Расчёт и выбор устройств компенсации реактивной мощности

    Схема распределительной сети предполагает пересечение кабельной трассы с  автомобильной и железной дорогой. При этом кабели прокладываются в  трубах по всей ширине зоны отчуждения на глубине не менее 1м от полотна  автомобильной дороги и 2 м от полотна железной дороги.

    Большая часть кабельной трассы проложена  параллельно фундаментам зданий. При этом расстояние в свету от кабеля до фундаментов должна быть не менее 0,6 м. В местах прокладки кабеля параллельно автомобильной дороге расстояние в свету между кабелем и дорогой не менее 1 м.

    При  повороте кабельной трассы радиус изгиба кабеля составляет не менее пятнадцати внешних диаметров кабеля.                                                                                

    

    Для ввода кабеля, выходящего из траншеи  в здание, в стене заранее закладываются отрезки стальных труб, размещенных на расстоянии 100 мм в свету друг от друга. При этом глубину прокладки кабеля допускается уменьшать до 0,5 м.

    Цеховые ТП выполняются комплектными с трансформаторами типа ТМЗ. В цехе по 2 – 4 трансформатора. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    

    

    7. Расчет и выбор устройств компенсации  реактивной мощности  

    Расчет  низковольтных батарей конденсаторов.

    Q_НК=Q_НК1+Q_НК2,

где  Q_НК2 – расчетная реактивная мощность на втором этапе расчета.

    Q_НК2=Q_Р-Q_НК1-g×n×S_НТ,

где n – количество трансформаторов;

    g – расчетный коэффициент, определяемый в зависимости от коэффициентов К_р1 и К_р2 и схемы питания цеховых подстанций по /2, рис.4,9/;

          К_р1 – коэффициент, зависящий от количества рабочих смен на предприятии, /2, стр.108/;

          К_р1=14 – для двух смен

          К_р2 – коэффициент, зависящий от мощности трансформаторов цеховых подстанций и длины питающей линии, /2, стр.109/.

    Пример  расчета для ТП1:

    К_р2=3;

    g=0,54;

    Q_НК2=1597-647-0,54*4*630= -411,3 квар

    Так как Q_НК2<0, то принимаем Q_НК2 =0

    Q_НК= Q_НК1=647 квар

    Устанавливаем на шинах ТП компенсирующие устройства 4УКЛН-0,38-300-108УЗ

    Расчет  остальных ТП сведем в таблицу 14. 

    Таблица 14 - Расчет низковольтных батарей конденсаторов.

    

    

    Расчет  высоковольтных батарей конденсаторов.

    Выбор мощности высоковольтных компенсирующих устройств производится, исходя из выполнения баланса реактивной мощности для всего предприятия:

    Q_ВК= Q_рп + ∆Q_ТР -   Q_НКФ - Q_{Э1 ,}                                           

где   ∆Q_ТР – потери реактивной мощности в трансформаторах, квар;

    Q_рп – расчётная реактивная нагрузка высоковольтных и низковольтных             приёмников, квар;

    Q_НКФ – суммарное значение номинальных мощностей КУ напряжением до                 1000 В;

    Q_Э1 – экономическое значение реактивной мощности, определённое в п.5.2;

    Q_ВК=10040+6421+780+2428,4-5928-11690=2051,4 квар;

    Установим высоковольтные компенсирующие устройства 4УКП-6-900УЗ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    

    

    8. Выбор устройств автоматики и  релейной защиты

    8.1 Трансформаторы ГПП 

    Газовая защита.

    Основана  на использовании явления газообразования  в баке поврежденного трансформатора. Интенсивность газообразования  зависит от характера и размеров повреждения. Это дает возможность выполнить газовую защиту, способную различать степень повреждения и в зависимости от этого действовать на сигнал или отключение. Защита выполняется на реле РГЧЗ-66.

      Продольная дифференциальная защита

      Дифференциальный принцип позволяет  выполнить быстродействующую защиту трансформатора, реагирующую на повреждения в обмотках, на выводах и в соединениях с выключателями. При этом она может иметь недостаточную чувствительность только при витковых замыканиях и «пожаре стали».  Защита должна отстраиваться от бросков тока намагничивания и токов небаланса. Продольная защита должна выполняться так, что бы в зону ее действия входили соединения трансформатора со сборными шинами.  Дифференциальная защита реализуется группой функциональных блоков  в составе  устройства  ЯРЭ-2201.

