Замена электрооборудования ТП-АБК

МУП «Новосибирский метрополитен». Замена электрооборудования ТП-АБК.
Пояснительная записка
ГИП	Баранчик

Содержание

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ПОЛОЖЕНИЯ.............................................................................................................................. 3

1.1. Общие сведения..................................................................................................................................................... 3

1.2. Определение нагрузки секций 0,4 кВ РУ-АБК.............................................................................................. 5

2. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТП-АБК...................................................................................................................................... 6

2.1 Выбор силовых трансформаторов............................................................................................................. 6

2.2 Выбор автоматических выключателей..................................................................................................... 7

3. ПРОВЕРКА СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ 10 КВ, ПИТАЮЩИХ ТП-АБК...................................................................................... 8

3.1 Проверка по термической стойкости.................................................................................................................. 8

3.2 Проверка по длительно допустимому току...................................................................................................... 9

4. ПРОВЕРКА СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ 0,4 кВ, ПИТАЮЩИХ РУ-АБК................................................................................... 10

4.1 Проверка по термической стойкости............................................................................................................... 10

4.2 Проверка по длительно допустимому току................................................................................................... 10

5. ВЫБОР СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ ДЛЯ ПИТАНИЯ РУ-0,4 МАЛЯРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ.................................................. 11

5.1 Выбор по экономической плотности тока...................................................................................................... 11

6. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ РУ-0,4 МАЛЯРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ.................................................................................... 13

6.1 Выбор автоматических выключателей............................................................................................................ 13

7. РАСЧЕТЫ УСТАВОК РЗА...................................................................................................................................................... 15

8. ПРИЛАГАЕМЫЕ ДОКУМЕНТЫ........................................................................................................................................... 18

9. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................................................................... 31

2.  ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ПОЛОЖЕНИЯ

2.1.  Общие сведения

Проектная документация выполнена на основании и в соответствии со следующими документами:

- «Техническое задание на проектирование работ по замене электрооборудования ТП-АБК», выданное МУП «Новосибирский Метрополитен»;

- Договор подряда №01-01-12 от 25 января 2012.

Монтаж электрооборудования необходимо выполнить в соответствии с требованиями ГОСТ, ПУЭ, СНиП.

Условия выполнения СМР и ПНР.

- для работ в РУ-0,4 АБК, ТП-АБК, РУ-0,4 малярного отделения "Производство работ внутри действующих ТП и РП при наличии допусков";

- для работ в остальных помещениях "Производство работ в существующих зданиях и сооружениях в стесненных условиях: с наличием в зоне производства работ действующего технологического оборудования".

Проектом предусматривается замена ТП-АБК на новое, с сухими трансформаторами ТСЗ мощностью 1000 кВА вместо существующих 630 кВА.

Также проектом предусмотрены установка и подключение нового РУ-0,4 малярного отделения. Выполнены расчеты по выбору нового и проверке существующего оборудования с учетом дополнительной нагрузки 300 кВт.

При этом в ТП-АБК демонтируются трансформаторы, РУ-0,4, и на их место устанавливается новая КТТП. Шкафы РУНН монтируется на цоколь из швеллера. Кабели вводов 10 кВ и силовые кабели от РУ-0,4 ТП-АБК до РУ-0,4 АБК остаются существующие. Работы по замене выполняются поочередно:

- 1 этап: демонтаж Т-1 и 1 секции РУ-0,4 ТП-АБК и монтаж нового Т-1, оборудования 1 секции РУ-0,4 ТП-АБК;

- 2 этап: демонтаж Т-2 и 2 секции РУ-0,4 ТП-АБК и монтаж нового Т-2, оборудования 2 секции РУ-0,4 ТП-АБК.

Технический учет электроэнергии предусматривается только в ТП-АБК на 0,4 кВ – отходящие фидеры. Тип счетчиков: ПСЧ-4ТМ.05М

Для ТП-АБК предусмотрен АВР с самовозвратом. Для РУ-0,4 малярного отделения АВР не предусмотрен.

Для надежной работы оборудования, устанавливаемого в ТП-АБК, а также для комфорта обслуживающего персонала проектом предусматривается электрический обогрев помещения ТП-АБК для поддержания температуры 0….+50С в зимний период.

Устанавливаемое оборудование присоединяется к существующему контуру заземления полосовой сталью 5х40 мм при помощи сварки. При этом перед вводом в эксплуатацию необходимо проверить сопротивление заземляющего устройства (ЗУ). Оно не должно превышать 4 Ом. Если это условие не выполняется, необходимо уменьшить сопротивление ЗУ путем «добивки» дополнительных электродов, соединенных с основным ЗУ полосовой сталью 5х40 при помощи сварки.

Используется система TN-C-S, т. е. начиная от РУ-0,4 малярного отделения нулевые рабочий (N) и защитный (PE) проводники разделены.

