуживании КТП 604 кВ на персонал могут влиять следующие опасные и вредные производственные факторы:
- повышенное значение напряжения в электрической цепи замыкание которой может произойти через тело человека;
- повышенный уровень шума;
- повышенный уровень статического электричества;
- отсутствие или недостаток естественного света;
- недостаточная освещенность рабочего места.
2.2 Технические меры защиты от поражения электрическим током
Согласно ПУЭ (редакция 2003 г.) для защиты от поражения электрическим током в нормальном режиме должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты от прямого прикосновения:
- основная изоляция токоведущих частей;
- ограждения и оболочки;
- установка барьеров;
- размещение вне зоны досягаемости;
- применение сверхнизкого (малого) напряжения.
Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты при косвенном прикосновении:
- защитное заземление;
- автоматическое отключение питания;
- уравнивание потенциалов;
- выравнивание потенциалов;
- двойная или усиленная изоляция;
- сверхнизкое (малое) напряжение;
- защитное электрическое разделение цепей;
- изолирующие (непроводящие) помещения зоны площадки.
2.3 Комплектация подстанции электрозащитными средствами
Для безопасного производства работ в подстанции 604 кВ следует применять электрозащитные средства.
Изолирующие электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные.
К основным изолирующим электрозащитным средствам для электроустановок напряжением выше 1000 В относятся:
- изолирующие штанги всех видов;
- изолирующие клещи;
- указатели напряжения;
- устройства и приспособления для обеспечения безопасности работ при измерениях и испытаниях в электроустановках (указатели напряжения клещи электроизмерительные устройства для прокола кабеля и т.п.).
К дополнительным изолирующим электрозащитным средствам для электроустановок напряжением выше 1000 В относятся:
- диэлектрические перчатки и боты;
-диэлектрические ковры и изолирующие подставки;
- изолирующие колпаки и накладки;
- штанги для переноса и выравнивания потенциала;
- лестницы приставные стремянки изолирующие стеклопластиковые.
К основным изолирующим электрозащитным средствам для электроустановок напряжением до 1000 В относятся:
- электроизмерительные клещи;
- диэлектрические перчатки;
- ручной изолирующий инструмент.
К дополнительным изолирующим электрозащитным средствам для электроустановок напряжением до 1000 В относятся:
- диэлектрические галоши;
- диэлектрические ковры и изолирующие подставки;
- изолирующие колпаки покрытия и накладки;
Также к электрозащитным средствам для электроустановок до и выше 1000 В относятся:
- сигнализатор наличия напряжения индивидуальный и стационарный;
- защитные ограждения (щиты и ширмы);
- переносные заземления;
- плакаты и знаки безопасности;
Кроме перечисленных средств защиты в электроустановках применяются следующие средства индивидуальной защиты:
- средства защиты головы (каски защитные);
- средства защиты глаз и лица (очки и щитки защитные);
- средства защиты органов дыхания (противогазы и респираторы);
- средства защиты рук (рукавицы);
- средства защиты от падения с высоты (пояса предохранительные и канаты страховочные);
- одежда специальная защитная (комплекты для защиты от электрической дуги).
2.4 Обслуживающий персонал
Требования предъявляемые к персоналу обслуживающие электроустановки до и выше 1000 В описаны в ПОТ РМ-016-2001 (с изм. 1 2003) далее Правила:
- работники принимаемые для выполнения работ в электроустановках должны иметь профессиональную подготовку соответствующую характеру работы. При отсутствии профессиональной подготовки такие работники должны быть обучены (до допуска к самостоятельной работе) в специализированных центрах подготовки персонала (учебных комбинатах учебно-тренировочных центрах и т.п.);
- электротехнический персонал должен пройти проверку знаний указанных Правил и других нормативно-технических документов в пределах требований предъявляемых к соответствующей должности или профессии и иметь соответствующую группу по электробезопасности в соответствии с приложением № 1 к указанным Правилам.
Персонал обязан соблюдать требования указанных Правил инструкций по охране труда указания полученные при инструктаже.
Работнику прошедшему проверку знаний по охране труда при эксплуатации электроустановок выдается удостоверение установленной формы (приложения № 2 3 к указанным Правилам) в которое вносятся результаты проверки знаний.
Оперативные переключения должен выполнять оперативный или оперативно-ремонтный персонал допущенный распорядительным документом руководителя организации.
Единоличный осмотр электроустановок электротехнической части технологического оборудования может выполнять работник имеющий группу не ниже III из числа оперативного персонала обслуживающего данную электроустановку в рабочее время или находящегося на дежурстве либо работник из числа административно-технического персонала имеющий группу V для электроустановок напряжением выше 1000 В и работник имеющий группу IV для электроустановок напряжением до 1000 В и право единоличного осмотра на основании письменного распоряжения руководителя организации.
3 Мероприятия по обеспечению безопасности труда персонала
Мероприятия по охране труда при эксплуатации объекта должны быть направлены на сохранение здоровья работоспособности работников на снижение потерь рабочего времени и как следствие на повышение производительности труда.
Мероприятия разрабатываются в соответствии с основами законодательства Российской Федерации об охране труда ПОТ РМ 016-2001(с изм. 2003 г.) далее Правила а также другими нормативно-правовыми актами по охране труда.
3.1 Организационные и технические мероприятия по обеспечению безопасности работ в электроустановках
Организационными мероприятиями обеспечивающими безопасность работ в электроустановках согласно указанных Правил являются:
- оформление работ нарядом распоряжением или перечнем работ выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
- надзор во время работы;
- оформление перерыва в работе перевода на другое место окончания работы.
Ответственными за безопасное ведение работ являются:
- выдающий наряд отдающий распоряжение утверждающий перечень работ выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
- ответственный руководитель работ;
- производитель работ;
Выдающий наряд отдающий распоряжение определяет необходимость и возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде (распоряжении) мер безопасности за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных за безопасность а также за соответствие выполняемой работе групп перечисленных в наряде работников проведение целевого инструктажа ответственного руководителя работ (производителя работ наблюдающего).
Допускающий отвечает за правильность и достаточность принятых мер безопасности и соответствие их мерам указанным в наряде или распоряжении характеру и месту работы за правильный допуск к работе а также за полноту и качество проводимого им целевого инструктажа.
Производитель работ отвечает:
- за соответствие подготовленного рабочего места указаниям наряда дополнительные меры безопасности необходимые по условиям выполнения работ;
- за четкость и полноту целевого инструктажа членов бригады;
- за наличие исправность и правильное применение необходимых средств защиты инструмента инвентаря и приспособлений;
- за сохранность на рабочем месте ограждений плакатов заземлений запирающих устройств;
- за безопасное проведение работы и соблюдение указанных Правил им самим и членами бригады;
- за осуществление постоянного контроля за членами бригады.
