При выборе числа и мощности трансформаторов подстанций рекомендуется выбирать при двухтрансформаторных подстанциях мощность каждого трансформатора с таким расчетом, чтобы при выходе из строя одного трансформатора оставшийся в работе трансформатор мог нести всю нагрузку потребителей. Для этого номинальная мощность трансформаторов двухтрансформаторной подстанции принимается равной 70% от общей расчетной нагрузки цеха. Тогда при выходе из строя одного из трансформаторов второй на время ликвидации аварии оказывается загруженным не более чем на 140%, что допустимо в аварийных условиях.

Выбираем КТП-М-1600 с двумя трансформаторами.

Коэффициент загрузки в нормальном режиме установок:

Проверяем установленную мощность трансформатора в аварийном режиме при отключение одного трансформатора:

Следовательно, выбранные мощности трансформаторов обеспечивают электроснабжение установок как в нормальном, так и в аварийном режимах.

7. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

а) Расчет токов КЗ на шинах КТП

Рассчитаем ток К.З. на шинах КТП, т.е. К.З. свыше 1 кВ. Зададимся базисными величинами.

; ;

Тогда ;

Определим сопротивления:

Для гидрогенератора типа СВ395/250-12

Для трансформатора типа ТДН-80000/110

Для воздушной линии электропередачи AL-1, AL-2

Для турбогенератора типа Т-6-2

Для реактора типа РБГ-10-400-0,35

Для трансформатора типа ТМН-6300/110

Для воздушной линии электропередачи AL-3, AL-4

Для кабельной линии электропередачи CL-1, CL-2

Рис. 7 Схема внешнего электроснабжения

Схема снабжения будет иметь вид:

Рис. 8 Схема замещения схемы снабжения.

Преобразуем схему

Рис. 9 Преобразование схемы замещения

Рис. 10 Преобразование схемы замещения

Рис.11 Преобразование схемы замещения

Т.к выполняется условие  , то можно объединить источники.

Для определения тока К.З.от гидрогенераторов определим расчётное сопротивление:

Так как  тогда ток К.З. от гидрогенератора найдём следующим образом:

;

Для определения тока К.З.от турбогенераторов определим расчётное сопротивление:

 , то по расчетным кривым рис 1.58 [1] определяем кратность тока

Определим ток короткого замыкания:

;

;

.

б) Расчет токов КЗ на шинах подстанции

Для проведения расчёта тока К.З. составим схему замещения участка цепи, по которому протекает данный ток.

Рис.12 . Схема замещения. схемы снабжения после трансформаторной подстанции.

Определяем активное и реактивное сопротивления схемы замещения:

;

;

;

Автоматический выключатель Э40В.

Находим ток, протекающий по данному участку:

;

По табличным данным определяем сопротивления:

Автоматический выключатель Э25В.

В качестве токоподвода выбираем шинопровод магистральный алюминиевый ШМА-4, который рассчитан на протекание токов до 1250 А.

;

.

; где l – длина токоподвода;

;

;

;

;

;

;

;

;

8. ВЫБОР СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭТУ

1.                Выключатели высокого напряжения QF1,QF2.

Условия выбора выключателя:

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7) а)

б)

;

;

; ;

Выбираем выключатель типа ВВЭ-10-20/630У3.

Исходя из вышеприведенных данных, выключатель типа ВВЭ-10-20/630У3 удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям.

2.                Выключатели высокого напряжения QF3, QF4, QF5.

Выбираем выключатель типа Э40В.

3.                Выключатели высокого напряжения QF6, QF7, QF8…

Выбираем выключатель типа Э25В.

4.                Разъединители QS1…

Условие выбора разъединителя:

1)

2)

3)

4) а)

б)

Выбираем разъединитель РВЗ-10/630 IУ3.

где =0,05с; =0,15с; =0,05с;

1) 10 кВ ≥ 10 кВ

2) 630 А ≥ 364 А

3) 630 А ≥ 437 А

4)     а) 52 кА ≥ 9,91 кА

б) 1600 кА²с≥ 381 кА²с

5.                Шины.

