Электроснабжение горного предприятия (стр. 5 из 7)

В условиях дефицита энергетических ресурсов, роста стоимости электроэнергии, значительного роста и развития производства и инфраструктуры городов актуальна проблема энергосберегающих технологий транспортировки, потребления электроэнергии. Экономия электроэнергии на предприятиях зависит, прежде всего, от ее эффективного использования при работе отдельных промышленных систем и технологических установок. Такими стандартными системами и установками любых производственных процессов являются системы освещения, электродвигатели технологического оборудования, электронагревательные установки, сварочное оборудование, преобразователи, трансформаторы и др.

Большинство электрических установок наряду с активной мощностью (Р, кВт) потребляют и реактивную мощность (Q , кВАр) для обеспечения нормального режима работы. В отличие от активной энергии, которая преобразуется в полезные – механическую, тепловую и прочие энергии, реактивная энергия не связана с выполнением полезной работы, а расходуется на создание электромагнитных полей.

Реактивная мощность является фактором, снижающим качество электроэнергии, приводящим к таким отрицательным явлениям, как увеличение платы поставщику электроэнергии, дополнительные потери в проводниках, вследствие увеличения тока, завышения мощности трансформаторов и сечения кабелей, отклонение напряжения сети от номинала. Передача и потребление реактивной мощности сопровождается потерями активной мощности. Для электрической сети важно соблюдать баланс полной мощности (количество производимой электроэнергии должно соответствовать количеству потребляемой электроэнергии).

При этом необходимо обеспечивать баланс реактивной мощности как для системы в целом, так и для отдельных узлов питающей сети. Нарушение баланса реактивной мощности приводит к изменению уровня напряжения в сети, росту потерь.

Величиной, характеризующей потребляемую реактивную мощность, является коэффициент мощности.

Коэффициент мощности – это соотношение активной мощности (P, кВт) и полной мощности (S, кВАр), потребляемой электроприемником из сети. Технико – экономическое значение коэффициента мощности cos φ заключается в том, что от его значения зависят эффективность использования электрических установок и, следовательно, капитальные и эксплуатационные расходы.

Выбор конденсаторов:

По условию надо выбрать мощность КУ, так чтобы на первой секции шин РП-1 tg(φ)поддерживалось равным 0,36(согласно варианту).

→ cos(φ)=0,94

Находим исходный tg(φ):

Далее, исходя из этих данных, можем найти мощность КУ[5]:

α=0,9 – коэф. учитывающий возможность компенсации за счет мероприятий, не требующих применения КУ.

Определяем мощность конденсаторов на фазу:

Теперь, исходя из

и U_ном=10 кВ, для компенсации выбираем силовые косинусные конденсаторы [10]:

КЭП-10,5-50-2У1

К – назначение (для повышения коэффициента мощности);

Э – род пропитки (экологически безопасная синтетическая жидкость);

П – чистопленочный диэлектрик;

10,5 – номинальное напряжение, кВ;

50 – номинальная мощность, кВАр;

2 – количество изолированных выводов;

УХЛ1 – климатическое исполнение.

Определяем мощность БСК:

где n – количество конденсаторов на фазу = 5

Q₁ – мощность одного конденсатора, кВАр = 50.

Проверяем по tanφ[5]:

Данное значение tg(φ) удовлетворяет заданным значениям, и максимально приближено к требуемому по заданию tg(φ), т.е. убеждаемся в правильности выбора.

Защита конденсаторной установки:

Согласно [3] необходимо предусмотреть следующие типы защит:

- защиту от токов к.з;

- защиту от повышения напряжения;

- защиту от перегрузки токами высших гармоник.

По [9] :На рис. 17.2, б показана схема защиты и одноступенчатого регулирования напряжения в функции времени конденсаторной установки высокого напряжения (рис. 17.2, а). Контакты электрических часов РТ, замыкаясь на

= 15 с, включают одно из двух реле времени КТ1 или КТ2 (в зависимости от положения выключателя Q и его вспомогательных контактов Q.3—Q.4). При отключенном выключателе работает реле КТ1 и после выдержки времени = 9... 10 с контактом КТ1 воздействует на электромагнит YAC включения выключателя Q. После включения выключателя и переключения его вспомогательных контактов начинает работать реле времени КТ2, имеющее выдержку времени t₂ = t₁. Сумма выдержек времени двух реле выбрана большей времени замкнутого состояния контактов РТ, поэтому реле времени КТ2 не успевает доработать и конденсаторная установка остается подключенной к шинам до момента очередного замыкания контактов РТ, приводящего к ее отключению. Конденсаторная установка имеет общую защиту от коротких замыканий и перегрузки. Защита выполнена посредством комбинированных реле КАТ1 и КАТ2 типа РТ-80. Для защиты от повышения напряжения использованы реле KV и КТЗ. При срабатывании защит промежуточное реле KL самоудерживается (контактом KL.3) и разрывает цепь включения выключателя (контактом KL.1). Самоудерживание снимается кнопочным выключателем SB. Источником переменного оперативного тока служит трансформатор собственных нужд подстанции с конденсаторной установкой.

защита от многофазных к.з. предусматривается для всей конденсаторной установки в целом. В сетях напряжением выше 1 кВ - плавкими предохранителями или двухфазной токовой отсечкой. Кроме того, предусматривается групповая защита батарей, из которых состоит установка. Групповая защита не требуется, если конденсаторы снабжены индивидуальной защитой.

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя и ток срабатывания защиты выбирают с учетом отстройки от токов переходного процесса при включении конденсаторной установки и толчков тока при перенапряжениях по условию

номинальный ток конденсаторной установки или отдельных ее элементов (для групповой защиты и защиты секций); = 2,0...2,5.

Большее значение коэффициента отстройки

принимают для плавких вставок.

Выбор трансформаторов тока защиты от токов короткого замыкания:

Ток проходящий по одной фазе КУ

, тогда ток проходящий по одному конденсатору

Исходя из этого тока, выбираем предохранитель на конденсатор

По [1] выбираемПС-10У1[1]

В качестве защитного устройства выбираем 2 комбинированных реле типаРТ-80[1].

Реле тока подключаются к вторичной защитной обмотке тр-ра тока, который выбирается по

и U_ном=10(кВ)

Выбираем трансформатор ТПЛ – 10[5]на 300 (А).=>

=300(A)

.

Ток срабатывания реле:

, где

К_СХ – коэффициент схемы, зависящий от схемы соединения трансформатора тока;

К_ТТ – коэффициент трансформации трансформатора тока.

К_сх=1;

К_тт=

Чувствительность защиты считается достаточной при

> 2.

Защита от перегрузки предусматривается в тех случаях, когда возможна перегрузка конденсаторов высшими гармоническими тока из-за непосредственной близости мощных выпрямительных установок. Защита выполняется общей для всей конденсаторной установки и действует на ее отключение с выдержкой времени порядка

= 9 с. Ток срабатывания защиты определяется условием

Тогда ток срабатывания реле

Защита от повышения напряжения устанавливается, если при повышении напряжения к единичному конденсатору может быть длительно приложено напряжение более 1,1

. Защита выполняется одним максимальным реле напряжения и реле времени. Напряжение срабатывания определяется условием = 1,1* , а выдержка времени принимается равной t_C.3. = 3...5 мин.