Каждый член бригады должен выполнять требования указанных Правил и инструктивные указания полученные при допуске к работе и во время работы а также требования инструкций по охране труда соответствующих организаций.
Письменным указанием руководителя организации должно быть оформлено предоставление его работникам прав: выдающего наряд распоряжение; допускающего ответственного руководителя работ; производителя работ (наблюдающего) а также права единоличного осмотра.
При подготовке рабочего места со снятием напряжения должны быть в указанном порядке выполнены следующие технические мероприятия обеспечивающие безопасность работ со снятием напряжения;
- произведены необходимые отключения и приняты меры препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;
- на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещающие плакаты;
- проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;
- установлено заземление (включены заземляющие ножи а там где они отсутствуют установлены переносные заземления);
- вывешены указательные плакаты «Заземлено» ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты.
3.2 Подготовка персонала
Согласно ПТЭЭП (редакция 2003 г.) далее Правила эксплуатацию электроустановок должен осуществлять подготовленный электротехнический персонал.
Обязательные формы работы с различными категориями работников:
С административно-техническим персоналом:
- вводный и целевой (при необходимости) инструктажи по охране труда;
- проверка знаний правил норм по охране труда указанных Правил правил пожарной безопасности и других нормативных документов;
- профессиональное дополнительное образование для непрерывного повышения квалификации.
С оперативным и оперативно-ремонтным персоналом:
- вводный первичный на рабочем месте повторный внеплановый и целевой инструктажи по охране труда а также инструктаж по пожарной безопасности;
- подготовка по новой должности или профессии с обучением на рабочем месте (стажировка);
- проверка знаний правил норм по охране труда настоящих Правил правил пожарной безопасности и других нормативных документов;
- специальная подготовка;
- контрольные противоаварийные и противопожарные тренировки;
С ремонтным персоналом:
Внеочередная проверка знаний проводится независимо от срока проведения предыдущей проверки:
- при введении в действие у Потребителя новых или переработанных норм и правил;
- при установке нового оборудования реконструкции или изменении главных электрических и технологических схем (необходимость внеочередной проверки в этом случае определяет технический руководитель);
- при нарушении работниками требований нормативных актов по охране труда;
- по требованию органов государственного надзора;
- по заключению комиссий расследовавших несчастные случаи с людьми или нарушения в работе энергетического объекта и др.
Администрацией должно быть предусмотрено периодическое повышение квалификации работников также должно быть организовано периодическое обучение по курсу «Охрана труда» в объеме не менее 20 часов согласно ГОСТ 12.0.004-90 «Организация обучения безопасности труда» и проверка знаний по безопасности труда.
4 Пожарная безопасность
Согласно ФЗ № 123 от 22 июня 2008г. пожары классифицируются по виду горючего материала и подразделяются на следующие классы:
) пожары твердых горючих веществ и материалов (А);
) пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов (В);
) пожары металлов (D);
) пожары горючих веществ и материалов электроустановок находящихся под напряжением (Е);
) пожары ядерных материалов радиоактивных отходов и радиоактивных веществ (F).
Также согласно ФЗ № 123 от22 июня 2008г. Статья 27 по пожарной и взрывопожарной опасности помещения производственного и складского назначения независимо от их функционального назначения подразделяются на следующие категории:
) повышенная взрывопожароопасность (А);
) взрывопожароопасность (Б);
) пожароопасность (В1 - В4);
) умеренная пожароопасность (Г);
) пониженная пожароопасность (Д).
Категории помещений по пожарной и взрывопожарной опасности определяются исходя из вида находящихся в помещениях горючих веществ и материалов их количества и пожароопасных свойств а также исходя из объемно-планировочных решений помещений и характеристик проводимых в них технологических процессов.
К категориям В1 - В4 относятся помещения в которых находятся (обращаются) горючие и трудногорючие жидкости твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна) вещества и материалы способные при взаимодействии с водой кислородом воздуха или друг с другом только гореть при условии что помещения в которых они находятся (обращаются) не относятся к категории А или Б.
Исходя из этого определения помещение подстанции 604 кВ относится к категории В. Повышенную пожарную опасность в подстанции представляют кабели идущие от распределительной подстанции 6 кВ и к потребителям 04 кВ. Кабели уложены в лотках и кабельных полуэтажах и при несоблюдении пожарной безопасности либо превышении нагрузок могут загореться. Для повышения пожарной безопасности в помещении подстанции применяется пожарно-сигнализационная система с выводом сигнала на пульт диспетчера пожарной службы. Для ликвидации коротких замыканий на кабельных линиях используется система быстродействующей защиты. Помещение подстанции снабжено огнетушителями ОУ – 5.
4 Расчёт защитного заземления КТП 604 кВ
При расчёте заземляющего устройства согласно [4] определяется тип заземлителей их количество и место размещения а также сечение заземляющих проводников. Этот расчёт производится для определённого сопротивления заземляющего устройства в соответствии с требованиями ПУЭ.
Определим расчётное сопротивление одного вертикального электрода по формуле:
где rВ – сопротивление одного вертикального электрода Ом.;
Ксез.в. – коэффициент сезонности;
- удельное сопротивление грунта.
rВ = 03 100 17 = 51 Ом.
Определим предельное сопротивление совмещённого заземляющего устройства. Требуемое по стороне низкого напряжения сопротивление заземляющего устройства должно удовлетворять неравенству:
Принимаем сопротивление заземляющего устройства 4 Ом.
Определяем количество вертикальных электродов:
- без учёта экранирования (расчётное) по формуле:
где количество вертикальных электродов;
rВ – сопротивление одного вертикального электрода Ом.;
RЗ.У. – сопротивление заземляющего устройства Ом.
Принимаем - с учётом экранирования.
где - коэффициент использования =064.
Принимаем Nв.р. = 22 шт.
Размещается заземляющее устройство на плане и уточнённые расстояния наносятся на план.
При контурном заземлении заземлители располагаются по периметру здания. Так как контурное заемляющее устройство закладывается на расстоянии не менее метра то длина по периметру закладки определяется по формуле:
где А – длина помещения м.;
В – ширина помещения м.
Тогда расстояние между электродами уточняется с учётом формы здания. По углам устанавливаем по одному вертикальному электроду а оставшиеся между ними.
Найдём расстояния между электродами по формулам:
где ширина здания м.;
nВ – число электродов.
где - длина здания м.;
nА – число электродов.
