Разработка вопросов энергосбережения за счет использования ветроэнергетической установки (стр. 8 из 16)

8.1 Сопротивление системы

. (8.1)

8.2 Сопротивление трансформатора

; (8.2)

. (8.3)

8.3 Сопротивление линии

; (8.4.)

. (8.5.)

8.4 Результирующие сопротивления доточек КЗ

Для каждой точки КЗ суммируются все сопротивления от начала электропередачи и находятся полные сопротивления

. (8.6.)

8.5 Рассчитываются токи трехфазного КЗ

(8.7)

Для точек КЗ, в которых U_{с ном}= U_б, выражение (8.5) принимает вид:

8.6 Токи двухфазного КЗ

(8.8)

8.7 Ударные токи

(8.9)

где К_у - ударный коэффициент.

(8.10)

где Т_а - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ

(8.11)

Значения К_у можно найти по кривым к_у=F(Х_б∑/ R_б∑) - зависимости коэффициента от отношения результирующих сопротивлений до соответствующей точки КЗ [11].

8.8 Мощность КЗ

(8.12)

Если в расчетах токи КЗ получаются значительными, их удобнее выразить в кА; мощности КЗ (S³_к) выражать в МВА. Результаты расчетов сводятся в таблицу 8.1.

Таблица 8.1–Результаты расчетов токов К3

Точки К3	Напряже-ние, кВ		Сопротивление, Ом						Kу	Токи короткого замыкания, КА								S(3)к, мВА
			R∑		X∑		Z∑			I(3)к		I(2)к		I(1)к		iуд
К1К2К3К4	10,510,510,510,5	–1,741,525,09		1,093,43,166,47		1,093,823,518,23		1,51,21,221,08			5,5681,7311,5890,737		4,8441,5061,3830,671		----		15,7022,9792,6901,127	101,1531,4428,8713,39
К5К6К7К8	10,510,510,510,5	12,8817,5836,525,6		31,6747,438,744,1		34,1950,5653,2050,99		1,281,311,051,16			4,663,1512,9953,124		4,0542,7422,6062,718		-1,7731,0810,875		8,4035,8304,4415,117	3,222,182,072,16

энергосбережение ветроэнергетический трансформатор электроснабжение

9.ВЫБОР И СОГЛАСОВАНИЕ ЗАЩИТЫ НА ВЛ 0,38кВ И НА 10кВ

Выбор оборудования подстанции ТП 2854

Выбор разъединителя

1)U_р.ном.≥ U_{сети ном.}10 кВ =10 кВ

2) I_р.ном≥ I_р.max.

200А ≥ 107,8 А

Предлагается разъединитель типа РЛНД-10/200 В с приводом типа ПРН-10м. Проверяется разъединитель на термическую и динамическую стойкость:

(9.1)

(9.2)

где U_р.ном, I_р.ном – номинальное напряжение и ток разъединителя; I_t, t – ток и время термической стойкости разъединителя, равные 5 кА и 10 с; t_экв – эквивалентное время примерно равное времени протекания тока I_к⁽³⁾, может быть принято 2 с; i_д – ток динамической стойкости разъединителя, равный 20 кА.

Условия выполняются, разъединитель удовлетворяет требованиям.

Выбор рубильника на напряжение 400 В:

1)U_р.ном.=500 В > U_{сети ном.}=380 В

2) I_р.ном.=250 А > I_р.max.=140 А

Предлагается рубильник типа Р-32 с номинальным током Iн=250 А.

В проекте необходимо выбрать, рассчитать, проверить на чувствительность и согласовать между собой защиты следующих элементов электрической сети: линий 0,38 кВ, трансформатора 10/0,4 кВ (ТП 2854) и линий 10 кВ.

Линии 0,38 кВ защищаются, как правило, автоматическими выключателями (QF), у которых тепловой расцепитель выполняет роль максимальной токовой защиты с выдержкой времени отключения (МТЗ), электромагнитный расцепитель-защиты без выдержки времени отключения, т.е. токовой отсечки (ТО).

Силовой трансформатор защищается предохранителем типа ПКТ-10, устанавливаемом со стороны 10 кВ, воздушная линия 10 кВ защищается МТЗ и ТО, действующими на отключение выключателя в начале линии.

