Электроснабжение подземных горных работ

Курсовая работа

Целью данной курсовой работы является закрепление теоретического материала путем практического решения задач в разработке проекта электроснабжения. В данной работе мне задано горное предприятие с подземным способом добычи полезного ископаемого. Необходимо разработать общий проект электроснабжения с решением типовых характерных вопросов и задач. При проектировании системы электроснабжения предприятия важно правильно рассчитать мощность, потребляемую электроустановками предприятия и учесть ее возможное увеличение при дальнейшем развитии предприятия.

Электроснабжение горных предприятий

Электроснабжение подземных горных работ обусловлено горно-геологическими условиями разработки, технологией работ, метанообильностью, запылённостью и повышенной влажностью в горных выработках. Наиболее мощные потребители электроэнергии в подземных выработках шахт, разрабатывающих пологие и наклонные пласты, — водоотливные установки, очистные механизированные комплексы, проходческие комбайны, породопогрузочные машины, электровозный и конвейерный транспорт.

Исходные данные

Показатели

По варианту

Согласованные значения

,кВ

35

35

,кВ

6

6

,МВА

450

600

Л 1 ,км

5,5

5,5

Л 2 ,км

4

4

Л 3 ,км

3,2

3,2

Л 4 ,км

1,5

1,5

Л 5 ,км

1,2

1,2

Л 6 ,км

1,4

1,4

Л 7 ,км

1,35

1,35

Л 8 ,км

0,45

0,45

Л 9 ,км

0,4

0,4

Тип линии Л 3 ,км

ВЛ

ВЛ

Р р ,МВт

4,2

4,2

Q р ,МВАр

3,5

3,5

K р1

0,4

0,4

K р2

0,4

0,32

K р3

0,05

0,027

K р4

0,5

0,5

Исходные данные к заданию 8

Ток однофазного замыкания на землю в сети 6кВ, А

50

50

Наименование грунта

П

П

Сезонный коэффициент

1,1

1,25

Вид заземлителя

КР

КР

Способ заглубления

Верт.

Верт.

Заглубление

0,5

0,75

Сопротивление естественного заземления,Ом

40

30

Чертеж схемы электроснабжения предприятия представлен в приложении 1.

При построении схемы я руководствовался следующими условиями:

  • достаточная надежность (предусмотрено четыре секции шин ПШ);
  • простота схемы и удобство эксплуатации;
  • использование современной комплектной аппаратуры и прогрессивных технических решений;
  • экономическая целесообразность.

Чертеж выполнен в соответствии с требованиями ЕСКД.

Для выбора трансформатора расчитаем мощность на шинах ГПП:

  • МВА;
  • Горное предприятие является потребителем первой категории, поэтому учитывая это и задание выбираем для ГПП два взаимно резервирующих друг друга трансформатора и схему с двумя секционированными системами шин.

Выбор трансформатора ГПП

Выбираем из каталога трансформаторов [4] трансформатор масляный ТМН 4000/35/6,3

Т — трансформатор трехфазный,

М — охлаждение масляное с естественной циркуляцией воздуха и масла, Н — регулирование напряжения под нагрузкой

4000 — номинальная мощность, кВА;

35 — класс напряжения обмотки ВН, кВ;

6,5 — класс напряжения обмотки НН, кВ;

Технические характеристики:

Мощность кВА

4000

Номинальное напряжение ВН, кВ

35

Номинальное напряжение НН, кВ

6,3

Схема и группа соединения обмоток

У/Д-11

Потери холостого хода. Вт

5300

Потери короткого замыкания, Вт

34000

Напряжение короткого замыкания %

7,5

Масса масла, кг

3400

Масса полная, кг

11490

Покупаем этот трансформатор на заводе RU-TRANSFORMATOR Адрес: Россия, Екатеринбург

Цена с НДС: 1 800 000 руб. Доставка возможна в любой регион России.