Тогда по таблице находим уточнённые коэффициенты использования электродов:
- коэффициент использования вертикального электрода;
- коэффициент использования горизонтального электрода.
Определим уточнённые значения сопротивлений вертикального и горизонтального электродов.
Определим сопротивление горизонтального электрода Rг Ом по формуле:
где Lп – длина контура по периметру закладки м.;
- коэффициент использования горизонтального электрода;
удельное сопротивление грунта Ом.м.;
Ксез.г – коэффициент сезонности;
Определим сопротивление вертикального электрода Rв Ом. по формуле:
где rв – сопротивление одного вертикального электрода Ом.;
Nв.р. – количество вертикальных электродов;
- коэффициент использования вертикального электрода.
Определим фактическое сопротивление заземляющего устройства Rз.у.ф. Ом по формуле:
где RВ – сопротивление вертикального электрода Ом;
RГ – сопротивление горизонтального электрода Ом.
Если заземляющее устройство эффективно то должно выполняться неравенство:
где - фактическое сопротивление заземляющего устройства Ом;
Rз.у. – сопротивление заземляющего устройства Ом.
Ом. 40 Ом – условие выполняется.
Следовательно заземляющее устройство эффективно. План заземляющего устройства представлен в графической части работы.
6 Расчет рабочего освещения подстанции
Произведем расчет и выбор осветительной арматуры согласно [5] для создания в помещении КТП необходимой освещенности в 200 лк. Необходимые для расчета параметры: высота помещения 4 м.; ширина 6 м.; длина 21 м. а в качестве источников света в помещении установим светильники с люминесцентными лампами 220 В. Для КТП выбираем светильник «Айсберг».
Высоту подвеса светильников выбираем 3 метра над полом. Разместим светильники на струне вдоль рабочих проходов.
Подсчитаем расстояние между светильниками. Пользуясь рекомендациями по выбору наивыгоднейшего расположения светильников указанных в таблице 6 находим для нашего типа светильника наивыгоднейшее отношение расстояния между светильниками к высоте подвеса равно 14 м. а наибольшее допустимое 15 м.
- наивыгоднейшее расстояние 314 = 42 м.
- наибольшее допустимое 315 = 45 м.
Определим общее количество светильников. По плану помещения видим что длина помещения – 21 м. а ширина – 6 м. Периметр помещения КТП:
Теперь определим количество светильников:
Определим площадь освещаемого помещения:
Определим общую мощность ламп во всех светильниках методом коэффициента использования или методом светового потока.
Для определения величины коэффициента подсчитаем индекс помещения по формуле:
где S – площадь помещения м.;
А – длина помещения м.;
В – ширина помещения м.;
h – высота подвеса светильника над полом м.
Из таблицы определяем что для 03; 01 коэффициент использования светильника равен 57 % или 057.
Далее подсчитываем расчётный световой поток всех ламп которые необходимо установить в светильниках для получения освещённости 200 лк по формуле:
где Ф – расчётный световой поток всех ламп которые необходимо установить в светильниках для получения необходимой освещённости лк;
ЕН – номинальная нормированная освещённость лк;
к – коэффициент запаса = 12;
S – площадь освещаемого помещения м2;
- коэффициент использования светового потока;
z – отношение средней освещённости к номинальной z = 11
Определяем расчётный световой поток одной лампы:
где ФЛ – световой поток одной лампы лм;
Ф – световой поток всех ламп лм;
n – количество ламп.
Из таблицы справочника находим что световой поток достаточно близкий к расчётному имеет люминесцентная лампа мощностью 2х36 Вт. 220 В – 6000 лм. Эту лампу и принимаем для установки в светильниках «Айсберг».
Подсчитаем расчётную освещённость в помещении при лампах которые мы выбрали по формуле:
где ЕР – расчётная освещённость в помещении лк.;
ЕН – нормированная номинальная освещённость лк.;
ФЛ.1. – световой поток одной лампы известный из таблицы лм.;
ФЛ – световой поток одной лампы лм.
Расчеты совпадают. В подстанции устанавливаем люминесцентные светильники «Айсберг» 2х36 Вт в количестве 12 штук. План сети освещения отражен в графической части работы.
В данном разделе были рассмотрены вопросы обеспечения безопасности персонала при эксплуатации подстанции 604 кВ. Данные вопросы регламентируются на законодательном уровне и освещаются в нормативно-правовой документации. Также проведен анализ вредных и опасных производственных факторов и по двум из них проведены расчеты касаемо защитного заземления и искусственного освещения.

3.2-5 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 12-51.docx

2 Расчет электрических нагрузок
Определение расчётной нагрузки создаваемой одним электроприёмником напряжением до 1000 В. Определение этой нагрузки необходимо для выбора сечения провода или кабеля отходящему к данному электроприёмнику и аппарата при помощи которого производится присоединение электроприёмника к силовому распределительному шкафу или распределительной линии.
Определение расчётной нагрузки создаваемой группой электроприёмников напряжением до 1000 В. Определение данной нагрузки необходимо для выбора сечения радиальной линии или распределительной магистрали питающих данную группу электроприёмников и аппарата присоединяющего данную группу электроприёмников к главному силовому распределительному шкафу.
Определение расчётной нагрузки создаваемой на шинах низшего напряжения 04 кВ цеховой трансформаторной подстанции отдельными крупными электроприёмниками или силовыми распределительными шкафами питающими отдельные электроприёмники или группы электроприёмников. Определение данной нагрузки необходимо для выбора сечения линий отходящих от шин 04 кВ цеховой трансформаторной подстанции питающих указанные выше электроприёмники и аппаратов присоединения отходящих линий к шинам низшего напряжения цеховой трансформаторной подстанции.
Определение общей расчётной нагрузки на шинах низшего напряжения трансформаторной подстанции. Определение данной нагрузки необходимо для выбора числа и мощности цеховых трансформаторов сечения и материала шин цеховой трансформаторной подстанции и отключающих аппаратов устанавливаемых на стороне низшего напряжения цеховых трансформаторов.
Данные потребителей электрической энергии приведены в таблице А 1 сводной ведомости потребителей электроэнергии с указанием данных для проектирования.
Разделяем приёмники с переменным и постоянным графиком нагрузки.
Определяем суммарные номинальные и средние нагрузки по каждой группе электроприёмников с переменным графиком нагрузки.
Максимальная активная нагрузка кВ для группы однородных по режиму работы приёмников определяется по формуле:
где - коэффициент максимума активной нагрузки;
- суммарная средняя активная нагрузка группы однородных по режиму работы приёмников кВт.