2.2.  Определение нагрузки секций 0,4 кВ РУ-АБК

Суммарная существующая нагрузка согласно данным, указанным на «Схеме однолинейной РУ-0,4 кВ АБК электродепо «Ельцовское»:

Таблица 1.1

	Секция 1	Секция 2	Секция 3	Секция 4
Ру, кВт	479,3	543,7	796,54	591,5
Рр, кВт	371,3	404,74	664,05	406,3
Iр, А	720,7	719,8	1116,1	694,1

Нагрузка с учетом дополнительных 300 кВт для электроснабжения малярного отделения (для расчетов принимаем Ру=150 кВт; Рр=139 кВт на секцию; cosφ дополнительной нагрузки принят 0,85; подключение 1СШ нового РУ от фидера №1 – секция 1, подключение 2СШ нового РУ от фидера №30 – секция 2):

Таблица 1.2

	Секция 1	Секция 2	Секция 3	Секция 4
Ру, кВт	629,3	693,7	796,54	591,5
Рр, кВт	510,3	543,7	624,05	406,3
Iр, А	988,9	987,8	1116,1	694,1

3.  ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТП-АБК

В качестве оборудования ТП-АБК выбирается общепромышленная (цеховая) комплектная трансформаторная подстанция КТПП мощностью 2х1000 кВА на напряжение 10/0,4 кВ с РУНН «Ольха» производства «БЭМП». Поставка будет осуществлена без трансформаторов. Трансформаторы типа ТСЗ производства ТД «УЗТТ» (не применяются в КТПП «БЭМП») поставляются отдельно.

2.1  Выбор силовых трансформаторов

Мощность трансформатора на подстанции /2/:

,

,

где - максимальная активная мощность ();

- максимальная реактивная мощность;

- мощность компенсирующих устройств (отсутствуют).

,

определятся по рассчитанному .

Расчет для секции 1 РУ-0,4 АБК:

, тогда

кВАр

кВА

Расчет для остальных присоединений сведен в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

	Секция 1	Секция 2	Секция 3	Секция 4	ШС-1
РU, кВт	629,3	693,7	796,54	591,5	215,8
tgφ	0,79	0,66	0,473	0,62	0,75
Qmax, кВАр	497,1	454,8	376,8	367,3	162,02
S’max, кВА	801,9	873,3	881,2	696,3	269,8

Суммарная расчетная мощность подстанции (с учетом Ки=0,4):

кВА

Тогда номинальная расчетная мощность трансформаторов Т-1 и Т-2:

кВА;

Полученная расчетная мощность трансформаторов округляется до ближайшей стандартной мощности по шкале ГОСТ 11920-85, ГОСТ 12965-85.

Выбираются трансформаторы мощностью 1000 кВА вместо существующих трансформаторов мощностью 630 кВА.

2.2  Выбор автоматических выключателей

2.2.1 Выбор по условиям нормального режима.

Выбор осуществляется, исходя из следующих условий:

- соответствие номинального напряжения выключателя номинальному напряжению сети;

- соответствие номинального тока расцепителя выключателя максимальному рабочему току группы электроприемников (для выключателей питания сборок и щитов) в длительном режиме.

Для выбора автоматических выключателей вводов необходимо знать максимальный рабочий ток трансформатора на стороне 0,4 кВ с учетом перегрузочной способности /3, п.6.4.6/:

Для вводов выбираются автоматы с номинальным током 2000А.

Для отходящих фидеров выбираются автоматы в соответствии с данными по нагрузке, с учетом того, что в ремонтном режиме могут объединяться секции 1 и 2; 3 и 4:

Таблица 2.2

	Секция 1	Секция 2	Секция 3	Секция 4	ШС-1
Iр, А	988,9	987,8	1116,1	694,1	410
Iр сумм, А	1976,7	1810,2	-
Ки*Iр сумм, А	790,7	724,1	-
Iн авт, А	1000	1000	800	800	630

Для секционного выключателя выбирается автоматический выключатель с номинальным током 2000А, из-за возможного объединения секций РУ-0,4 АБК в ремонтном режиме.

2.2.2 Выбор по условиям стойкости при КЗ

Выключатели выбирают так, чтобы значения предельной коммутационной способности, электродинамической и термической стойкости выключателей были не менее соответствующих параметров КЗ в месте их установки.

Ток металлического трехфазного короткого замыкания на шинах 0,4 кВ ТП-АБК (с допущением, что за трансформатором источник бесконечной мощности):

Номинальный ток отключения автоматических выключателей Masterpact NW с номинальным током 680-1000 А составляет не менее 42 кА, для выключателей Masterpact NW с номинальным током 2000А - не менее 65 кА.

Для оценки электродинамической стойкости рассчитывается ударный ток короткого замыкания на шинах 0,4 кВ ТП АБК:

, где

- ударный коэффициент. Для сетей 0,4 кВ принимается равным 1. Тогда

Т. к. полученное значение меньше номинального тока отключения, значит выбранные выключатели устойчивы к максимальным сквозным токам.