Трансформатор выбираем учитывая величины и

;

;

Для ТП следует учитывать коэффициент трансформации

Выбираем типовую ТП КТП/Т В-В 250-6/0,4 У 1

Размеры КТП: L / B / H : 2800/2400/2400 мм

В данной КТП находится силовой трансформатор ТМГ 250-6/0,4 У 1

Т — трансформатор трехфазный,

М — охлаждение масляное с естественной циркуляцией воздуха и масла, Г — герметичный, 250 — номинальная мощность, кВА,

6 — класс напряжения обмотки ВН, кВ,

Технические характеристики ТМГ 250/10, ТМГ 250/6

Тип тр-ра

Ном. мощность, кВА

Ном. напряжение, кВ

Схема и гр. соед. обмоток

Потери холостого хода, (РО), ВТ

Потери короткого замыкания, (Рк.з.), Вт

Ток холостого хода, %

Напряжение короткого замыкания, %

ВН

НН

ТМГ

250

6;10

0,4

Y/Yn-0

D/Yn-11

520

3590

0.9

4,5

Y/Zn-11

4080

4,7

КТП/Т В-В 250-6/0,4 У 1 предлагается купить на Березовском Заводе Подстанций по адресу п. ЦОФ, 5, Екатеринбург за 270 000 руб.

Выбор сдвоенных реакторов для Л 1 и Л 2:

Выбираем сдвоенный реактор РТСТС-6-2*630-0,4 по каталогу [6].

Расшифровка:

Р — реактор

Т — токоограничивающий

С — сухой

Т — трехфазный

С — сдвоенный

6 — Номинальное напряжение

630 — номинальный ток

0,4 — индуктивное сопротивление

Техническая характеристика РТСТС-10(6)-2*630-0,4

Напряжение, кВ

6

Ток, А

630

Индуктивное сопротивление, Ом

0,4

Ударный ток электродинамической устойчивости, кА

33

Ток термической стойкости, кА

13

Время термической стойкости, сек

6

Покупаем на заводе КПМ Санкт-Петербург.

РП-1:

;

;

;

РП-2:

;

;

;

ТП:

  • МВА;

ЦПП:

;

;

;

При расчете токов, в линиях Л 4-Л 7 используется коэффициент нагрузки, который равен 0,7

РП-1: ;

  • РП-2: ;
  • ТП: ;
  • ЦПП: ;

трансформатор электрический подстанция кабель

Л3 по условию воздушная линия. Для нее выбираем кабель ААШНГ-3х 10-6кв.

А — Алюминиевая токопроводящая жила

А — Алюминиевая оболочка

3 — трехжильная

Шнг — Защитный покров в виде шланга из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести

6кв — рабочее номинальное напряжение.

Л 4-Л 7 проложены на открытых эстакадах, для них также выберем кабель ААШНГ-6кв

Для Л 5,Л 6 ААШНГ-3х 50-6кв — один кабель, трехжильный с сечением 70мм 2

Для Л 4,Л 7 ААШНГ-3х 35-6кв — один кабель, трехжильный с сечением 50мм 2

Л 8-Л 9 проложены в вертикальном стволе шахты, следовательно, для безопасности для этих линий надо использовать специальные кабели. Выберем кабель СБ 2Л-3х 95-6кв сечением 95мм 2

А — Алюминиевая токопроводящая жила,

С — свинцовая оболочка,

Б — броня из двух стальных лент,

2л — в подушке под броней имеется два слоя из пластмассовых лент.

3 — трехжильная

6кв — рабочее номинальное напряжение.

Из пособия [5] выпишем технические данные выбранных кабелей:

Линия

S н. , мм2

R 0 , Ом/км

Х 0 , Ом/км

I р , А

Материал, марка

Л 3

10

3,1

0,11

55

ААШНГ

Л 47

50

0,62

0,083

146

ААШНГ

Л 5, Л 6

70

0,443

0,08

178

ААШНГ

Л 8 , Л 9

95

0,194

0,076

296

СБ 2Л

Величина допустимой потери напряжения для всех линий равна 5 % от номинального напряжения сети т.е. 300в.