Максимальная расчётная реактивная нагрузка кВАр для группы однородных по режиму работы приёмников определяется по формуле:
где - коэффициент максимума реактивной нагрузки.
- суммарная средняя реактивная нагрузка группы однородных по режиму работы приёмников кВАр.
В соответствии с практикой проектирования принимается = 11 при при .
Полная максимальная расчётная нагрузка кВА определяется по формуле:
где - суммарная максимальная активная нагрузка электроприёмников по цеху кВт;
- суммарная максимальная реактивная нагрузка электроприёмников по цеху кВАр.
Средняя активная нагрузка определяется по формуле:
где - коэффициент использования электроприёмников определяется по справочным материалам;
- суммарная активная нагрузка группы однородных по режиму работы приёмников кВт.
Средняя реактивная нагрузка определяется по формуле:
где – суммарная средняя активная нагрузка группы однородных по режиму работы приёмников кВт;
tg - коэффициент реактивной мощности принимается по справочным материалам.
Коэффициенты максимума Км коэффициент использования Ки и tg принимаем по проектным материалам. Сведем однотипные приемники с одинаковым коэффициентом использования в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 Коэффициент использования электроприемников
Коэффициент использования Ки
Смеситель двухвалковый
Загрузочный виброжёлоб
Фильтровальная установка
Заслонка регулирующая
Шкаф управления горелкой
Электроподогрев циклона
Электроподогрев ячейкового питателя
Электроподогрев двигателя заслонки
Определяем номинальные и средние нагрузки по каждой группе электроприёмников с постоянным графиком нагрузки согласно формул (2.4) и (2.5). Для этих электроприёмников Рн = Рпасп. Расчеты нагрузок приведены в приложении Б.
Так как для приёмников с постоянной нагрузкой Км=1 то:
Нагрузка осветительных приёмников:
Средние мощности потребителей напряжением 04 кВ по формул (2.3):
Определяем максимальные мощности группы потребителей напряжением 04 кВ согласно формулы (2.1÷2.3):
Реактивная нагрузка:
В данном разделе был произведен расчет активной реактивной и полной нагрузок необходимых для дальнейшего расчета и выбора трансформаторов. Преобладают нагрузки с высоким коэффициентом использования с постоянным графиком нагрузки.
Выбор числа и мощности силовых трансформаторов
В соответствии с категорией электроснабжения необходимо установить два трансформатора. По справочнику выбираем комплектную двухтрансформаторную подстанцию 604 кВ с данными в таблице 3.1.
Таблица 3.1 Табличные данные трансформаторов типа ТСЗ.
Марка трансформатора
Проведем технико-экономический расчёт мощности силовых трансформаторов.
Рассмотрим первый вариант два трансформатора ТСЗ-63010-У3.
Коэффициент загрузки трансформатора Кз.т. определяется по формуле
где Sм – максимальная расчетная мощность кВА;
Sном.т. – номинальная мощность трансформатора кВА.
7 словие не выполняется поэтому от первого варианта отказываемся.
Рассмотрим второй вариант два трансформатора ТСЗ-100010.
условие выполняется.
Проверим трансформатор на перегрузочную способность.
Допустимая нагрузка Sн.т. кВА в послеаварийный период определяется по формуле:
где Sтр – номинальная мощность трансформатора на подстанции кВА;
– 40% допустимая перегрузка в послеаварийном режиме работы трансформатора.
Sнт=14 1000=1400 кВА
Нагрузка в послеаварийный режим работы Sа (кВА) определяется по формуле
где Sp – максимальная мощность предприятия (кВА);
n - процент нагрузки второй категории электроснабжения составляет 80%.
Sa= (80100)134965=107972 кВА
Трансформатор допустимо перегружать на 40% в течении шести часов не более пяти суток если выполняется условие
Условие выполняется потребители второй категории составляют 80% от общего числа потребителей что приемлемо для данного варианта.
Определяем потери мощности в трансформаторе по следующим формулам:
где - потери активной мощности в трансформаторе кВт.
где - потери реактивной мощности в трансформаторе кВАр.
где - полные потери мощности в трансформаторе кВА.
Отсюда найдем полную максимальную расчётную мощность включая потери кВА по формуле:
Проверяем перегрузочную способность трансформатора в послеаварийном режиме по неравенству:
- условие выполняется. Трансформатор ТСЗ-100010-У3 удовлетворяет нагрузочным характеристикам.
Переходим к расчёту третьего варианта два трансформатора ТСЗ-160010-У3.
В нормальном режиме трансформатор будет работать с неполной нагрузкой.
Коэффициент загрузки трансформатора Кз.т. определяется по формуле (3.1):
- условие выполняется.
Допустимая нагрузка Sн.т. кВА в послеаварийный период определим по формуле (3.2):
Sнт=141600=2240 кВА.
Нагрузка в послеаварийный режим работы Sа (кВА) определяется по формуле (3.3):
Трансформатор допустимо перегружать на 40% в течении шести часов не более пяти суток если выполняется условие:
- условие выполняется потребители второй категории составляют 80% от общего числа потребителей что приемлемо для данного варианта.
Определяем потери мощности в трансформаторе по следующим формулам (3.4÷3.6):
Отсюда найдем полную максимальную расчётную мощность включая потери кВА по формуле (3.7):
По итогам расчётов выбираем второй вариант – два трансформатора ТСЗ-100010У1как наиболее приемлемый по загрузочным характеристикам.
Произведём экономический расчёт трансформаторов так как первый вариант не подходит по техническим требованиям то выполнять для него экономический расчёт не будем.
Полная стоимость одного трансформатора:
ТСЗ-100010-У3 = 095 млн. рублей;
ТСЗ-160010-У3 = 125 млн. рублей.
Рассчитаем второй вариант – два трансформатора ТСЗ-100010-У3.
Определяем капитальные затраты К рублей на установку трансформаторов по формуле:
где n – количество трансформаторов;
- стоимость трансформатора руб.
Определяем стоимость потерь электрической энергии в трансформаторах Cп рубгод по формуле:
Сп= Co·n · (Pхх + Кэ · ( Iхх · Sном.тр.100)) · Т +Со· n · Кз.т.2 ×
× (Pк.з. + Кэ · (Uк.з · Sном.тр100)) · (3.9)
где Со – стоимость 1 кВтч электроэнергии рубкВтч;
Pхх Iхх Pкз Uкз - каталожные данные трансформатора;
Кэ - экономический эквивалент реактивной мощности кВткВАр;
Т - действительное время работы трансформатора в год ч;
Кзт - коэффициент загрузки трансформатора;
n - количество работающих трансформаторов;
- число часов максимальных потерь ч.
