Совершенствование электрификации МТФУХ "Кокино" (стр. 8 из 12)
Селективность будет обеспечена, если для времени плавления вставки
выполняется условие 
,где Кп = 0,9 - коэффициент приведения каталожного времени плавления вставки к времени ее разогрева.
Полное время срабатывания автомата с учетом разброса его характеристики составляет tсз = 0,3 с, а ступень селективности примем Δt = 0,5 c. Тогда
с.Ток при трехфазном КЗ за трансформатором 160 кВ∙А составляет
Соответственно на стороне 10 кВ ток КЗ составит
.По ампер -секундной характеристике плавкой вставки с Iном = 16 А при токе 74 А предохранителя ПКТ находим, что время плавления tпл = 0,4 с.
Плавкую вставку также проверяем по условию
, где tк = 900/к² - допустимое время протекания тока КЗ в трансформаторе по условию термической стойкости, с;к = Ioo/IнТ
отношение установившегося тока КЗ к номинальному току трансформатора.
При
допустимое время протекания тока КЗ в трансформаторе составит 
.Следовательно, имеем tв = 0,89 ≤ tк = 2,1 ≤ ∆t = 4 с и выбранная плавкая вставка обеспечивают защиту трансформатора.
4 Детальная разработка проекта
4.1 Использование ветроэнергоустановки
Вопросы обеспеченности энергоресурсами первостепенны для каждой страны. Существует объективный показатель — коэффициент самообеспеченности (КСО). Анализ самообеспеченности энергоресурсами в 2000 г. показал, что из бывших советских республик энергетически независимыми являются Туркменистан (КСО=3,31), Казахстан (2), Азербайджан (1,62), Россия (1,57) и Узбекистан (1,1). В настоящее время использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) позволяет частично и экологически безопасно решить энергетическую проблему,. Например, ветроустановка, вырабатывающая 1 млн. кВт•ч в год, предотвращает выбросы около 1000 т СО2, 6,5 т SO2, от 3 до 6 т окислов азота, 65 т золы и 400 кг пыли, которые неизбежно поступают в окружающую среду при генерации электроэнергии электростанцией, работающей на угле.
Ветроэнергетические установки (ВЭУ) уже достигли коммерческой зрелости и в местах с благоприятными скоростями ветра могут конкурировать с традиционными источниками электроснабжения. Автономные установки, предназначенные для энергоснабжения сравнительно мелких потребителей, могут применяться в районах с небольшими среднегодовыми скоростями ветра.
Перспективным вариантом считается применение ветроустановок в сельском хозяйстве для электроснабжения производственных процессов, а также в качестве резервного источника электроснабжения. Применение параллельной энергоустановки также позволяет снизить стоимость необходимого аккумулирующего устройства ветроустановки по сравнению с установкой работающей в автономном режиме.
Предлагаемая в проекте схема ветроустановки, работающей параллельно с энергосистемой, изображена на рисунке 4.1.
Рисунок 3.1 - Расчетная схема электроснабжения: а - коровник на 200 голов; б - коровник на 200 голов; в - водонапорная башня
Ротор синхронного генератора 1 вращается с непостоянной скоростью и вырабатывает переменную ЭДС, частота которой изменяется пропорционально снижению или возрастанию скорости ветра. Для использования электроэнергии от установки совместно с энергосистемой необходимо обеспечить получение постоянство частоты переменного тока.
Стабилизацию частоты предлагается реализовать статическим преобразователем по схеме “переменное напряжение переменной частоты – постоянное напряжение – переменное напряжение постоянной частоты”.
Вырабатываемая генератором электрическая энергия разветвляется на два контура. В первом контуре электроэнергия через выпрямитель 2 и стабилизатор 3 поступает в инвертор, где постоянное напряжение 11В преобразуется в напряжение 380/220 В с частотой 50 Гц,.
Мощность инвертора достигает единиц киловатт.
Второй контур – линия буферного накопителя электрической энергии. Она включает аккумулятор 4 и элемент сравнения 5. Контур вступает в работу в случае достаточной интенсивности ветра. При этом энергия, вырабатываемая ветроэнергетической установкой, превышает энергию, потребляемую самим инвертором, а напряжение на входе стабилизатора превышает напряжение на выходе стабилизатора. Разность напряжений приводит к срабатыванию зарядного устройства, зарядный ток которого пропорционален разности напряжений.
Уменьшение интенсивности ветра приведет к уменьшению напряжения перед стабилизатором, вследствие чего происходит уменьшение сигнала с выхода сумматора до установленного значения, что приведет к прекращению заряда аккумулятора. В этом состоянии энергия ветроустановки затрачивается только для питания потребителя через инвертор.
В случае прекращения или недостаточной скорости ветра, напряжение на выходе стабилизатора становится ниже напряжения аккумулятора, а инвертор начинает питаться от аккумулятора.
