Проектирование электрической тяговой подстанции постоянного тока (стр. 8 из 11)
Напряжение пуска защиты:
для стороны НН
Uсз = Up min / Кн× Кв, где[5]
Up min = 0,95 Uн = 0,95 × 11 = 10,45 кВ - минимальное напряжение на шинах 11 кВ;
Кв = 1,2 - коэффициент возврата реле.
Uсз = 1045 / 1,2 × 1,2 = 7,25 кВ
Uу.ср = Uсз / Ктu, где Ктu = 11000 / 100 = 110 - коэффициент трансформации трансформаторов напряжения.
Uу.ср = 7,25 / 110 = 65,9 В - напряжение уставки срабатывания реле.
для стороны СН
Uсз = Up min / Кн× Кв,
где
Up min = 0,95 Uн = 0,95 × 38,5 = 36,575 кВ;
Uсз = 36,575 / 1,2 × 1,2 = 25,4 кВ
Uу.ср = Uсз / Ктu = 25,4 / (38500 / 100) = 65,9 кВ
Чувствительность МТЗ при наличии блокировки минимального напряжения не проверяется [8].
Выдержка времени должна быть на одну ступень выше выдержки времени МТЗ на сторонах СН и НН.
Для защиты принимаем реле напряжения РН-54/160.
МТЗ понижающего трансформатора на стороне СН.
МТЗ понижающего трансформатора ТДТН-20000/110 на стороне СН выполняется с выдержкой времени, в двухрелейном исполнении.
Ток срабатывания защиты:
Iс.з.1 = Кн× Iн.тр / Кв = 1,2 × 300 / 0,85 = 423,53 А;
Iс.з.2 = Кс× Iс.з';
Iс.з' = Iс.з.(10) / Кт;
Iс.з.(10) = Кн× Iн.тр / Кв = 1,2 × 1050 / 0,85 = 1482,35 А;
Iс.з' = 1482,35 / (38,5 / 11) = 385,02 А;
Iс.з.2 = 1,1 × 385,02 = 423,53 А;
т.к. Iс.з.1 = Iс.з.2, то принимаем Iс.з. = 423,53 А.
Ток уставки срабатывания реле
Iу.ср = Iс.з. / Кта = 423,53 / 60 = 7,05 А
Принимаем к установке токовое реле РТ-40/10 и реле времени
ЭВ-231 (tср = 0,5 - 9 с)
Коэффициент чувствительности защиты
Кч = Iк min(2) / Iу.ср = 24,16 / 7,05 = 3,42 > 1,5
Выдержка времени принимается на одну ступень выше выдержки времени МТЗ районных потребителей.
МТЗ понижающего трансформатора на стороне НН.
МТЗ понижающего трансформатора ТДТН-20000/110 на стороне НН выполняется с выдержкой времени, в двухрелейном исполнении.
Ток срабатывания защиты
Iс.з. = Кн× Iн.тр / Кв = 1,2 × 1050 / 0,85 = 1482,35 А;
Ток уставки срабатывания реле
Iу.ср = Iс.з. / Кта = 1482,35 / 200 = 7,41 А.
Принимаем к установке токовое реле РТ-40/10 и реле времени
ЭВ-231 (tср = 0,5 - 9 с)
Коэффициент чувствительности
Кч = Iк min(2) / Iу.ср = 32,06 / 7,41 = 4,32 > 1,5
Выдержка времени принимается на одну ступень выше выдержки времени МТЗ ПВЭ-3, МТЗ ТСН и МТЗ фидеров тяговых потребителей.
Т.к. выдержка времени МТЗ фидеров тяговых потребителей 10 кВ
t = 0,4 с и выдержка времени секционного масляного выключателя 10 кВ
t = 0,6 с остаются неизменными, то принимаем выдержку времени МТЗ понижающего трансформатора ТДТН-20000/110 на стороне НН на одну ступень выше, т.е. t = 0,8 с.
Выдержку времени МТЗ фидеров районных потребителей 35 кВ принимаем t = 0,4 с, тогда выдержку времени МТЗ понижающего трансформатора со стороны обмотки СН принимаем t = 0,8 с.
Выдержку времени МТЗ понижающего трансформатора со стороны обмотки ВН принимаем на одну ступень (Dt = 0,4 с), выше, чем на стороне НН и СН, т.е. t = 1,2 с.
2.2.5 Защита от перегрузки
Токовая защита от перегрузки устанавливается на стороне 115 кВ понижающего трансформатора. Т.к. перегрузка является симметричным режимом трансформатора, то защиту от нее достаточно устанавливать только в одной фазе, т.е. защита от перегрузки выполняется в однорелейном исполнении. Защита действует на сигнал с выдержкой времени t = 9 с. [8]
Ток срабатывания защиты
Iс.з. = Кз× Iн.тр / Кв, где
Кз = 1,05 - коэффициент запаса
Iс.з. = 1,05 × 100,5 / 0,85 = 124,15 А
Ток уставки срабатывания реле
Iу.ср = Ксх× Iс.з. / Кта =
× 124,15 / 40 = 5,37 АПринимаем к установке токовое реле РТ-40/6 и реле времени
ЭВ-231 (tср = 0,5 - 9 с)
2.2.6 Защита включения обдува
Токовая защита действует на включение вентиляторов обдува понижающего трансформатора при нагрузке, равной 0,7 от номинального значения. Устанавливается на стороне ВН (115 кВ) понижающего трансформатора ТДТН-20000/110.