Определяем амортизационные отчисления Са руб по формуле:
где К – капитальные затраты на установку трансформаторов руб.
Са = 01 х 1900000 = 190000 руб
Определяем общие эксплуатационные расходы Сэ руб по формуле:
где Сп – стоимость потерь электроэнергии руб;
Са – амортизационные отчисления руб.
Сэ = 377019+190000=567019 руб.
Определим ежегодные затраты З руб по формуле:
где Рн – нормативный коэффициент эффективности капиталовложения.
Рассчитаем третий вариант – два трансформатора ТСЗ-160010-У3.
Определяем капитальные затраты К рублей на установку трансформаторов по формуле (3.8):
Определяем стоимость потерь электрической энергии в трансформаторах Cп рубгод по формуле (3.9):
где К – капитальные затраты на установку руб;
Са = 01 2500000 = 250000 руб
Са – амортизационные отчисления руб;
Сэ = 550980+250000=800980 руб
Для наглядности данные расчётов отобразим в таблице 3.2.
Таблица 3.2 Сравнительная таблица затрат
Стоимость потерь эл.энергии СП ргод
Амортизационные отчисления СА т. р.
Капитальные затраты К млн. руб.
Эксплуатационные расходы СЭ т. р.
Ежегодные затраты З т. р.
По итогам расчётов выбираем второй вариант – два трансформатора ТCЗ-100010-У3 экономический расчёт утвердил данный вариант как оптимальный включая условие развития производства.
В данном разделе было проведено сравнение трансформаторов для нахождения оптимального варианта для работы подстанции:
- подходящая мощность с возможностью развития производства;
- обоснованные капитальные и эксплуатационные затраты;
- низкая стоимость владения.
По итогам расчетов был выбран удовлетворяющий всем требованиям трансформатор ТСЗ-100010-У3. Трансформатор сухой обеспечивающий пожарную безопасность и экологические требования.
Выбор и обоснование оборудования подстанции
1 Расчёт и выбор питающих линий
Необходимо выбрать сечение проводов двух кабельных линий питающих цеховую подстанцию.
Сечение проводов и жил кабелей должны выбираться в зависимости от ряда факторов. Эти факторы разделяются на технические и экономические.
Технические факторы влияющие на выбор сечений следующие:
- нагрев от длительного выделения тепла рабочим (расчётным) током;
- нагрев от кратковременного выделения тепла током короткого замыкания;
- потери (падение) напряжения в жилах кабелей или проводах воздушной линии от проходящего по ним тока в нормальном и аварийном режимах;
- механическая прочность - устойчивость к механической нагрузке (собственный вес гололёд ветер).
Влияние и учёт перечисленных факторов в воздушных и кабельных линиях не одинаков. Таким образом при выборе сечения провода или жил кабеля по техническим условиям имеем:
Sн - минимально допустимое сечение по нагреву;
Sту - минимально допустимое сечение по термической устойчивости к току короткого замыкания;
Sм - минимально допустимое сечение по механической прочности;
- минимально допустимое сечение по потерям напряжения.
Из этих сечений только сечение Sм для кабелей получается без расчётов как стандартное сечение. Остальные значения сечений нестандартные и по полученным из расчётов нестандартным сечениям следует выбирать стандартные сечения.
При выборе сечения по термической устойчивости Sту следует выбирать ближайшее меньшее сечение. Основанием для этого является повышенный процент ошибки заложенный в самом методе расчёта в сторону превышения сечений от нагрева.
Выбор сечения по механической прочности Sм для кабелей решается просто. Кабели выпускаются с условием что самое малое (начальное в таблице) сечение является механически устойчивым.
При выборе сечения по потерям напряжения следует выбирать большее ближайшее сечение. Однако в некоторых случаях когда расчётное сечение очень близко к стандартному можно принять и меньшее.
При выборе сечения по нагреву Sн следует брать большее ближайшее сечение. Это сечение определяется по таблицам Правил устройств электроустановок.
После того как определено минимально допустимое сечение провода по техническим условиям Sт производят сравнение его с экономически целесообразным сечением.
Выбор экономически целесообразного сечения Sэ по Правилам устройства электроустановок производят по экономической плотности тока в зависимости от провода и числа часов использования максимума нагрузки по формуле:
где - расчётный ток;
- экономическая плотность тока А.
Выбор экономической целесообразного сечения даёт возможность экономить электрическую энергию для относительно коротких линий что в значительной мере относится к сетям промышленных предприятий.
Для выбора сечения жил кабелей по нагреву определяется расчётный ток и по таблице выбирается стандартное сечение соответствующее ближайшему большему току.
Если в расчёте определена расчётная мощность то выбор сечения производится по таблицам имеющимся в справочниках.
Расчётный ток Iр А можно определить из выражения:
Для алюминия экономическая плотность тока равна 14. Найдем экономически целесообразное сечение по формуле (4.1):
Для кабельных линий рекомендуется выбирать алюминиевые провода. Выбираем провод марки ААШВ – кабель с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией в металлической оболочке с допустимой токовой нагрузкой 110 А и сечением токопроводящей жилы 50 [11]. ААШВ3×50.
Определим удовлетворяет ли выбранный кабель условию нагрева длительно допустимым током по неравенству:
06495 - условие выполняется.
Определим потерю напряжения в процентах:
где - номинальное напряжение питания В;
L – длина питающей линии L=01 км;
Iр – расчётный ток А;
– относительное активное сопротивление линии Омкм;
- относительное реактивное сопротивление линии Омкм.
Допустимая потеря напряжения не должна превышать 5% от общего значения.
Для кабелей с поясной бумажной изоляцией 6 кВ Омкм.
Относительное активное сопротивление кабельной линии Омкм определяется по формуле:
где - удельная проводимость проводов м(Ом) для алюминиевых проводов =30 м(Ом);
Sn – сечение проводника (одной жилы кабеля) ;
- условие выполняется выбранное сечение токопроводящих жил кабеля удовлетворяет. Выбираем кабель ААШВ 3×50.
2 Расчет и выбор компенсирующего устройства
Основную часть нагрузки подстанции составляют асинхронные электродвигатели которые наряду с активной мощностью Р потребляют до 60% всей реактивной мощности Q энергосистемы. Для компенсации реактивной мощности в моей работе предлагаю установить конденсаторную установку 04 кВ. Для этого нам необходимо знать наше значение коэффициента мощности cosφ и желаемый уровень коэффициента. Как показывает практика повышение реактивной мощности с помощью конденсаторных установок целесообразно до значения 095.
