75
d б
АД
дв
хS
x;
S
(2.90)
АД
0,2 1000
x 140,85 о.е.
1,42
Ток одного двигателя ГПП:
АД б 2
АД
2
2
каб АД каб
ЕI
I;
х х r
(2.91)
АД
2
2
0,9 55
I 0,35 кА.
0,77 140,85 1,575
Подпитка рассчитывается при одном включенном секционном
выключателе. Результирующее значение периодической составляющей
тока КЗ с учетом подпитки от электродвигателей:
АД АД
К 2 п0.к 2
nI
I I ;
2
(2.92)
К2
1 0,35
I 8,2 8,34 кА
2
.
Ударный ток КЗ в точке К-2 по (2.85):
уд.к 2
i 2 1,8 8,34 21,2 кА.
Точка К-3
Поскольку расчетная точка К-3 находится в системе потребления
(напряжение менее 1 кВ), то расчет токов КЗ проводим в именованных
единицах.
Принимаем следующие допущения: Систему принимаем
бесконечной мощности, сопротивление системы равно нулю
(
с
S
,
с
x0
)
[1].
Схема замещения приведена на рисунке 2.11.
Сопротивление силового трансформатора ТМГ-2500/10 [12]:
тр
х 5,4 мОм,
тр
r 1 мОм.
Сопротивление трансформатора тока не учитываем
[12]:
76
та
х 0,07 мОм,
та
r 0,05 мОм.
Сопротивление автоматического выключателя
[12]
:
ав
х 0,05 мОм,
ав
r 0,1 мОм.
Рисунок 2.11 – Схема замещения
Сопротивление контактов:
к
r 0,01 мОм
– для контактов шинопроводов [12],
к
r 1 мОм
– для коммутационных аппаратов [12].
Сопротивление шин:
ш
х 0,015 мОм
,
ш
r 0,033 мОм
[12].
Сопротивление дуги не учитываем, поскольку возможно
металлическое замыкание.
Результирующее сопротивление схемы замещения до точки К-3:
22
к 3 тр та кв ш тр та кв к ш д
z (x x x x ) (r r r r r r )
77
22
5,4 0,07 0,05 0,015 1 0,05 0,1 0,01 1 0,033 5,94 мОм.
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке
К-3 по (2.84):
n0.к3
3
0,4
I 38,92 кА.
3 5,94 10
Ударный ток КЗ по (2.85):
уд.к 3
i 2 1,1 38,92 60,36 кА.
Результаты расчета токов КЗ сведены в таблице 2.15.
Таблица 2.15
Результаты расчета токов короткого замыкания
Точка
КЗ
Напряжение
ном
U
, кВ
Периодическая
составляющая тока КЗ
n0
I
, кА
Ударный ток КЗ
уд
i,
кА
К-1
110
6,38
17,3
К-2
10
8,34
21,2
К-3
0,4
38,92
60,36
2.7 Релейная защита и автоматика
Для элементов проектируемой схемы электроснабжения завода
предусматриваются к установке следующие устройства релейной защиты и
автоматики:
1. На воздушных линиях, питающих ГПП завода от подстанций
энергосистемы 110 кВ – максимальная токовая защита (МТЗ), токовая
отсечка (ТО) без выдержки времени.
2. На выключателе между секциями ГПП завода – МТЗ и
автоматический ввод резерва (АВР).
78
3. Для блоков «линия – трансформатор» устанавливаются МТЗ, ТО
без выдержки времени, защиту от замыканий на землю, защиту от
перегрузок.
4. Для защиты трансформаторов цеховых подстанций
устанавливаются защиты от однофазных замыканий на землю на стороне
низшего напряжения, газовая защита.
5. АВР на стороне низшего напряжения ТП-10/0,4 выполняется с
помощью секционного автоматического выключателя.
6. Защита элементов сети 0,4 кВ выполняется с применением
предохранителей с плавкими вставками и автоматических выключателей,
снабженных устройствами токовой защиты.
Приведем пример расчета уставок РЗиА на выключателе Q1 линии,
питающей трансформатор Т1 ТП-1.1. Токи короткого замыкания для
линии питания этого трансформатора определены в п.2.4.
В качестве основного устройства РЗиА, осуществляющего защиту
элементов проектируемой системы электроснабжения 10 кВ, выбираем
микропроцессорные реле отечественного производства MP-700. Схема
РЗиА отходящей линии с применением микропроцессорного реле МР-700
приведена в графической части проекта.
