Электроснабжение железнодорожного предприятия (применение аутсорсинга в электроснабжении нетяговых потребителей) (стр. 8 из 12)
Для электроустановок высокого напряжения ударный коэффициент с достаточной для практики точностью можно принять равным КУ = 1,8, а для электроустановок низкого напряжения КУ = 1,2 /3/.
Для силового трансформатора полное сопротивление определится, Ом
,[1.22]гдеUК - напряжение опыта КЗ трансформатора, %;
ST – номинальная мощность трансформатора, кВ·А.
Погонное индуктивное и активное сопротивления кабелей и воздушных линий возьмём в справочниках /3/. Суммарное полное сопротивление питающей линии составит, Ом
ZWL = z0 · l. [1.23]
Для определения сопротивления цепи КЗ на другой ступени напряжения необходимо пересчитать полученные величины по формуле
ZНН = ZВН/КТР2 [1.24]
где КТР – коэффициент трансформации. Ток двухфазного КЗ определится, А:
IКЗ (2) = IКЗ · 0,867. [1.25]
Каждое присоединение должно быть обеспечено коммутационной и защитной аппаратурой. Аппараты защиты следует устанавливать, как правило, в местах сети, где сечение проводника уменьшается (по направлению к месту потребления электроэнергии) или где это необходимо для обеспечения чувствительности и селективности защиты. Аппараты защиты должны устанавливаться непосредственно в местах присоединения защищаемых проводников к питающей линии /4/.
В силовой трансформатор к шинам питающей сети подключён посредством коммутационного аппарата. Для этой цели можно применить высоковольтный разъединитель, которым в сети до 20 кВ можно отключать ток намагничивания (холостого хода) трансформаторов мощностью до 630 кВ·А /4/.
Трансформаторы малой и средней мощности на стороне высокого напряжения (ВН) как правило, от сверхтоков защищаются высоковольтными предохранителями, которые выбираются по конструктивному выполнению, номинальному напряжению и току, предельному отключаемому току и мощности, роду установки и в некоторых случаях условию селективности.
Предохранители высоковольтные токоограничивающие ПКТ и ПКН предназначены для защиты силовых трансформаторов, воздушных и кабельных линий, трансформаторов напряжения в электроустановках до 35 кВ от токов перегрузок и коротких замыканий.
Коммутационные способности предохранителей соизмеримы с выключателями такого же класса напряжения.
При выключении токов большой кратности к номинальному предохранитель работает с токоограничивающими свойствами. Защитная характеристика предохранителя определяет зависимость времени отключения от величины сверхтока защищаемой цепи.
Время термической стойкости масляных трансформаторов зависит от напряжения опыта короткого замыкания еК, %.
При протекании сверхтока это время tДОП., с, приближённо можно оценить по следующей формуле
, [1.26]гдекоэффициент кратности тока КЗ к номинальному току трансформатора.
При КЗ на шинах вторичной обмотки К = 100/еК,.
Условием защиты трансформатора является
tПЛ < tДОП, [1.27]
гдеtПЛ – время сгорания плавкой вставки предохранителя, с.
Кривые время-токовых характеристик предохранителей приведены на рисунке 1.5.
Рисунок 1.5 – Время-токовые характеристики высоковольтных предохранителей ПК (на кривых обозначены номинальные токи плавких вставок)
Номинальный ток плавкой вставки предохранителя на стороне ВН трансформатора выбирается из следующих условий:
- для трансформаторов мощностью до 160 кВ·А, IН ВСТ = 2(3)×IН ТР;
- для трансформаторов мощностью до 630 кВ·А, IН ВСТ = 1,5(2)×IН ТР.
При этом необходимо учесть кратковременные пусковые токи оборудования и ток намагничивания при включении трансформатора без нагрузки. Например, сопротивление цепи КЗ на шинах 6 кВ КТП (точка К-1) складывается из сопротивления питающей системы, которой является центральная распределительная подстанция (ХС = 0,50 Ом), сопротивления воздушной и кабельной линий. Погонное сопротивление высоковольтной линии основного питания ТП Депо выполненной кабелем марки ААШВ 3×120 zWK = 0.26 Ом/км /3/; по формуле [1.24] определим сопротивление кабельной линии
ZWK = 0.26· 0.9 = 0.23 Ом.
Суммарное сопротивление цепи КЗ до точки К-1 определится
ZКЗ-1 = 0,50 + 0,23 = 0,73 Ом.
Ток трёхфазного КЗ в точке К-1 по формуле [1.21] определится
= 5,00 кА = 5000 А.В максимуме системы энергоснабжения оба трансформатора "ТП-Депо" включены параллельно и работают на сборные шины с напряжением 0,4 кВ.
Сопротивление одного трансформатора "ТП-Депо" типа ТМЗ-630/6/0.4 определится по формуле [1.22] (при UК = 4,5%): на стороне напряжения 0,4 кВ
= 0,0114 Ом;- на стороне напряжения 6,3 кВ
= 2,84 Ом.Суммарное сопротивление цепи КЗ при напряжении 6,3 кВ до точки К-2 определится:
- в минимуме системы
ZКЗ.2 МАХ = 0,73 + 2,84 = 3,57 Ом.