Для определения мощности КУ необходимой для достижения желаемого коэффициента мощности пользуются следующей упрощенной формулой:
где Qc – реактивная мощность конденсатора требующегося для компенсации;
Рм – активная мощность потребителя;
К - коэффициент соотношения коэффициентов мощности до и после компенсации выбирается по таблице В.
Согласно расчетов коэффициент мощности cosφ нашей системы составляет 088. Определим мощность установки для повышения коэффициента мощности cosφ до 094.
Qс=11903 018= 215 кВАр
Характеристики установки:
- мощность Q = 125 кВАр;
- ступень регулирования - 25 кВАр;
- с защитой от резонанса колебаний.
Приведем ведомость нагрузок согласно табличных и расчетных данных работы подстанции без КУ и с включенной КУ.
Таблица 4.1 Сводная ведомость нагрузок.
3 Расчёт токов короткого замыкания.
В системах трёхфазного тока возможны трёхфазные двухфазные и однофазные короткие замыкания. Токи короткого замыкания во много раз превышают токи нормального режима и поэтому при выборе электрооборудования приходиться учитывать возможность возникновения коротких замыканий и вред который они могут нанести.
Существует три способа расчёта токов короткого замыкания на подстанциях:
- метод относительных единиц;
- метод именованных единиц;
- перерасчёт токов короткого замыкания с шин центра питания на шины понизительной подстанции предприятия.
При расчёте токов короткого замыкания обычно имеют место следующие допущения:
- все ЭДС считаются совпадающими по фазе;
- ЭДС источников питания значительно удалённых от места короткого замыкания считаются неизменными;
- часто не учитывается влияние нагрузок и в частности влияние мелких асинхронных и синхронных двигателей;
- не учитываются поперечные ёмкости цепи короткого замыкания и токи намагничивания трансформаторов.
Базисная мощность – мощность величина которой принимается за единицу (при выражении расчётных величин в системе относительных единиц). Выбор величины базисной мощности в каждом конкретном случае производится исходя из соображений наибольшего возможного упрощения вычислительной работы. Для базисной мощности целесообразно принимать значения 1000 кВА 100000 кВА или номинальную (кажущуюся) мощность одного из источников питания (электростанции или питающего трансформатора).
Базисное напряжение рекомендуется принимать для каждой ступени напряжения равным её среднему номинальному напряжению.
Значение токов короткого замыкания и мощности короткого замыкания необходимы для выбора устойчивого к действию короткого замыкания оборудования и токоведущих частей на стороне вторичного напряжения подстанции.
Составляем расчётную схему и схему замещения. Линии и трансформаторы работают отдельно. Расчет согласно [4].
Рисунок 4.1 – Схема расчётная
Рисунок 4.2 - Схема замещения для точки К1
Задаёмся базисной мощностью системы Sб МВА и базисным напряжением Uб кВ:
Определяем базисные токи Iб кА по формуле
где Sб – базисная мощность МВА;
– базисное напряжение кВ.
Рассчитаем токи короткого замыкания на высокой стороне методом относительных единиц.
Определяем относительное базисное сопротивление системы Хс по формуле:
где Sкз – мощность короткого замыкания МВА;
Определяем относительное базисное сопротивление линии Хл по формуле:
где L – длина питающей линии км;
- базисное напряжение линии кВ;
Определим результирующее сопротивление Хрез по формуле:
Хрез = 068 + 0026 = 071.
Определяем ток короткого замыкания кА для точки К1 по формуле:
Определим ударный ток короткого замыкания кА по формуле:
Определим мощность короткого замыкания МВА по формуле:
Произведём расчёт тока короткого замыкания на шинах 04 кВ.
Расчёт токов короткого замыкания в электрических установках ниже 1000 В ведётся в именованных единицах.
Составляем расчётную схему и схему замещения для точки короткого замыкания на стороне низкого напряжения.
Рисунок 4.3 – Расчётная схема для точки
Рисунок 4.4 – Схема замещения для точки
Определим сопротивление системы Хс по формуле:
где - среднее номинальное напряжение сети подключённой к обмотке НН;
- мощность короткого замыкания от вводов обмотки ВН трансформатора МВА.
Определим активное и индуктивное сопротивление трансформатора и по формуле:
где - потери короткого замыкания в трансформаторе кВт;
- потери мощности трансформатора кВА.
где – напряжение короткого замыкания трансформатора в процентах;
Активное и индуктивное сопротивление автомата берём из справочника.
Находим ток короткого замыкания в точке по формуле:
где - суммарное активное сопротивление МОм;
- суммарное индуктивное сопротивление МОм.
Определяем ударный ток короткого замыкания кА по формуле:
4 Расчет и выбор токоведущих частей и электрических аппаратов
Определим расчётный ток А приходящий от трансформатора на низкую сторону по формуле:
4.1 Выбор выключателей
Автоматические выключатели обеспечивают одновременно функции коммутации силовых цепей (токи от единиц ампер до десятков тысяч) и защиты электроприёмника а также сетей от перегрузки и коротких замыканий. Аппараты имеют тепловой расцепитель и как правило снабжаются дугогасящими устройствами в виде фибровых пластин либо дугогасящих камер.
- выбор выключателей по напряжению сводится к сравнению номинальных напряжений выключателя и рабочего напряжения установки Uу кВ то есть должно выполняться условие:
- выбор по номинальному току сводится к выбору выключателей у которых номинальный ток А является ближайшими большими к длительному рабочему току установки Iр А то есть должно выполняться условие:
Проверяем выключатель на предельно отключаемый ток по неравенству:
где - ток отключения выключателя кА;
– условие выполняется.
Выбираем автоматический выключатель типа АВ2М15С-5543В данный выключатель по способу защиты является селективным. Селективные выключатели данного типа термически и динамически устойчивы во всём диапазоне токов вплоть до токов верхней границы зоны селективности в течении времени:
Таблица 4.2 Уставки автоматического выключателя.
Уставки полупроводникового максимального расцепителя тока
При коротком замыкании
По времени срабатывния при с
По времени срабатывания Тк с
Мгновенно; 02; 025; 035;
Предельный ток селективности (действующее значение) равен кА.
Автоматический выключатель удовлетворяет всем условиям поэтому окончательно принимаем его для установки в КТП. Автоматический выключатель типа АВ2М15С-5543В является модернизированной версией выключателя серии АВМ.
Выбранный автоматический выключатель по способу защиты является селективным с электрическим магнитным приводом с номинальным током А током отключения кА и номинальным напряжением 380 В в цепи переменного тока. Выключатель предназначен для установки в районах с умеренным климатом в сухих закрытых помещениях.
4.2 Выбор сборных шин
Выбор сечения сборных шин производится по нагреву то есть чтобы максимальный ток Iр А был меньше или равен допустимому току шины А А.
