55
Трансформаторы имеют автоматическую двухступенчатую систему
охлаждения, систему защитного отключения и предупредительной
сигнализации.
Характеристики трансформаторов:
- полный срок службы - 25 лет;
- срок службы до первого капитального ремонта - 12 лет;
- установленная безотказная наработка менее 25 000 ч;
- допустимая продолжительность КЗ на зажимах - не менее 4с.
Фактический коэффициент загрузки трансформатора в нормальном
режиме определяется по формуле [13]:
3
.
P
H TP
S
K
S
; (2.5)
3.
477,3
0,60 0,7
2 400
K
трансформатор проходит.
Для масляных трансформаторов с постоянной системой охлаждения
допускается аварийная перегрузка на 40% сверх номинального тока в
течение 6 суток по 5 часов каждые сутки, если предварительно он был
загружен не более чем на 80% номинального тока трансформатора.
Фактический коэффициент загрузки в аварийном режиме
рассчитывается по формуле:
3. .
.
P
AB
H TP
S
K
S
; (2.6)
3. .
477,3
1,20 1,4
400
AB
K
трансформатор проходит.
Из расчетов видно, что трансформаторы удовлетворяют условиям
загрузки при выходе из строя одного из них.
56
Таблица 2.2
Параметры трансформатора ТМГ–400/10/0,4 У1 [37]
Параметры
Значения
Номинальная мощность
400 кВА
Напряжение ВН
10 кВ
Напряжение НН
0,4 кВ
Потери ХХ
0,95 кВт
Потери КЗ
5,5 кВт
Ток ХХ
2,1 %
Напряжение КЗ
4,5 %
Габариты
1650 мм х 1080 мм х 1780 мм
Масса
1650 кг
Активные и реактивные потери в ТП определяются по формулам [33]:
2
1
ХХ КЗ З
Р n Р Р К
n
(2.7)
2
1
XX КЗ З
Q n Q Q К
n
(2.8)
.
%
100
Н Т XX
XX
SI
Q
(2.9)
..
%
100
Н Т К З
КЗ
SU
Q
(2.10)
где ΔP
XX
- активные потери холостого хода, кВт;
ΔP
КЗ
- активные потери КЗ, кВт;
К
З
- коэффициент загрузки;
I
КЗ
- ток КЗ в процентах;
U
КЗ
- напряжение КЗ в процентах.
2
1
2 0,95 5,5 0,6 2,89
2
Р
кВт;
400 2,1%
8,4
100
XX
Q
кВАр;
400 4,5%
18
100
КЗ
Q
кВАр;
2
1
2 8,4 18 0,6 20,04
2
Q
кВАр.
57
Полная расчетная мощность с учетом потерь в трансформаторах,
приведенная к шинам РУ 10 кВ ТП равна
Р
ΣТП
= Р
Σ
+ ΔР; (2.11)
Р
ΣТП
= 360,4 + 2,89 = 363,29 кВт;
Q
ΣТП
= Q
Σ
+ ΔQ; (2.12)
1 Q
ΣТП
= 162,9 + 20,04 = 182,94 кВАр.
Полная мощность на шинах 10 кВ подстанции определяется по
формуле
22
Р P P
S P Q
, (2.13)
22
363,29 182,94 406,8
Р
S
кВА.
Так как в помещении цеха места для установки трансформаторной
подстанции нет, то для электроснабжения цеха будет применена БКТП,
которую планируется установить рядом с данным цехом. Применяется
блочная комплектная трансформаторная подстанция в бетонной оболочке
типа 2БКТПБ «Балтика».
РУВН имеет одинарную систему сборных шин, состоящую из двух
секций с секционированием кабельной вставкой, без АВР. В состав одной
секции входит элегазовый моноблок на четыре ячейки кабельных
присоединений: две ячейки линейных присоединений, одна ячейка
трансформаторного присоединения и ячейка секционного выключателя
нагрузки.
Ячейки вводов и отходящих линий РУВН комплектуются
выключателями нагрузки. Ячейки трансформаторных присоединений
комплектуется силовыми выключателями с цифровой релейной защитой. В
состав секционной ячейки входит выключатель нагрузки. Cвязь секционных
ячеек осуществляется кабельной вставкой.
РУНН имеет одинарную секционированную систему сборных шин,
состоящую из двух секций. СШ РУНН рассчитаны на работу в режимах
систематических перегрузок до 1,4 Iн, а также на динамическую и
58
термическую стойкость при КЗ (3-хфазном и 1-нофазном замыкании на
«землю»). Допустимое время работы в режиме перегрузки определяется
перегрузочной способностью силового трансформатора. В состав каждой
секции РУНН входит панель ввода, отходящих линий и секционирования. На
вводе в каждую секцию РУНН устанавливается автомат выкатного
исполнения. Защита отходящих ЛЭП выполняется предохранителями-
разъединителями с номинальным током до 630 А и автоматами
стационарного типа до 63 А. Число отходящих линий на одну секцию - 10
ЛЭП с предохранителями-разъединителями и 5 линий с автоматическими
выключателями. В состав секционной панели входит выключатель-
разъединитель. Связь секционных панелей осуществляется кабельной
вставкой.