Для Л 3:

;

;

Для Л 4:

;

;

Для Л 5:

;

;

Для Л 6:

;

;

Для Л 7:

;

;

Для Л 8:

;

;

Для Л 9:

;

;

Выбираем реактор РТСТ-6-400-0,35

Р — реактор

Т — токоограничивающий

С — сухой

Т — трехфазный

6 — Номинальное напряжение

400 — номинальный ток

0,35 — индуктивное сопротивление

Тип Реактора

Ток термической стойкости, кА

Ток электродинамической устойчивости, кА

Время термической стойкости, сек

РТСТ 6-400-0.35

16.5

42.1

6

Расчеты проводим для режима раздельной работы питающих линий и трансформаторов ГПП, считая, что секции шин на РП-1, РП-2 и ЦПП работают раздельно.

Для расчета ТКЗ в о.е. сначала нужно задаться величиной базисной мощности.

МВА

Далее вычислим величину базисного тока каждой ступени

Начертим схему замещения и приведем сопротивления в о.е.

1) Сопротивление энергосистемы

2) Сопротивление ЛЭП

3) Сопротивление силовой ТП

4) Сопротивление сдвоенного реактора

5) Сопротивление Л3

6) Сопротивление трансформатора КТП

7) Сопротивление Л4

8) Сопротивление токоограничивающего реактора

9) Сопротивление Л 9

Рассчитаем сопротивления для заданных точек.

1. Для т. К1.

2. Для т. К2

3. Для т. К3

4. Для т. К4

0,154

5. Для т. К 5

0,193

Рассчитаем токи короткого замыкания, ударный ток, мощность кз.

Формулы для вычислений:

Действующее значение тока трехфазного короткого замыкания:

;

Ток двухфазного короткого замыкания:

;

Мгновенное значение ударного тока:

;

  • если нет активного сопротивления.

Действующее значение ударного тока:

;

Мощность трехфазного короткого замыкания:

;

1. Для т. К 1.

;

2. Для т. К 2.

;

3. Для т. К3.

;

4. Для т. К4.

;

5. Для т. К5.

;

Сведем данные в таблицу

Расчетные точки к.з.

, А

, А

, А

, А

, МВА

0,0159

0

0

1,8

0,129

0

0

1,8

0,864

1

1,16

0,122

0,094

0,77

2380,3

2059

3669,2

2399,5

26

0,158

0,11

0,7

0,7

Для начала построим карту селективности

Выбор разъединителей:

Выбираем разъединитель по условиям:

1) по номинальному напряжению линии

2) по длительному номинальному току

;

= ;

Выбираем разъединитель РДЗ-35/1000 [6]

Р — разъединитель;

Д — двухколонковый

З — с заземляющими ножами

35 — номинальное напряжение

1000-номинальный ток

Покупаем г. Екатеринбург, ООО «Торговый дом УЗТТ» за 120000 руб

Основные технические параметры

Наименование параметра

Значение

Номинальное напряжение, кВ

35

Номинальный ток, А

1000

Ток термической стойкости, кА

16

Ток электродинамической стойкости, кА

40

Время протекания тока термической стойкости, сек

— для главных ножей

3

— для заземляющих ножей

1

Номинальная частота, Гц

50

Проверяем разъединитель:

1) По электродинамической устойчивости

;

10060 40000

2) По термической стойкости

;

16000 3952*;

Выбор выключателей:

Условия выбора:

1) по номинальному напряжению линии

2) по длительному номинальному току

;

Выбираем вакуумный выключатель ВВУ-35-2000

Наименование параметра

Значение

Номинальное напряжение, кВ

35

Номинальный ток, А

2000

Ток термической стойкости, кА

40

Ток электродинамической стойкости, кА

100

Время протекания тока термической стойкости, с

4

Масса, кг

7500

Проверяем выключатель:

1) По электродинамической устойчивости

;

10060 100000

2)По термической стойкости

;

16000 3952*;

  • Т — трансформатор тока;
  • П — проходной;
  • О — одновитковый;
  • Л — с литой изоляцией;

35 — номинальное напряжение, кВ;

1/10р — климатическое исполнение

600 — номинальный первичный ток

5 — номинальный вторичный ток

Выбор трансформаторов тока:

Условия выбора:

1) по номинальному напряжению линии

2) по длительному номинальному току

;