    Максимальная  токовая защита.

    Максимальная  токовая защита (МТЗ) с комбинированным  пуском по напряжению и без него, действующая на отключение, применяется для защиты от многофазных КЗ. Наличие комбинированного пускового органа напряжения позволяет выбрать ток срабатывания защиты без учета перегрузки трансформатора. Токовая защита от перегрузок выполняется одним реле тока с действием на сигнал. 

    8.2 Кабельные линии 6кВ 

    В соответствии с пп. 3.2.91-3.2.97 ПУЭ на кабельных линиях должны быть предусмотрены  устройства релейной защиты от многофазных  замыканий и однофазных замыканий на землю. Защита от многофазных замыканий предусматривается в двухфазном исполнении и включается в одни и те же фазы по всей сети данного напряжения для обеспечения отключения только одного места повреждения. Такой защитой является двухступенчатая токовая защита, первая ступень которой выполнена в виде токовой отсечки, а вторая – в виде максимальной токовой защиты.

    

    От  однофазных замыканий на землю применяется  МТЗ нулевой последовательности, действующую на сигнал, реализованную на реле типа РТЗ-51 с использованием трансформаторов тока нулевой последовательности. 

      Также предусматриваются устройства контроля изоляции с использованием трансформаторов напряжения, установленных на шинах ГПП и РП.  

    8.3 Конденсаторные установки

      

    Согласно  п.п. 5.6.16-5.6.23 ПУЭ КУ должны иметь защиту от токов КЗ, от повышения напряжения, перегрузки токами высших гармоник.

    Защита  от многофазных КЗ выполняется автоматическими выключателями.

    Защита  от перегрузки токами высших гармоник предусматривается в случае непосредственной близости источников высших гармоник. Отключение с выдержкой времени 9с. производится при превышении тока на 30% от номинального.

      Защита от повышения напряжения  срабатывает с выдержкой времени 3-5 с. при увеличении напряжения на 10% от номинального.

  

    8.4 Цеховые трансформаторы 

    На  трансформаторах согласно пп. 3.2.58, 3.2.61, 3.2.66, 3.2.70 ПУЭ предусматривается установка следующих устройств релейной защиты:

    Газовая защита.

    Выполняется с использованием реле повышения  внутритрансформаторного давления. Газовая защита должна срабатывать  при внутренних витковых повреждениях трансформатора, сопровождающихся малыми токами, действовать на отключение ВН.

    МТЗ нулевой последовательности, устанавливаемой  в нулевом проводе трансформатора (при недостаточной чувствительности вышеперечисленных защитных аппаратов).

   Однофазная МТЗ  от токов,  обусловленных перегрузкой, с  действием на сигнал. 

    8.5 Высоковольтные двигатели 

       Согласно пп. 5.3.43, 5.5.46 ПУЭ, на электродвигателях должны предусматриваться следующие виды защит:

    Защита  от многофазных КЗ.

    Выполняется  в виде токовой отсечки без  выдержки времени. В зависимости  от выполнения условия чувствительности может выполняться как однорелейной с включением токового реле на разность токов двух фаз, так и двухфазной двухрелейной.

    

    Защита  от замыканий на землю при условии  превышения током короткого замыкания на землю значения в 10 А.  Защита должна действовать без выдержки времени на отключение асинхронного двигателя (АД), и на устройство автоматического гашения поля.

    Защита  от потери питания. 

    При асинхронном ходе в обмотках статора  и ротора имеет место пульсирующий ток. Защита осуществляется в однофазном исполнении на реле РТ-40. 

    8.6 Секционный выключатель

     

    Согласно  п.п. 3.3.30-3.3.32 ПУЭ, на секционных выключателях ГПП, РП и ТП выполняется устройство АВР. При выходе из строя линии или трансформатора устройство АВР восстанавливает питание, сокращая простои технологического оборудования. УАВР должны удовлетворять следующим основным требованиям:

    - обеспечивать возможность действия при исчезновении напряжения на шинах питаемого элемента;

    - при отключении выключателя рабочего источника питания включать без дополнительной выдержки времени выключатель резервного источника питания; при этом должна обеспечиваться однократность действия устройства;