Произведем расчет уставок срабатывания максимально-токовой
защиты (МТЗ). Ток срабатывания защиты определяется по формуле:
ОТС З
СЗ Р.max
В
KK
II
K
(2.104)
где
ОТС
K
- коэффициент отстройки; принимаем
ОТС
1,2K
;
З
K
- коэффициент самозапуска; принимаем
З
2K
;
В
K
- коэффициент возврата; принимаем
В
0,85K
;
Р.max
I
- максимальный рабочий ток нагрузки, А.
Максимальный рабочий ток нагрузки определяем по выражению:
79
Н
Р.max
H
,
3
S
I
U
(2.105)
где S
Н
- номинальная мощность трансформатора, кВ·А;
U
Н
- номинальное напряжение, кВ;
Выбор тока срабатывания устройства защиты осуществляем по
выражению:
СХ СЗ
СР
Т
,
kI
I
n
(2.106)
где
СХ
k
- коэффициент схемы, при соединении трех трансформаторов тока
в полную звезду
СХ
k
= 1;
Т
n
- коэффициент трансформации трансформаторов тока.
Ток срабатывания защиты, выбранный путем отстройки от нагрузки,
проверяется по условию чувствительности защиты. Проверка ведется по
минимальному значению тока
Р.min
I
в реле при двухфазном КЗ в конце
защищаемой зоны. Чувствительность защиты оценивается коэффициентом
чувствительности:
Р.min
Ч
СЗ
I
k
I
(2.107)
Выражение (2.107) можно также записать в виде:
(3)
К.З
Ч
СЗ
I
kk
I
(2.108)
где k - коэффициент, учитывающий вид и место КЗ, схему соединения
трансформаторов тока и реле; принимаем
0,87k
;
(3)
К.З
I
- ток трехфазного металлического КЗ при повреждении в конце
защищаемой зоны; из пункта 2.4 принимаем
(3)
К.З
8,34 кАI
.
Согласно [1] коэффициент чувствительности для основной зоны
должен быть
Ч
1,5k
.
Выполним расчет уставок для устройства защиты MP-700 по
вышеприведенной методике.
80
Максимальный рабочий ток нагрузки по (2.105) равен:
Р.max
2500
144,3 А
3 10
I
Ток срабатывания защиты по формуле (2.104):
СЗ
1,2 2
144,3 432,9 А
0,85
I
Ток срабатывания определим по выражению (2.106):
СР
1 432,9
10,8 А
200 / 5
I
Коэффициентом чувствительности по (2.108) равен:
Ч
8340
0,87 17 1,5
432,9
k
.
Условие выполняется.
Время срабатывания (выдержка времени) МТЗ выбирается исходя из
условий селективности по отношению к защитам элементов,
подключенных к шинам ТП-1.1.
Время срабатывания защиты выключателя определяем по выражению:
СЗ.В СЗ.Л
t t t
(2.109)
где
СЗ.Л
t
- время действия самой медленной защиты отходящих линий при
КЗ в конце защищаемой зоны; принимаем
СЗ.Л
1,1 сt
;
t
- ступень селективности; принимаем
0,5 сt
.
Тогда время срабатывания защиты секционного выключателя по
(2.109):
СЗ.В
1,1 0,5 1,6 сt
Произведем расчет уставок токовой отсечки (ТО).
Ток срабатывания защиты выбирается из условия отстройки от
максимального тока короткого замыкания:
СЗ ОТС КЗ.max
I K I
(2.110)
где k
отс
– коэффициент отстройки, зависящий от типа применяемого
устройства защиты; для МР-700 принимаем k
отс
= 1,1.
По формуле (2.110) определяем ток срабатывания защиты:
81
СЗ
1,1 8,34 9,17 кАI
По формуле (2.106) определяем ток срабатывания устройства защиты
токовой отсечки:
СР
1 9170
229,4 А
200 / 5
I
Произведем расчет уставки защиты от перегрузки.
Ток срабатывания защиты от перегрузки:
Н
СЗ НОМ
В
K
II
K
,
(2.111)
где
НОМ
I
- номинальный ток защищаемого оборудования.
Для защиты от перегрузки принимается KН = 1,05.