На линиях 0,38 кВ, питающих трехфазные потребители, устанавливается автоматические выключатели непосредственно у потребителя (QF1), и на подстанции (QF2). Наиболее распространенным потребительским выключателем является автоматический выключатель серии ВА, а подстанционным - автоматические выключатели серий АЗ700, АЕ2000.

Если тепловой расцепитель автоматического выключателя, установленного на подстанции, оказывается нечувствителен к токам короткого замыкания, то он заменяется более чувствительной защитой, в качестве которой в последнее время применяется защита ЗТ-0,4(или ЗТИ), в виде приставки к QF2.

Если нечувствительным оказывается электромагнитный расцепитель, то он не устанавливается и линия 0,38 кВ защищается только тепловым расцепителем QF2.

Чувствительность защиты оценивается по выражению:

(9.3)

где:

I⁽¹⁾_к.max-минимальный ток однофазного короткого замыкания (ток в конце линии);

I_т.-ток срабатывания теплового (полупроводникового) расцепителя.

Чувствительность защиты с электромагнитным расцепителем QF2 оценивается по выражению:

(9.4)

где:

I⁽³⁾_к.max-ток трехфазного короткого замыкания на шинах подстанции;

I_эл.р. -ток срабатывания электромагнитного расцепителя.

Защита линии 0,38 кВ (Л-1)

Выбор автоматического выключателя на потребителе (QF1)

Рабочий ток линии 231 А

Для установки у потребителя выбираем два автоматических выключателя, тогда рабочий ток 115,5А . ВА 57-31-34 с параметрами:

U_ном.QF1=660 В ≥ U_{сети ном.=}380 В

I_ном.QF1=250 А ≥ I_р.max.=115,5 А

I_т.р.QF1=160 А ≥ 1,1×I_р.max.=137,5А

Выбор автоматического выключателя, установленного на подстанции в Л1 (QF2).

Выбираем выключатель серии А 3736Б по параметрам сети:

U_ном.QF2=660 В ≥ U_{сети ном.}=380 В

I_ном.QF2=250 А ≥ I_р.max.=231А

По условию селективности:

I_т.р.QF2=400≥(1,1…1,3) I_р.max=300,3А

I_т.р.QF2=400 А > I_т.р.QF1=160 А

I⁽³⁾×к_н=3151×1,25<I_эл.р.QF2=4000 А > I_эл.р.QF1=400 А

Оценка чувствительности защиты Л1.

Ток однофазного К.З. в конце линии 0,38 кВ равен 1173,6 А

Ток трехфазного К.З. на шинах 0,4 кВ ТП 2854 равен 4660 А

По чувствительности тепловой расцепитель QF2 не проходит, поэтому применяем приставку к автоматическому выключателю ЗТ–0,4.

Расчет защиты наЗТ-0,4.

Приставка ЗТ-0,4 действует на независимый расцепитель QF2 и имеет защиту от междуфазного тока КЗ и защиту от однофазного тока КЗ.

Защита от междуфазного тока КЗ отстраивается от тока нагрузки Л1, т.е. ток срабатывания защиты I⁽²⁾_ср находится:

(9.5)

где К_н - коэффициент надежности, равный 1,2; К_з, - коэффициент самозапуска, учитывающий увеличение нагрузочного тока от пусковых токов, после отключения тока КЗ другими защитами (например QF1). Для производственных нагрузок К_з =1,25.

Уставка тока срабатывания I⁽²⁾_уст устройства ЗТ-0,4 имеет три значения: 100, 160, 250 А.

А

Тогда I⁽²⁾_уст = 250А > I⁽²⁾_ср =173,2 А

Оценка чувствительности защиты определяется по минимальному двухфазному току КЗ:

(9.6)

Защита чувствительна к междуфазным токам КЗ.

Расчет защиты ЗТ-0,4 от однофазного тока КЗ начинается с определения тока несимметрии (I_нес).

(9.7)

где К_нес - коэффициент несимметрии, который колеблется в пределах от 0,1 до 0,5. Принимаем К_нес =0,3.