А – условие выполняется.
Выбираем магистральный шинопровод (ШМА) собранный из трёх прямоугольных алюминиевых шин размерами 2(90х8) мм.
Проверка шин на термическую стойкость при коротком замыкании производится по условию:
где - минимально необходимое сечение проводника .
где с- термический коэффициент с=88.
где - выдержка времени максимальной токовой защиты с;
- время отключения выключателя с;
где - сечение шины ;
Проверим шины на механическую стойкость по неравенству:
где – допустимое напряжение в алюминиевых шинах МПа;
- расчётное напряжение в шинах МПа определяемое по формуле:
где L – длина пролёта между опорными изоляторами шинной конструкции см;
а – расстояние между осями смежных фаз см;
W – момент сопротивления определяемый по формуле:
4.3 Выбор опорных изоляторов.
Выбираем опорные изоляторы для крепления шин. Проходные изоляторы применяются для вывода шин на улицу.
Проверим изоляторы на номинальное напряжение по неравенству:
где - номинальное напряжение изолятора кВ;
Проверим изоляторы на механическую стойкость по неравенству:
где - усилие выдерживаемое изолятором Н определяемое по формуле:
где - допустимое разрушающее усилие на изолятор;
- расчётное разрушающее усилие на головку изолятора определяемого по формуле:
где - коэффициент формы ;
L – длина пролёта между изоляторами шинной конструкции см;
а – расстояние между осями смежных фаз см а = 40 см;
Выбираем изоляторы типа ИО-1-25У3 – опорные фарфоровые изоляторы рассчитанные на номинальное напряжение Uном = 1 кВ с минимальной разрушающей силой 25 кН для установки в районах с умеренным климатом.
5 Выбор и проверочный расчет измерительных трансформаторов
Трансформаторы тока служат для целей измерения и защиты трёхфазных цепей.
Трансформатор тока выбирают по номинальному напряжению то есть должно соблюдаться неравенство:
где - номинальное напряжение трансформатора тока кВ;
Также трансформатор тока выбирают по номинальному току Iном А который должен быть больше или равен расчётному току нагрузки Iр А.
Рисунок 4.5 – Схема включения трансформатора тока
Проверим трансформатор тока на термическую стойкость по неравенству:
где - кратность термической стойкости по каталогу ;
- время термической стойкости по каталогу с с;
- тепловой импульс определяемый по формуле:
Проверим трансформатор по вторичной нагрузке то есть должно выполняться неравенство:
где - номинальная допустимая нагрузка.
Трансформатор в выбранном классе точности ВА .
- вторичная нагрузка трансформатора тока ВА.
Вторичная нагрузка состоит из соединительных проводов сопротивлений приборов и переходного сопротивления определяется по формуле:
где – мощность потребляемая приборами ВА определяемая по формуле:
где SA – мощность обмотки амперметра ВА;
SW – мощность обмотки ваттметра ВА;
SV – мощность обмотки вольтметра ВА;
- вторичный номинальный ток трансформатора А;
Сопротивление приборов зависит от их длины и сечения чтобы трансформатор тока работал в выбранном классе точности необходимо чтобы выполнялось условие:
- сопротивление приборов Ом определяется по формуле:
где - сопротивление контактов Ом;
Определим сечение соединительных проводов по формуле:
где - удельное сопротивление материала проводов Ом*ммм для проводов с медными жилами Омммм;
- расстояние между приборами и трансформатором тока м;
Для проводов с медными жилами в соответствии с правилами устройства электроустановок минимальным является сечение 25
Выбираем сечение 25 ;
ВА = 20 ВА – условие выполняется.
Выбираем трансформатор тока типа ТНШЛ-066
ТНШЛ-066 – трансформатор тока навесного исполнения шинный с литой изоляцией на основе эпоксидных смол рассчитанный на номинальное напряжение 066 кВ. Мощность измерительной обмотки 20 ВА вариант исполнения – 05 где 05 – класс точности трансформатора тока.
5.2 Выбор трансформаторов напряжения
Трансформаторы напряжения выбирают:
- по напряжению установки то есть должно выполняться неравенство:
где Uном. – номинальное напряжение трансформатора напряжения кВ.
кВ > 038 кВ – условие выполняется.
- по конструкции и схеме соединения обмоток;
- по классу точности. Классы точности характеризуются наибольшими допустимыми государственным стандартом погрешностями напряжения. Трансформаторы напряжения класса 05 предназначены для питания расчётных счётчиков а трансформаторы класса 1 предназначены для питания измерительных приборов.
- по вторичной нагрузке то есть должно соблюдаться неравенство:
где S2 – нагрузка всех измерительных приборов и реле подсоединённых к трансформатору ВА.
Для упрощения расчётов нагрузку приборов можно разделить по фазам тогда:
> 125 – условие выполняется.
Выбираем трансформатор напряжения НОС-1.
В данном разделе был произведен расчет:
- питающих линий для трансформаторов. Согласно расчетов выбрали провод марки ААШВ – кабель с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией в металлической оболочке с допустимой токовой нагрузкой 110 А и сечением токопроводящей жилы 50 Кабель выбрали согласно экономического сечения и проверили на нагрев;
- токов КЗ. Этот расчет необходим для выбора оборудования и настройки защит системы;
- компенсирующего устройства. Согласно потребляемой активной мощности нам необходима КУ мощность 250 кВАр;
- токоведущих частей и аппаратов. Нами выбран вводной автомат типа АВ2М с номинальным током 1500А. Селективные выключатели данного типа термически и динамически устойчивы во всём диапазоне токов вплоть до токов верхней границы зоны селективности Таже выбрали магистральный шинопровод ШМА2(90х8);
- измерительных трансформаторов тока и напряжения. ТТ выбрали ТНШЛ-066 – навесного исполнения шинный с литой изоляцией класс точности – 05. ТН выбрали НОС-1 – однофазный сухого исполнения класс точности – 1.
Выбор и расчёт релейной защиты
Защита трансформаторов должна обеспечивать отключение силового трансформатора при междуфазных и витковых замыканиях понижении уровня масла однофазных замыканиях на землю или подавать сигнал о ненормальном режиме работы трансформатора (перегрузке повышении температуры).
Виды защит устанавливаемых на трансформаторе определяется мощностью назначением местом установки и другими требованиями предъявляемыми к режиму эксплуатации.
В своей работе предлагаю выполнить релейную защиту электроустановок с терминалом SEPAM серии 80 а именно:
- МТЗ трансформатора;
- ТО от междуфазных КЗ в сети 6 кВ;
- защита от ОЗЗ в сети 6кВ;
В виде дополнительной защиты работающей на сигнал предлагаю подключить температурный датчик к терминалу Sepam. При превышении рабочей температуры более 1000 С сработает сигнализация.