Выбираем трансформатор тока ТПОЛ-35-1/10р-600/5

Т — трансформатор тока;

  • П — проходной;
  • О — одновитковый;
  • Л — с литой изоляцией;

35 — номинальное напряжение, кВ;

1/10р — климатическое исполнение

600 — номинальный первичный ток

5 — номинальный вторичный ток

Приобретаем его в г. Чебоксары, ООО «Электротехнические изделия промкомплект» [7]

Характеристики трансформатора тока ТПОЛ-35-1/10р-600/5

Наименование параметра

Показатель

Номинальное напряжение, кВ

35

Номинальный первичный ток, А

600

Номинальный вторичный ток, А

5

Номинальная частота, Гц

50

Номинальный класс точности вторичной обмотки:для измерений для защиты

1-10Р

Номинальная предельная кратность обмоткидля защиты при номинальном первичном токе, А: 600

18

Ток термической стойкости

24

Ток электродинамической стойкости, кА:

100

Масса, кг.

55

Проверяем ТТ:

1) По кратности допускаемого тока электродинамической стойкости

;

100000 ;

2) По кратности односекундного тока термической стойкости

;

24000 ;

Выбор ограничителя перенапряжения:

Условия выбора:

1) по номинальному напряжению:

;

2) по длительно допустимому рабочему напряжению:

;

Выбираем ОПН-РК-35/40,5 10-680 УХЛ 1

О — ограничитель;

  • П — перенапряжения;
  • Н — нелинейный;
  • РК — тип ограничителя;

35 кВ — класс напряжения;

40,5 кВ — наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение;

10 — номинальный разрядный ток

680 — ток пропускной способности

УХЛ — климатическое исполнение;

Покупаем на заводе «Таврида электрик» [8]

Условия выбора вводных и СВ:

1) номинальному напряжению для линий:

;

2) длительному номинальному току:

;

Выбираем ВЭВ-6-630/16 [9]

В — выключатель; Э — электромагнитный;

  • В — воздушный;
  • 6 — номинальное напряжение, кВ;
  • Покупаем г. Екатеринбург, ООО «Промышленный союз»

Номинальное напряжение, кВ:

6

Наибольшее рабочее напряжение, кВ

7,2

Номинальный ток, А

630

Частота, Гц

50

Номинальный ток отключения, кА

16

Ток включения и сквозной ток, кА: наибольший пик

41

Ток термической стойкости в течение 3 с, кА

16

Мощность отключения, MB А

200

Собственное время отключения, не более, с

0,06

Время отключения выключателя с приводом при номинальном токе отключения, с, не более

0,08

Масса, кг

220

Проверка вводных и СВ:

1) условию электродинамической стойкости:

;

;

2) на термическую стойкость:

;

16

Условия выбора шин ГПП:

По Л.А. Плащанский «Основы электроснабжения ГП, Учебное пособие» выбираем Алюминиевую шину 40х 5 мм

Проверяем по условию термической стойкости:

( для алюминия)

41

Условия выбора выключателей для Л3-Л9:

1) номинальному напряжению для линий:

;

2) длительному номинальному току:

3)

;

  • Выбираем такие же выключатели, как и для РУ НН ГПП (п.5.2)

Проверка выполнена там же.

Условия выбора ТТ для Л3-Л9:

а) номинальному напряжению:

;

б) номинальному первичному току:

Выбираем Трансформаторы тока ТВЛМ-6-1/10р для Л3

Выбираем Трансформаторы тока ТЛМ-6-1/10р [10] для Л4-Л9

Т — Трансформатор тока

В — втулочный или с воздушной изоляцией;

Л — с литой изоляцией

М — малогабаритный

1/10р — класс точности

Место приобретения: г. Екатеринбург, ОАО «СЗТТ»

ТВЛМ-6-1/10р

Номинальное напряжение, кВ

6

Номинальный ток, А

100

К дин

350

К тс

20

Время протекания наибольшего тока термической стойкости, с

3

ТЛМ-6-1/10р

Номинальное напряжение, кВ

6

Номинальный ток, А

1000, 1500

К дин

125, 125

К тс

33

Время протекания наибольшего тока термической стойкости, с

3

Проверка ТТ для Л 3:

1) кратности допускаемого тока электродинамической стойкости

350294

2) кратности односекундного тока термической стойкости

Проверка ТТ для Л4-Л7:

1) кратности допускаемого тока электродинамической стойкости

12518,16 кА

2) кратности односекундного тока термической стойкости

Проверка ТТ для Л 8-Л 9:

1) кратности допускаемого тока электродинамической стойкости

1251,15 кА

2) кратности односекундного тока термической стойкости

Выбираем секционные выключатели для РП-1, РП-2 и ЦПП.