Определим ток срабатывания защиты от перегрузок (I>) по (2.111):
СЗ
1,05
144,3 159,5 А
0,95
I
Ток срабатывания устройства защиты определяем по выражению
(2.106):
СР
1 159,5
4 А
200 / 5
I
Время срабатывания для защиты от перегрузок принимаем t
СЗ
= 10 с.
Защита от перегрузки действует на сигнал.
Произведем расчет уставок защиты от замыкания на землю.
Защита от замыканий на землю действует на сигнал. Уставка по
току ненаправленной защиты от замыканий на землю рассчитывается по
условию несрабатывания защиты от собственного емкостного тока
данного присоединения (линии или электродвигателя) по выражению:
СЗ ОТС БР С.ПР
I K K I
,
(2.112)
где
ОТС
K
- коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,2;
БР
K
.-.коэффициент, учитывающий бросок емкостного тока в момент
зажигания дуги. Для цифровых реле принимаем KБР 1,8…2.
82
C.ПР
I
.-.собственный емкостный ток защищаемого присоединения, А.
Для кабельных линий значение I
С.ПР
можно определить по
удельным емкостным токам, приведенным в справочных таблицах [2]:
С.ПР С.ПР.уд КЛ
I I L
,
(2.113)
где
С.ПР.уд
I
.-.удельное значение емкостного тока, А/км. Для кабеля
сечением 70 мм
2
С.ПР.уд
1,04 А/кмI
;
КЛ
L
- длина кабельной линии, км.
Для определения тока срабатывания от замыканий на землю
рассчитаем собственный емкостный ток защищаемого присоединения по
(2.113):
С.ПР
1,04 0,12 0,125 АI
Определим ток срабатывания защиты от замыканий на землю по
(2.112):
СЗ
1,2 1,8 0,125 0,27 АI
Защита линии от замыкания на землю действует на сигнал.
83
Глава 3. Направления совершенствования организации
технического обслуживания производства, экономическая
эффективность проекта и мероприятия по охране труда и экологии
3.1. Мероприятия по совершенствованию организации тех-
нического обслуживания производства
Рассчитаем показатели технического уровня средств труда на пред-
приятии и сведем их в таблицу 12.
Таблица 12
Анализ технического уровня средств труда ОАО «СмАЗ»
Показатели
Предыдущий
2012 год
Отчетный
2013 год
Абсолютное
отклонение
Относительное
отклонение, %
1. Среднегодовая стои-
мость основ-ных
производственных фон-
дов, млн. руб.
3912,00
5913,00
2001,00
151
2. Среднегодовая стои-
мость машин и
оборудования, млн. руб.
31502,00
99658,00
68156,00
315
3.Среднесписочная чис-
ленность рабочих, чел.
1149
1385
236
258
4. Численность рабочих,
выполняющих операции
на механизмах и автома-
тах, чел.
1105
1292
187
278
5. Общий объем произ-
водства продукции, млн.
руб.
32684,00
102771,00
70087,00
314
5.1. В том числе объем
продукции, произведен-
ной механизированным и
автоматизированным
способом
27940,00
83630,00
55690,00
310
6. Объем потребляемой
энергии на производ-
ственные цели, квт
10500
36426
25926
347
7. Фондовооруженность
труда, млн. руб.(стр.1:
стр.3)
3,40
4,26
0,86
125
8. Техническая воору-
женность труда, млн.
руб.(стр.2: стр.3)
27,42
71,96
44,54
262
9. Энерговооруженность
9,13
26,30
17,17
288
84
труда, квт (стр.6 : стр.3)
10. Уровень механизации
труда, %
70
76
6
109
11. Уровень механизации
произ-водства, %
(стр.5.1:стр.5)х100%
85
81
-4
95
12. Производительность
труда, млн. руб. (стр.5 :
стр.3)
28,45
74,20
45,75
255
По результатам расчета построим линейный графики динамики по-
казателей: фондовооруженность труда (рис.18), техническая
вооруженность (рис.19), производительность труда (рис.20), а также сде-
лать соответствующие выводы о техническом уровне предприятия.
0
50
2011 год
2012 год
Рис.18. Динамика показателя фондовооруженности труда
ОАО «СмАЗ»
0
500
2011 год
2012 год
Рис.19. Динамика показателя технической вооруженности
ОАО «СмАЗ»
0
500
2011 год
2012 год
Рис.20. Динамика производительности труда ОАО «СмАЗ»