SEPAM серии 80 может использоваться для защиты любого электроэнергетического оборудования в сетях 6-35 кВ. Устройства серии 80 обладают всеми необходимыми защитами имеют большое число дискретных входов и выходных расширенный редактор логических уравнений. Для сохранения большого объема записанных осциллограмм аварийных процессов (при исчезновении оперативного питания) применяется литиевая батарея. Данное реле в своем составе не имеет механических частей что повышает его надежность по сравнению с аналоговыми реле требующих обслуживания и тонкой настройки.
Для расчетов защит необходимо найти токи в нормальных режимах работы системы и выбрать соответствующие трансформаторы тока на сторону ВН и НН.
Токи нагрузок для нормального режима определим следующим образом:
U – напряжение на выключателе кВ.
Коэффициенты трансформации трансформаторов тока выбираются исходя из токов нормального рабочего режима энергосистемы при максимальной нагрузке. Номинальный вторичный ток трансформаторов тока принимаем 5А.
Выбор трансформаторов тока осуществляем по току нагрузки нормального режима Iраб:
Выбираем трансформаторы тока с номинальными первичными токами:
Коэффициенты трансформации трансформаторов тока находим по следующей формуле:
IНН - номинальный вторичный ток трансформатора тока А;
Для защиты от однофазных коротких замыканий на землю в линии с изолированной нейтралью выберем трансформатор тока нулевой последовательности серии SCH-120. Данный трансформатор рекомендовани для совместной работы с терминалами Sepam.
1 Расчёт уставок максимальной токовой защиты
Данная защита устанавливается со стороны ввода 6 кВ и одновременно является защитой вводов 04 кВ. МТЗ выполняет функцию резервной защиты токовых защит трансформатора при их отказе или выводе из действия.
Расчёт максимальной токовой защиты (МТЗ) производиться в следующей последовательности:
- выбирается ток срабатывания реле (установка);
- проверяется чувствительность защиты к токам КЗ.
Для отстройки от переходных токов нагрузки после отключения внешних КЗ должно выполнятся условие:
где Iсз – первичный ток срабатывания МТЗ А;
кн – коэффициент надежности несрабатывания реле. Для Sepam кн=11;
кв – коэффициент возврата токового реле. Для Sepam кв=09;
ксзап – коэффициент самозапуска показывающий во сколько раз увеличится ток нагрузки линии после отключений внешнего к.з. ксзап=11;
Iраб.max – максимальный установившийся ток нагрузки линии А.
Ток срабатывания реле (уставку) находим по следующей формуле:
где nTT - коэффициент трансформации трансформатора тока выключателя.
КСХ - коэффициент схемы соединения трансформаторов тока для полной и неполной звезды КСХ =1;
Найдём первичный ток срабатывания реле на выключателе 1 найдем по формуле (5.2):
Ток срабатывания реле найдём по формуле (5.3):
Чувствительность будет обеспечена если при любом виде КЗ в защищаемом элементе ток протекающий через токовое реле защиты превышает величину уставки реле. Количественно чувствительность защиты оценивается коэффициентом чувствительности равным:
где - минимальный ток короткого замыкания протекающий через защиту в нашем случае это ток двухфазного короткого замыкания А;
ток срабатывания защиты А.
Из расчётов видно что коэффициенты чувствительности удовлетворяют требованиям kч > 15.
2 Расчет токовой отсечки
Предназначена для защиты от междуфазных замыканий. В зону действия данной защиты входят выводы обмотки 6 кВ часть первичных обмоток трансформатора и кабель соединяющий трансформатор и выключатель 6 кВ. По условиям селективности ТО не должна срабатывать на КЗ со стороны НН. Защита действует без выдержки времени на отключение выключателя.
Уставка выбирается больше значения тока КЗ трехфазного по стороне НН по формуле:
где Котс – коэффициент отстройки учитывающий погрешности в расчетах и реле для Sepam Котс=11.
3 Защита от однофазных заземлений на землю
Данная защита относится к основным и может действовать на сигнал либо отключение. При возникновении ОЗЗ в сети с изолированной нейтралью допускается работе системы в течении двух часов. В данной защите используются специальные трансформаторы тока нулевой последовательности тип CSH-120. Принцип их работы основан на суммировании тока протекающего во всех трех фазах участка. В номинальных условиях это значение должно равняться нулю. При замыкании одной из фаз в цепи образуются токи нулевой последовательности что сказывается на результате сложения фазных токов. Такое отклонение сразу отображается на измерительном приборе подключенном к вторичной обмотке трансформатора. Таким образом можно произвести своевременное отключение питания и устранение неисправности.
Расчет данной защиты проводить не будем принимая что протекание любого тока через трансформатор это ненормальный режим.
4 Устройство резервирования отказа выключателя
Эта функция предназначена для обнаружения неисправности выключателя который не был отключен после срабатывания токовых защит. Применение данной защиты обусловлено недостаточной чувствительностью защит на стороне ВН к токам КЗ на стороне НН. Сигнал УРОВ формируется с временной задержкой 03÷04 сек и если ток КЗ не отключился то защита дает сигнал на отключение основного или резервного питания. Уставка УРОВ по току срабатывания должна составлять 05÷08 от минимальной уставки токовой защиты терминала действующей на отключение выключателя.
Ток срабатывания рассчитаем по формуле:
где Куров – коэффициент УРОВ примем 15.
Принимаем задержку для защиты 04 секунды.
5 Расчет селективности защит терминала Sepam
Выдержки времени МТЗ выбираются по ступенчатому принципу то есть последующая защита должна иметь большую выдержку времени чем предыдущая на ступень селективности t=05 с.
Максимальную токовую защиту всех последующих участков отстраиваем от повреждений на предыдущих участках для соблюдения требования селективности. В сети 04 кВ для защиты линий выбрали вводной автоматический выключатель марки АВ2М и настроим его согласно таблицы 4.2 на tоткл=02 с.
Задержка МТЗ на стороне ВН – 03 с.:
Задержка УРОВ – 04 с.:
Токовая отсечка действует без выдержки времени на отключение выключателей со стороны ВН и НН.
В данном разделе мы провели расчет необходимых уставок для защиты трансформатора питающей линии 6 кВ и оборудования 04 кВ. Защиту оборудования 6 кВ предлагается выполнить на базе современного многофункционального электронного реле Sepam серии 80. Также произведен расчет селективности защит. Карта селективности предоставлена в графической части работы.