Условия выбора СВ:

1) номинальному напряжению для линий:

;

2) длительному номинальному току:

;

  • Выбираем ВЭВ-6-630/16. Проверка и характеристики в п 5.2

Выбор реакторов на линиях Л 8 и Л 9 .

Условия выбора реакторов:

1) номинальному напряжению:

;

2) номинальному току:

;

Выбираем реактор РТСТ-6-400-0,35 У 3 [11]

Р — реактор;

  • Т — токоограничивающий реактор;
  • С — естественное воздушное охлаждение;
  • Т — трехфазный;

6 — класс напряжения, кВ;

400 — номинальный ток

0,35 — номинальное индуктированное сопротивление, Ом, при частоте 50 Гц

Покупаем на ОАО «Электрозавод» г. Москва.

Тип Реактора

Ток термической стойкости, кА

Ток электродинамической устойчивости, кА

Время термической стойкости, сек

РТСТ 10(6)-400-0.35 У 1(3)

16.5

42.1

6

Проверка реакторов:

г) остаточному напряжению:

;

;

д) термической стойкости

;

;

Условие выбора автоматических выключателей:

1) по номинальному напряжению:

;

2) по номинальному току:

;

Выбираем автоматический выключатель ВА-СЭЩ-0,4-630

В — выключатель

А — автоматический

СЭЩ — товарный знак

0,4 — номинальное напряжение

630 — номинальный ток

Покупаем в Самаре на заводе «Электрощит Самара»

I откл = 85кА

Проверка выключателя:

1) термической стойкости

;

;

2) условию электродинамической стойкости:

;

;

Условия выбора ТТ тока на вторичной стороне 0,4кВ трансформатора Т3:

1) номинальному напряжению для линий:

;

2) длительному номинальному току:

;

Выбираем ТТ: Т-0,66-600/5 [10]

Номинальное напряжение, кВ

0,66

Номинальный ток, А

600

Ток электродинамической устойчивости, кА

102

Ток термодинамической стойкости, кА

31,5

Время протекания наибольшего тока термической стойкости, с

3

Покупаем в г. Екатеринбург, ОАО «СЗТТ»

Проверка:

1) кратности допускаемого тока электродинамической стойкости

10270,7 кА

2) кратности односекундного тока термической стойкости

Условия выбора:

1) по номинальному напряжению

U 1ном.? Uном = 6кВ

Выбираем ТН: ЗНОЛ-СЭЩ-6 [13]

З — заземляемый трансформатор;

  • Н — трансформатор напряжения;
  • О — однофазный;
  • Л — с литой изоляцией;
  • СЭЩ — товарный знак;

6 — класс напряжения, кВ;

  • Покупаем на заводе ВЕК г. Самара за 10000р

Трансформатор

Номинальное напряжение, В

Масса, кг

ВН

НН

ЗНОЛ-СЭЩ-6

6000

100

325

Условия выбора:

1) по номинальному напряжению

U ном. ОПН Uном = 6кВ

Выбираем ОПН-КР/TEL-6/6,0 УХЛ 2

О — ограничитель

П — перенапряжений

Н — нелинейный

КР — индекс типа

TEL — торговая марка

6 — класс напряжения

6,0 — наибольшее длительное доступное напряжение

УХЛ — климатическое исполнение по ГОСТ 15150

Техническая характеристика ОПН-КР/ТЕLL

Номинальное напряжение, кВ

6

Пропускная способность, А

300

Ток взрывобезопасности, кА

20

Для Л 4:

для Алюминия С=100 — коэффициент, зависящий от допустимой температуры при КЗ и материала проводника

2380,3*=25

Для Л9:

Для свинца С=150

1899*=8,95

Минимальные сечения жил кабелей Л 4 и Л 9 меньше выбранных.