В РУНН может быть выполнена схема АВР. Для питания собственных
нужд предусмотрен щит собственных нужд (ЩСН). ЩСН выполнен в
отдельном корпусе, смонтирован на стене отсека РУ и обеспечивает
питанием следующие цепи ~36 В, 50Гц - освещение отсеков подстанции,
кабельных сооружений. ЩСН имеет два ввода и встроенный АВР-0,4 кВ.
Защита ЩСН выполнена автоматическим выключателем. В каждом отсеке
РУ устанавливается по одному ЩСН. Питание каждого ЩСН
осуществляется от соответствующей секции РУНН. При пропадании
напряжения на любой секции РУНН, в соответствующем ЩСН срабатывает
АВР-0,4 кВ. После срабатывания АВР-0,4 кВ питание ЩСН осуществляется
от секции РУНН, на которой присутствует напряжение.
Сеть освещения имеет три независимые цепи:
- освещение отсеков РУ и отсеков трансформаторов;
- освещение кабельных сооружений.
Управление освещением выполнено настенными выключателями,
расположенными в отсеках РУ, которые позволяют раздельно включать
наружное освещение, освещение в отсеке РУ, отсеке трансформатора,
кабельном сооружении соответствующего модуля. Сигнализация о
59
несанкционированном проникновении обеспечивается установкой датчиков
на воротах отсеков трансформаторов и дверях отсеков РУ.
Схема размещения оборудования в 2БКТПБ «Балтика» приведена на
рисунке 2.1.
1 – Трансформатор ТМГ-400/10/0,4 У1; 2 – РУ 0,4 кВ типа ЩО-2000 «Нева»,
3 – РУ 10 кВ типа RM-6, 4 – щит охранной сигнализации, 5 – щит учета,
6 – щит собственных нужд.
Рисунок 2.1. Схема размещения оборудования в 2БКТПБ «Балтика»
Электрическая схема РУ 10 кВ 2БКТПБ «Балтика» приведена на
рисунке 2.2. Электрическая схема СШ 1 РУ 10 кВ 2БКТПБ «Балтика»
приведена на рисунке 2.3.
60
Рисунок 2.2. Электрическая схема РУ 10 кВ 2БКТПБ «Балтика»
61
Рисунок 2.3. Электрическая схема СШ 1 РУ 10 кВ 2БКТПБ «Балтика»
62
2.7. Расчет токов короткого замыкания
Расчет токов короткого замыкания следует начинать с составления
расчетной схемы электрической сети (рисунок 2.4). На расчетной схеме
необходимо указать все параметры, которые влияют на значение тока КЗ и
расчетные точки, в которых нужно рассчитать токи КЗ. Ток КЗ при
проектировании системы электроснабжения производственного цеха
необходимо определить только на сборных шинах 0,4 кВ ТП цеха.
Рисунок 2.4. Расчетная схема электрической сети
На основании расчетной схемы необходимо составить электрическую
схему замещения (рисунок 2.5). Схема замещения - это схема, которая
соответствует по своим параметрам расчетной схеме электрической сети, и
все электромагнитные связи в которой заменены электрическими.
63
Рисунок 2.5. Электрическая схема замещения электрической сети
После составления электрической схемы замещения сети следует
произвести расчет ее параметров. Согласно [5] токи КЗ в электроустановках
напряжением до 1 кВ рассчитываются в именованных единицах. Необходимо
определить сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивления трансформаторов ТМГ-400/10/0,4 равны:
R
т
= 3,5 мОм; Х
т
= 10,7 мОм [5].
Сопротивления автоматического выключателя ВА51-41 1000 А равны:
R
ав1000
= 0,25 мОм, Х
ав1000
= 0,10 мОм [5].
Суммарное активное сопротивление сети до сборных шин 0,4 кВ ТП
цеха определяется по выражению:
(2.14)
Суммарное индуктивное сопротивление сети до сборных шин 0,4 кВ
ТП цеха определяется по выражению:
(2.15)
64
Ток трехфазного короткого замыкания на сборных шинах 0,4 кВ ТП
цеха определяется по формуле [5]:
(2.16)
2.8. Выбор электрических аппаратов
Перед выбором защитных и коммутационных аппаратов необходимо
для защищаемого участка (элемента) определить:
1. номинальное напряжение;
2. номинальный ток:
для большинства трехфазных электроприемников [20]
I
Р
U
ном
ном
ном ном ном
3
cos
, (2.17)
где Р
ном
– номинальная активная мощность потребителей электроэнергии,
кВт;
U
ном
– номинальное линейное напряжение электросети, кВ;
ном
– номинальный коэффициент полезного действия;
сos
ном
– номинальный коэффициент мощности.
Например, для вентиляционной установки (ЭП-1), подключенного к
РП-1:
- номинальное напряжение U
ном
= 0,38 кВ;
- номинальный ток:
15,5
37,0 A.
3 0,38 0,85 0,75
HOM
I
Автоматические выключатели напряжением до 1 кВ выбирают по [20]:
1. по номинальному напряжению