- в максимуме системы
ZКЗ.2 МАХ = 0,73 + 2,84/2 = 2,15 Ом.
Ток трёхфазного КЗ по формуле 1.21 определится:
- в минимуме системы
= 1,02 кА = 1020 А;- в максимуме системы
= 1,69 кА = 1690 А.Ток двухфазного КЗ в минимуме системы определится
IКЗ-2 MIN (2) = 1,020 · 0,867 = 0,884 кА.
При расчете сверхтока в низковольтной сети сопротивление высоковольтной питающей сети не учитывается. Следовательно, сопротивление цепи КЗ в максимуме и минимуме системы энергоснабжения для точки К-2 при напряжении 0,4 кВ определится сопротивлением трансформатора типа ТМ-630/6/0,4 току трёхфазного КЗ и составит
ZКЗ-2 МIN= 0,0114 Ом;
ZКЗ-2 МАХ= 0,0114/2 = 0,0057 Ом.
Ток трёхфазного КЗ в точке К-2 по формуле [1.21] определится:
- в минимуме системы, IКЗ-2 = 20,30 кА = 20300 А;
- в максимуме системы, IКЗ-2 = 40,56 кА = 40560 А.
По величине сверхтока в максимуме энергосистемы проводится выбор коммутационной аппаратуры на отключающую способность.
По величине сверхтока двухфазного КЗ в минимуме системы проверяем селективность срабатывания токовых защит.
Поскольку по паспортным данным номинальный ток ТМЗ-630/6 на стороне 6 кВ равен IНТР = 60,5 А, его защиту выполним предохранителями типа ПК с плавкой вставкой на ток 100 А.
По кривым время-токовых характеристик предохранителей (рисунок 1.5) определяем, что плавкая вставка IН ВСТ = 100 А при токе двухфазного КЗ в минимуме системы равному 884 А сгорает за время tПЛ = 1,0 с.
Поскольку К = 884/60,5 = 14,60 по формуле [1.26] время термической стойкости ТМЗ-630/6 определится
tДОП = 900/14,72 = 4,2 с.
Поскольку, tПЛ = 1,0 < tДОП , следовательно, защита трансформатора высоковольтными предохранителями типа ПК с плавкой вставкой на 100 А обеспечивается.
По паспортным данным /3/ номинальный ток трансформатора ТМЗ-400/6 при напряжении 0,4 кВ составляет IН = 945 А.
Сопротивление трансформатора току однофазного КЗ зависит от схемы соединения обмоток и для трансформатора типа ТМ-630/6/0,4 со схемой Y/YH составит ZКЗ ОД= 0,043 Ом, а со схемой D/YH составит ZКЗ ОД= 0,014 Ом.
Ток однофазного КЗ составит:
- для трансформатора типа ТМ-630/6/0,4 со схемой Y/YHIКЗ-ОД= 5,1 кА;
- со схемой D/YHIКЗ-ОД= 15,7 кА.
Токовую защиту трансформатора на стороне вторичной обмотки можно выполнить:
- низковольтными автоматическими выключателями с номинальным током 1000 А /3/.
Предохранителями типа ПР-2 в исполнении - 2 (длинные предохранители) с номинальным током патрона и предохранителя на 1,0 кА имеют предельный отключаемый ток до 20 кА и не обладают достаточным запасом надёжности при трёхфазном КЗ.
Следовательно токовую защиту низковольтной отмотки трансформатора типа ТМ-630/6/0,4 необходимо выполнить автоматическим выключателем (автоматом) с номинальным током на 1000 А /3/. Как правило автоматы устанавливаемые на вводе силовых трансформаторов оснащаются электромагнитными расцепителями с током срабатывания 10 IН .
Необходимо выбрать трансформатор со схемой соединения обмоток D/YH поскольку ток однофазного КЗ в этом случае составляет IКЗ-ОД= 15,7 кА и достаточен для защиты трансформатора в режиме однофазного и трёхфазного КЗ на шинах 380/220 В.
2 Применение аутсорсинга при электроснабжении нетяговых потребителей.
Новые условия хозяйствования, задачи экономического роста в стране требуют поиска новых путей повышения эффективности работы, отвечающих требованиям рыночной экономики. Одним из приоритетных направлений для повышения эффективности работы железных дорог является аутсорсинг, благодаря которому появляется возможность значительно повысить производительность бизнеса ОАО «РЖД», оптимизировать деятельность компании.
Существует много определений термина аутсорсинг. Наиболее полно это понятие отражает такая формулировка: аутсорсинг – оптимизация деятельности предприятия за счёт концентрации усилий на основном бизнесе и передача непрофильных работ внешним специализированным организациям (аутсорсерам) на договорной основе.
К основным причинам использования аутсорсинга относят желание сосредоточится на основных видах деятельности, необходимости повышения качества обслуживания, потребность в экономии затрат, решение стратегических задач.