Ток срабатыванмия защиты
Iс.з. = 0,7 × Iн.тр. = 0,7 × 100,5 = 70,35 А
Ток уставки срабатывания реле
Iу.ср = Ксх× Iс.з. / Кта =
× 70,35 / 40 = 3,04 АПри прохождении через токовое реле тока 3,04 А защита действует с выдержкой времени t = 5 с на включение вентиляторов обдува.
При повышении температуры масла до 55 оС защита действует без выдержки времени на включение вентиляторов обдува.
При повышении температуры масла до 75 оС защита действует на сигнал.
Принимаем к установке токовое реле РТ-40/6 и реле времени
ЭВ-231.
Результаты расчетов уставок защит и реле трансформатора ТДТН-20000/110, а также выбранные типы реле представляем в виде сводной таблицы (таблица 2.7)
Таблица 2.7 Сводная таблица уставок защит и реле.
| Наименование защиты | Ток срабатывания защитыIс.з., А | Ток уставки срабатывания защитыIу.ср, А | Напряжение срабатывания защитыUс.з., кВ | Напряжение уставки срабатывания релеUу.ср, В | Вы-держка времени,с | Тип реле |
| дифференциальная защита | 150,75 | 6,52 | - | - | - | ДЗ Т-11 |
| газовая защита | - | - | - | - | - | РГЗЧ-66 |
| МТЗ на стороне ВН | 155,97 | 6,75 | - | - | 1,2 | РТ-40/10,ЭВ-231 |
| МТЗ на стороне СН | 423,53 | 7,05 | 25,4 | 65,9 | 0,8 | РТ-40\10,РН-54/160, ЭВ-231 |
| МТЗ на стороне НН | 1482,35 | 7,41 | 7,25 | 65,9 | 0,8 | РТ-40/10,РН-54/160, ЭВ-231 |
| защита от перегрузки | 124,15 | 5,37 | - | - | 9 | РТ-40/6,ЭВ-231 |
| защита включения обдува | 70,35 | 3,04 | - | - | 5 | РТ-40/6,ЭВ-231 |
2.3 Затраты на установку оборудования
К=Кзав ×a - капитальные затраты, включающие в себя стоимость оборудования, его транспортировки, ошиновки, строительных и монтажных работ.
Кзав – заводская стоимость оборудования.
a = 1,7 – усреднненый коэффициент для пересчета заводской стоимости оборудования к расчетной стоимости.
Э – ежегодные эксплуатационные расходы.
Э = Эа + Эо+Эпот[5]
Эа =Ра×К/100, где
Эа – амортизационные отчисления на реновацию и капитальный ремонт.
Ра = 6.1% - норма амортизационных отчислений.
Эо = Ро×К/100, где
Эо – годовые расходы на обслуживание и текущий ремонт.
Ро = 3% - норма ежегодных отчислений на обслуживание и ремонт.
Эпот =DАгод×СDэ×10-2 – стоимость потерь электроэнергии в трансформаторе.
СDэ = 97,767 коп. – стоимость 1 кВт×ч потерь.
DАгод = n×DРхх×Т + 1/n×DРк/2Sн×(S2maxв + S2maxс + S2maxн), где
n – количество трансформаторов.
Т = 8760 ч – время работы трансформатора в течении года.
Smaxв, Smaxс, S2maxн – максимальные мощности на шинах высшего, среднего и низкого напряжения соответственно, МВА.
2.3.1 ОРУ – 110 кВ.
Понижающий трансформатор ТДТН-20000/110
Кзав.=18907909 руб.
К=a*Кзав.=1,7*18907909*2=64286890 руб. – капитальные затраты на установку двух трансформаторов.
DАгод.=1*45*8760+
кВт. – потери электроэнергии в трансформаторе.Эпот.=DАгод.*СDЭ=394390*73,724*10-2=290760 руб/год.
Эа=
руб./год.Эо=
руб./год.Этр.=Эа+Эо+Эпот.=3921500+1988606+290760=6140866 руб./год.
Масляный выключатель ВМТ-110
Кзав.=1600527 руб.
К=a*Кзав.=1,7*1600527*3=8162687 руб. – капитальные затраты на установку трех масляных выключателей.
Эа=
руб./год.Эо=
руб./год.Эмв.=497924+244880=742804 руб./год.
К110=64286890+8162687=72449577 руб. – капитальные затраты на оборудование ОРУ-110 кВ.
Э110=Этр.+Эмв=6140866+742804=6883670 руб./год.
2.3.2 РУ-10 кВ.
Кзав.=1370220 руб. – заводская стоимость одной ячейки.
Кяч.=4*1,7*1370220=9317496 руб. – капитальные затраты на установку четырех ячеек.
Эа=
руб./год.Эо=
руб./год.Эяч.=568367+279525=847892 руб./год.
Тяговые трансформаторы ТМПУ-16000/10
Кзав.=13235536 руб. – заводская стоимость одного трансформатора.
К1=1,7*13235536*2=45000823 руб. - капитальные затраты на установку двух трансформаторов.
DАгод.=
кВт.Эпот.=DАгод.*СDЭ=289159*73,724*10-2=213179 руб./год.
Эа=
руб./год.Эо=
руб./год.Трансформаторы собственных нужд.
Кзав.=413920 руб.
К2=1,7*413920*2=1407328 руб. – капитальные затраты на установку двух трансформаторов.
DАгод.=
кВт.Эпот.=DАгод.*СDЭ=8065*73,724*10-2=5945 руб./год.
Эа=
руб./год.