Условие выбора шин:

1)

2)

3)

4)

Выбираем алюминиевые шины 60×6 мм.

где -плотность тока;

= 437 А;

где

=90 –максимально допустимая температура и напряжение, на которую используется шина табл.1.15 [4].

Проверка на расчетные нагрузки:

где = 5 м – длина шин;

 а = 0,15 м – расстояние между шинами.

6.                Симметрирующее устройство для ИНМ.

Расчет симметрирующего устройства для индукционной нагревательной установки:

Таблица 5

Конденсаторы КС2-0,38-50-3У3 (380 В, 50 квар), конденсаторы соединены по два последовательно. Кроме того, 12 шт. в резерве.

7.                Преобразователь частоты для КИН

Для питания кузнечных индукционных нагревателей КИН-500/1, выберем статические преобразователи частоты типа ТПЧ-1У4.

Таблица 6

8.                Трансформатор тока.

Условие выбора трансформатора тока:

1)               

2)               

3)               

4)                 

5)               

6)               

Измерительные приборы:

Таблица.7

,

где  - сопротивление соединительных проводов,  - сопротивление подключенных приборов,  - сопротивление контактов.

=0,1 Ом;

Выбираем медные провода с

Выбираем медный провод марки М сечением = 4 мм². [4]

Выбираем трансформатор тока ТЛМ-10-2.

1)                                                                                                           10 кВ ≥ 10 кВ

2)                                                                                                           600 А ≥ 364 А

3)                                                                                                           600 А ≥ 437 А

4)                                                                                                           100 кА≥ 9,91 кА

5)                                                                                                            кА²с ≥ 381 кА²с

9. Трансформатор напряжения.

Условие выбора трансформатора напряжения:

Измерительные приборы:

Таблица 8.

=3+8+8=19ВА.

Выбираем трансформатор напряжения НОЛ.0.8-10УХЛ3.

1)     10 кВ ≥ 10 кВ

2)     150 ВА ≥ 19 ВА.

9. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СРАБАТЫВАНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

Максимальная токовая защита:

Является основным видом релейной защиты в электрических сетях промышленных предприятия, срабатывающий от резкого увеличения тока цепи при КЗ или перегрузках. МТЗ выполнена с помощью токовых реле мгновенного действия серии РТ-40, а выдержки времени, и время действия которого не зависит от проходящего в цепи тока КЗ или перегрузки, т.е. представляет собой защиту с независимой характеристикой времени срабатывания. Защита охватывает также питающую линию и осуществляет отключение установки, воздействуя на оперативно-защитный выключатель. На схеме рис.13 показаны катушки реле КА1, КА2, КА3. Ток срабатывания реле:

Для трансформаторов тока ТА1, ТА2 по условиям:

где  коэффициент трансформации трансформатора тока,

kсх =1– коэффициент схемы, kн = 1,3– коэффициент надёжности, учитывающий погрешность реле.

Защита от перегрузки:

Защита от перегрузки будет по низкой стороне и осуществляется реле РТ-80 с зависимой от тока выдержкой времени, включенным на разность токов. Защита от перегрузки действует на сигнал или на отключение оперативно-защитного выключателя. Защита выполняется в 3-фазном 3-релейном исполнении с помощью реле косвенного действия индукционного типа, имеющего ограниченно-зависимую характеристику. На схеме рис.13 показаны катушки реле КА4, КА5, КА6. Ток срабатывания реле:

10. РАЗРАБОТКА СИЛОВОЙ СХЕМЫ ПИТАНИЯ УСТАНОВКИ

Питание установки производится через высоковольтный выключатель  типа ВВЭ-10-20/630У3.

Контроль электрического режима производится на стороне высокого и низкого напряжения: на стороне высокого напряжения контролируется мощность, активная и реактивная электроэнергия, потребляемая установкой, установлен фазометр , имеется максимально-токовая защита на реле ; по низкой - контролируются ток и напряжение трансформатора, также установлена токовая защита от перегрузки на реле .