Компенсирующие устройства — Установки, предназначенные для компенсации ёмкостной или индуктивной составляющей переменного тока. Элемент электрической сети. Условно их разделяют на устройства: а) для компенсации реактивной мощности, потребляемой нагрузками и в элементах сети (поперечно включаемые батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы, синхронные двигатели и тому подобные устройства), б) для компенсации реактивных параметров линий (продольно включаемые батареи конденсаторов, поперечно включаемые реакторы и т.д.)

Рассчитаем мощность КУ:

=

Выбираем конденсатор типа КС-2-6,3-100-2У 3 [14]

К — для повышения коэффициента мощности;

С — синтетическая жидкость

Тип

Ном. напряжение, кВ

Ном. мощность, кВАр

Ном. емкость, мкФ

Наличие плавких предохранителей

Вид исполнения

Высота мм

Масса, кг

КЭК 3-10,5-500-2 У 1

6,3

100

8

Есть

Однофазные

786

80

Рассчитаем количество конденсаторов на фазу:

;

  • берем n=9. на каждую фазу по 3 конденсатора

Определим мощность конденсатора на фазу:

  • МВАр;
  • При выборе КУ у нас получается небольшая перекомпенсация.

Выберем схему для релейной защиты КУ:

  • Схема защиты конденсаторной установки (а — схема включения; б — цепи управления)

Рассчет параметров, подбор аппаратов защиты для КУ.

Выбор ТТ:

Выбираем ТТ ТЛМ-6—1/10р-600/5

Т — Трансформатор тока

Л — с литой изоляцией

М — малогабаритный

1/10р — класс точности

Номинальное напряжение, кВ

6

Номинальный ток, А

600

К дин

125

К тс

25

Время протекания наибольшего тока термической стойкости, с

3

Место приобретения: г. Екатеринбург, ОАО «СЗТТ»

Выбираем ТН: ЗНОЛ-СЭЩ-6, Характеристики и проверка в п 5.8

1) Рассчитаем ток срабатывания защиты от многофазных КЗ:

  • коэффициент надежности ;
  • коэффициент самозапуска электродвигателей, ;
  • коэффициент возврата, для устройства «SPAC 801» равен 0,96;

223.4 2*65=130

  • коэффициент отстройки
  • защита удовлетворяет требованиям чувствительности.

2) Защита от перегрузки.

Ток срабатывания защиты от перегрузки:

223,41,3*65 = 84,5А

Условие выполняется.

3) Защита от повышения напряжения

кВ — условие выполняется.

В качестве защиты выбираем современное микропроцессорное устройство SPAC-801-01

Покупаем в компании ЭТМ за 225000р [15].

Функции управления и автоматики:

* Опеpативное включение и отключение выключателя с помощью внешних ключей;

  • Отключение выключателя от устpойств автоматики, автоматической частотной разгрузки (АЧР) и внешних защит;
  • Двукратное автоматическое повторное включение (АПВ) или АПВ после действия АЧP;
  • Подсчет числа попыток АПВ;
  • Блокирование действия защит, в том числе от внешнего органа напряжения;
  • Контроль готовности цепей управления выключателем;
  • Контроль состояния автоматов питания цепей управления и защиты;
  • Блокирование от многократных включений выключателя;
  • Автоматическое ускорение действия второй ступени МТЗ пpи включении выключателя;
  • Устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ);
  • Логическая защита шин с блокированием от защит присоединений;
  • Автоматическое включение резервирования (АВР), в том числе с контролем встречного напряжения на шинах;
  • Блокирование включения при перегреве двигателя;

* Контроль исправности цепей напряжения секций, положения тележки и аппаратов .

Индикация и регистрация:

* Терминалы осуществляют индикацию текущих и аварийных значений токов, уставок и сработавших каналов на цифровом дисплее и индикаторах;

  • В памяти сохраняются параметры пяти последних аварийных событий, позволяющие анализировать и оценивать повреждения, а также учитывать ресурс оборудования;
  • Терминалы сохраняют сигнализацию при потере питания.