Использование электроэнергии, вырабатываемой ветроустановкой, совместно с централизованной энергосистемой возможно с помощью схемы местного автоматического включения резерва (АВР) двухстороннего действия на переменном оперативном токе. Секционный выключатель Q3 нормально отключен и включается устройством АВР при отключении выключателей ввода Q1 или Q2 или исчезновении напряжения на шинах секции I или II в результате отключения питающей линии W1 или W2. Особенность схемы АВР — при восстановлении напряжения на питающей линии автоматически восстанавливается нормальная схема подстанции.
При ненормальном режиме работы под действием релейной защиты отключается выключатель Q1, замыкается его вспомогательный контакт SQ1:3 в цепи включения секционного выключателя Q3 и последний включается, т. е. происходят АВР без выдержки времени и восстановление напряжения на секции I. Однократность действия АВР обеспечивается тем, что при отключении выключателя Q1 реле KQC теряет питание и размыкает свой контакт KQC 2 в цепи автоматической подготовки привода выключателя Q3.
В другом аварийном режиме, при исчезновении напряжения со стороны линии W1, реле КТ1 и КТ2 возвращаются в исходное состояние, с выдержкой времени замыкаются их контакты КТ1: 2 и КТ2: 2 в цепях отключения выключателя Q1. Выключатель Q1 отключается и схема АВР действует на включение выключателя Q3 так же, как описано ранее. Напряжение на шинах секции I восстанавливается, якорь реле КТ2 втягивается, контакт КТ2:1 замыкается, а контакт КТ2:2 размыкается. Реле КТ1 по прежнему находится в исходном состоянии, его контакт КТ1:1 разомкнут. В данном случае реле КТ1 используют для контроля за появлением напряжения со стороны питающей линии. Пусковым органом (ПО) схемы АВР служит реле КТЗ (ЭВ-248), срабатывающее от минимального напряжения.
Если напряжение со стороны линии W1 появилось, то срабатывает реле КТ1 и замыкает свой контакт КТ1:1. При этом начинает работать реле КТЗ, которое своим проскальзывающим контактом КТ3:2 (замыкаясь на 1...1,5 с) создает цепь на включение выключателя Q1, а конечным контактом КТ3:3 - цепь на отключение секционного выключателя Q3. Таким образом, восстанавливается нормальная схема подстанции с отключенным выключателем Q3, который автоматически подготавливается к будущему действию устройства АВР.
При расчете уставок АВР трансформатора определяют:
1. Напряжение срабатывания ПО Ucp= (0,75...0,8)Uн.
2. Время срабатывания ПО - от 2 до 20 с
Для оценки эффективности применения ветроустановки оценим надежность схемы АВР.
4.2 Энергосберегающее освещение
Эффект энергосберегающего освещения в проекте предлагается получить по двум направлениям:
заменой малоэффективных ламп накаливания газоразрядными лампами высокого давления типа ДРВЛ, которые не требуют применения ПРА, более долговечны и существенно превосходят лампы накаливания по светоотдаче;
применением автоматизации управления процесса включения - выключения освещения.
По мнению ведущих ученых ВНИЭСХ за счет замены традиционных ламп накаливания компактными газоразрядными лампами можно снизить потребление осветительной системой электроэнергии до 40%.
Поэтому предлагается осуществить замену ламп накаливания на газоразрядные лампы высокого давления с активным балластным сопротивлением типа ДРВЛ-220-160. Эти лампы имеют цоколь Е27, не нуждаются в ПРА и могут напрямую заменить лампы БК-225-150 в светильниках типа НСПО. Кроме того, зажигание ламп ДРВЛ происходит мгновенно, в противоположность лампам ДРЛ с индуктивным ПРА, которых разгораются 3 – 5 минут.
Недостатком ламп ДРВЛ-220-160 является высокая цена, которая приблизительно в 8 раз выше стоимости ламп типа БК-150.
Однако срок службы ламп ДРВЛ в 4 раза превышает срок службы ламп накаливания, а световая отдача также выше чем, у ламп накаливания примерно в 6 раз [12].
В таблице 4.1 показаны изменения данных расчетно-монтажной таблицы 2.3, полученные при замене ламп типа БК на лампы ДРВЛ-220-160. В результате этой замены снижена суммарная установленная мощность в системе освещения коровника на 2110 Вт (более 20%), а удельная мощность также снижена, но незначительно, на 1,36 Вт/м2 (около 2,5%). Снижение установленной мощности осветительных установок получено за счет уменьшения числа светильников в стойловом помещении с 85 до 40 штук, в помещения для навозоудаления – с 5 до 3 штук. Расчетная освещенность помещения при этом не снизилась, а даже несколько возросла.