Максимальная токовая защита выполнена по высокой стороне печного трансформатора на реле максимального тока РТ-40. Защита от перегрузки устанавливается по низкой стороне на реле РТ-80 индукционного типа с выдержкой времени.

Трансформаторы тока  имеют коэффициент трансформации равный 5/5 и установлены для обеспечения безопасности обслуживающего персонала. Токовые цепи измерительных приборов подключаются через трансформаторы тока типа ТЛМ-10-2, цепи напряжения - к двум трансформаторам напряжения типа НОЛ.0.8-10УХЛ3, собранным в схему открытого треугольника.

Для симметрирования нагрузки применяется схема с реактор-делителем.

Рис. 13. Подробная схема питания ИНМ

11. СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ, ЗАЩИТЫ И СИГНАЛИЗАЦИИ

Основной особенностью схемы управления высоковольтным выключателем с электромагнитным приводом является то, что ему требуются две цепи с разными токами, так как по катушке электромагнита включения проходят большие токи. Поэтому схему можно разделить на две части – схема управления, защиты и сигнализации, и схема включения электромагнита привода выключателя.

Для включения установки нужно переключатель SA1 поставить в положение «вкл» (на схеме верхнее положение) при этом должно быть достаточным давление воды в системе охлаждения KL3:1. При этом включится контактор KM и включится катушка привода включения ВВ YAC.

В схеме управления предусмотрено аварийное выключение при выходе из нормального режима работы различных систем. Аварийное выключение производится ступенчато.

При незначительных отклонениях от нормального режима включается предупредительная сигнализация в виде включающейся лампы или звонка, которая устанавливается переключателем SA3 (переключатель позволяет отключить сигнализацию). Контролируется температура воды KL4:1.

Аварийная сигнализация включается вместе с аварийным выключением ВВ, контакт KL1:2. Аварийное выключение возможно при срабатывании максимально-токовой защиты КА1, защиты от перегрузок КА2, отсутствии протока воды KL2:1. Аварийное отключение возможно нажатием кнопки SB1.

Рис.14 Схема управления защиты и сигнализации

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе спроектировано электроснабжение участка с двумя кузнечными индукционными нагревателями КИН-500/1 и одним индукционным нагревателем ИНМ-50П-15/50НБ для нагрева заготовок из цветных металлов и сплавов перед прессованием. Были составлены индивидуальный и групповой графики нагрузок участка: коэффициент использования ; коэффициент включения ; коэффициент спроса по активной мощности . Были рассчитаны токи КЗ свыше 1 кВ:  и КЗ ниже 1 кВ:

Разработана схема электроснабжения участка, планировка расположения электроустановок, выбрано силовое оборудование ЭТУ. Разработана схема управления и сигнализации.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1) Электрооборудование электротехнологических установок Метод. указания к курсовому проектированию / Сост. А.Н.Миронова, Е.Ю.Смирнова; ЧГУ Чебоксары 2003.

2) Электроснабжение электротехнологических установок Метод. указания к курсовому проектированию / Сост. А.Н.Миронова, Е.Ю.Смирнова; ЧГУ Чебоксары 2003.

3) Миронов Ю.М., Миронова А.Н. Электрооборудование и электроснабжение электротермических, плазменных и лучевых установок Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат. 1991. – 376 с.: ил.

4) Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.: ил.

5) Электрооборудование и автоматика электротермических установок: (Справочник) / Под ред. А.П. Альтгаузена, М.Д. Бершицкого, М.Я. Смелянского, В.М. Эдемского. – М.: Энергия, 1978. – 304 с., ил.

6) Миронова А.Н., Миронов Ю.М. Особенности электротехнологических установок как потребителей электроэнергии: Учеб. пособие / Чуваш. ун-т. Чебоксары, 1990. 76 с.

7) Шамов А.И., Бодажков В.А. проектирование и эксплуатация высокочастотных установок. Л.: Машиностроение, 1974. 280 с.

Рис.. Силовая электрическая схема питания всего заданного количества установок

Страницы: 1, 2