Основные достоинства:

* Многофункциональность;

  • Местное и дистанционное управление;
  • Возможность интегрирования в систему управления верхнего уровня;
  • Прием сигналов от внешних защит с последующим действием на отключение;
  • Контроль готовности цепей управления выключателем;
  • Регистрация параметров аварийных событий;
  • Гибкая программируемая логика с действием на сигнал или отключение;
  • Цифровой дисплей для отображения параметров;
  • Интерфейс последовательной связи для передачи данных о событиях, уставках и состоянии оборудования;
  • Высокая надежность, обеспечиваемая системой самоконтроля;
  • Устойчивость к воздействию электрических помех согласно стандарту МЭК 255;
  • Малое потребление по цепям тока и оперативного питания.

Для радиальной кабельной линии Л 4, проложенную между ГПП и РП — 2, рассчитываем и выбираем уставки максимально-токовой защиты (МТЗ) и токовой отсечки. Выбрать для этой линии современные средства защиты

Для защиты применяем микропроцессорное устройство SPAC-801-01. Характеристики приведены в п.7

Рассчитаем уставки МТЗ и ТО.

МТЗ:

  • Защита не должна срабатывать при максимальном токе нагрузки
  • Защита должна надежно срабатывать при КЗ в любой точке защищаемого участка, при чем согласно ПУЭ К ч ?1,5

— Если за время отсчета выдержки времени аварийное повреждение устранится, то все сработавшие пусковые органы защиты должны надежно возвращаться в исходное состояние, при чем если предусмотрен режим самозапуска двигателей, то это учитывается коэффициентом запаса — К з =(1,5-3,0).

  • условие выполняется.

Токовая отсечка:

Токовая отсечка — это МТЗ быстрого действия, которая работает без выдержки времени или с незначительной выдержкой (0,3-0,6с).

Токовая отсечка применяется для ускорения отключения поврежденных линий и других электроустановок при КЗ в зоне действия токовой отсечки. Обычно токовую отсечку отстраивают от КЗ на вторичной стороне трансформатора, от пусковых токов двигателей, от токов КЗ на соседних участках.

Определяем ток срабатывания защиты:

где К Н — коэффициент надежности, для цифровых реле 1,1-1,15

  • Т.К. З. в конце защищаемой линии
  • условие не выполняется, токовая отсечка не проходит по чувствительности, т.е.

её применение на этом участке не целесообразно.

Автоматическое повторное включение.

  • Устройство имеет функцию однократного или двукратного автоматического повторного включения (АПВ).

    Наличие АПВ, а также количество циклов задается уставкой. Также уставками определяется время выдержки первого и второго циклов.

  • Время восстановления АПВ составляет 120 с (2 минуты).

    В случае аварийного отключения в первые 30 с после включения выключателя линии функция АПВ будет заблокирована (блокировка АПВ при опробовании).

— АПВ может быть дополнительно заблокировано с помощью тумблера «АПВ» на передней панели устройства, а также по внешнему сигналу. Блокировка внешним сигналом возможна «по уровню» (только при наличии сигнала) или «по фронту» (даже после снятия сигнала).

Вид блокировки определяется уставкой «Фикс. блок. АПВ».

  • При выключенной уставке «АПВ» светодиод «Блокировка АПВ» автоматически выключается.

— С помощью соответствующих уставок можно разрешить или заблокировать пуск АПВ при срабатывании отдельных видов или ступеней защиты, включая несанкционированное (самопроизвольное) отключение. АПВ блокируется при отключении от дуговой защиты, от газовой защиты, от МТЗ-4, а также при пуске УРОВ.

Защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ).

  • Защита от ОЗЗ реализована по сумме токов высших гармоник — 3-й, 5-й и 7-й. При этом данные частоты выделяются цифровым фильтром. Подавление сигнала основной частоты 50 Гц при этом полное. Данная ступень защиты может быть отключена уставкой.
  • Отдельно задается защита от ОЗЗ по току первой гармоники — 50 Гц, определяя как сам факт учета наличия тока основной частоты, так и его пороговое значение.
  • Защита от ОЗЗ от обоих каналов объединяется по ИЛИ и имеет одноступенчатую независимую характеристику с одной выдержкой времени.

— Значения токов срабатывания задаются во вторичных значениях тока, непосредственно поступающего на входные клеммы устройства. При расчете уставки следует учитывать коэффициент трансформации ТТНП, стоящего на фидере, обычно равный 25:1 (для ТТНП типа ТЗЛ, ТЗЛМ).

При расчете заземляющих устройств, используемых одновременно для заземления электрооборудования напряжением до 1000 В и выше, U принимают равным 125 В. В этом случае сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 10 Ом.

Сопротивление искусственных заземлителей с учетом естественных:

Рассчитаем удельное сопротивление грунта(песок):

  • коэффициент учитывающий неоднородность грунта, разброс его характеристик относительно сезонных изменений климата и влажности.

Сопротивление песка:

Выбираем вертикальный заземлитель: Труба круглого сечения, длиной 3 м, диаметром 16 мм.

Сопротивление тока одного вертикального заземлителя:

L — длина заземлителя

d — диаметр заземлителя

t = 0,75+1/2*L = 2,25 м — расстояние от поверхности до середины заземлителя

Рассчитаем число вертикальных заземлителей:

  • коэффициент спроса вертикальных заземлителей

Задаемся примерным числом заземлителей,

  • допустимое сопротивление заземления по ПУЭ

Задаемся отношением расстоянием между заземлителями к их длине:

S/l = 2, расстояние между заземлителями — 6м

Тогда

Вертикальные заземлители соединяются между собой горизонтальными электродами.

Сопротивление тока одного горизонтального электрода:

L = 1.05*a*n = 1,05*6*112= 705,6м

a = 6 — расстояние между электродами

n = 112 — число электродов

Рассчитаем действительное сопротивление растеканию:

  • 10 электродов в ряд, отношение расстояний — 2

Пересчитаем сопротивление вертикальных электродов

Пересчитаем их количество:

L = 1.05*a*n = 1,05*6*23= 145 м

Схема заземления

В ходе данной работы я закрепил полученные знания, полученные в течении двух семестров, а также получил немало новых из литературы. Знание электроснабжения горных предприятий очень важно для нашей специальности. Я научился выбирать различное оборудование для предприятия, рассчитывать компенсацию реактивной мощности, заземление, а также много другого.

1. Б.И. Кудрин «Электроснабжение промышленных предприятий». М.: Интермет Инжиниринг, 2006 г.

2. Плащанский, Л.А. Основы электроснабжения горных предприятий: Учебное пособие. — М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2006. — 116 c.

3. Плащанский, Л.А. Основы электроснабжения горных предприятий. учебник / Л.А. Плащанский. — М.: издание 2, 2006. — 500c.

4. Электронный ресурс. URL: http://ru-transformator.ru/tmn-price/tmn-4000-35-6-541.html

5. М.Л. Сапункова «Основы расчета и проектирования электроснабжения предприятий».

6. Электронный ресурс. URL: http://complectprom.ru/produkciya/reaktory_suhie/reaktor1/reaktory_do_35_kv/sdvoennye_reaktory/reaktory_rtsts/

7. Электронный ресурс. URL: www.etk-oniks.ru

8. Электронный ресурс. URL: www.websor.ru

9. Электронный ресурс. URL: http://forca.ru/vysokovoltnye-vyklyuchateli/vev-6b.html

10. Электронный ресурс. URL: http://www.cztt.ru/transformator_toka.html

11. Электронный ресурс. URL: http://www.elektrozavod.ru/production/8_17

12. Электронный ресурс. URL: https://electroshield.ru

13. Электронный ресурс. URL: http://zaovec.ru/catalog.aspx?item=1671&yclid=2795147139514109055

14. Электронный ресурс. URL: http://forca.ru/knigi/oborudovanie/kondensatornye-ustanovki-promyshlennyh-predpriyatiy-22.html

15. Электронный ресурс. URL: http://www.etm.ru/cat/nn/9804792/