4.  ПРОВЕРКА СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ 10 КВ, ПИТАЮЩИХ ТП-АБК

Выполняется проверка существующих кабелей, с учетом дополнительной нагрузки 300 кВт.

Существующие кабели:

Тип и сечение – ААБл-10 3х120;

Количество (на каждую линию) – 1 шт;

Допустимый длительный ток – 200А /1, табл.1.3.7/

3.1 Проверка по термической стойкости

Существующее сечение кабельной линии:

Минимальное допустимое сечение кабеля по условиям термической стойкости:

, где

;

По данным, предоставленным заказчиком, значение тока КЗ на шинах РУ-10 кВ СТП-Депо – 8,8 кА в минимальном режиме. На питающем центре в минимальном режиме – 10,2 кА, в максимальном режиме – 13,7 кА. Исходя из этого ток КЗ на шинах РУ-10 кВ СТП-Депо в максимальном режиме – 11,8 кА.

Время отключения от резервной защиты (МТЗ ввода) в соответствии с картой уставок составляет 0,8с.

Тогда

С =94 /2, стр.174 табл.2.7.2/

Тогда минимальное сечение

- кабель термически устойчив.

3.2 Проверка по длительно допустимому току

Т. к. существует возможность режима, при котором секции 1 и 2 ТП АБК питаются от одной линии (ремонтный режим), то максимальный расчетный ток нагрузки будет определяться: (см. данные, табл.2.2):

, где - коэффициент трансформации трансформатора Т-1 или

Т-2. В ремонтном режиме нагрузка в пределах допустимой.

5.  ПРОВЕРКА СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ 0,4 кВ, ПИТАЮЩИХ РУ-АБК

Выполняется проверка существующих кабелей, с учетом дополнительной нагрузки 300 кВт.

Существующие кабели:

Наименование	2А	3А	4А	5А	6А
Марка и кол-во	3хАВРГ	3хАВРГ	3хАВРГ	3хАВРГ	2хАВРГ
Сечение, мм2	3х185+1х50	3х185+1х50	3х185+1х50	3х185+1х50	3х150+1х50
Iдд, А*	270	270	270	270	235

* - /1, табл.1.3.7/

4.1 Проверка по термической стойкости

Существующее сечение кабельной линии 2А, 3А, 4А, 5А:

Существующее сечение кабельной линии 6А:

Минимальное допустимое сечение кабеля по условиям термической стойкости:

, где

;

С =75 /2, стр.174 табл.2.7.2/

Тогда минимальное сечение кабельной линии: ;

Условие < выполняется.

4.2 Проверка по длительно допустимому току

Проверка производится только для линий 2А, 3А, 4А, 5А.

Допустимая нагрузка: .

Т. к. существует возможность режима, при котором секции 1 и 2 или секции 3 и 4 РУ 0,4 кВ АБК питаются от одной линии (ремонтный режим), то максимальный расчетный ток нагрузки будет определяться: (см. данные, табл.2.2):

В ремонтном режиме нагрузка в пределах допустимой.

6.  ВЫБОР СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ ДЛЯ ПИТАНИЯ РУ-0,4 МАЛЯРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ

5.1 Выбор по экономической плотности тока

Экономически целесообразное сечение определяется из соотношения:

S=I/Jэк, где

- расчетный ток, А;

Jэк=3,5 - нормированное значение экономической плотности тока, А/мм, для заданных условий работы /1, табл. 1.3.36/.

Расчетный ток определяется исходя из следующих условий:

- максимальная нагрузка на РУ-0,4 малярного отделения 300 кВт;

- cosφ=0,85;

- Ки=0,5; Км=1,2 /2, табл.2.6/

Расчетная нагрузка:

кВт.

В ремонтном режиме одна линия должна питать всю нагрузку;

Тогда ;

Выбирается кабель ВБбШв-1 с медными токопроводящими жилами, изоляцией из ПВХ пластиката, бронированный: 3х95+1х50, пр-ва «Камкабель».

5.2 Выбор по допустимому току

По данным завода-изготовителя со ссылкой на ПУЭ допустимая токовая нагрузка на выбранный кабель составляет 274 А.

Т. к. это ремонтный режим, ПУЭ допускает перегрузки до 10% в течение 6ч. Тогда , что меньше 321,9 А.

В рабочем режиме питается только одна секция, и нагрузка составит: .

Т. к. в ремонтном режиме кабель перегружен, выбирается кабель большего сечения: ВБбШв-1 4х120 пр-ва «Камкабель», с допустимой токовой нагрузкой 321 А.

Тогда в ремонтном режиме допустимый ток с учетом перегруза

5.3 Проверка термической стойкости

Проектируемое сечение кабельной линии:

Согласно ПУЭ проверка производится при КЗ в начале кабеля. Т. е. расчетный ток КЗ (с допущением, что за трансформатором источник бесконечной мощности):

;

Где Ом – сопротивление кабельной линии 0,4 кВ от ТП-АБК до шин 0,4 кВ РУ-АБК (длина взята наименьшая – 60 м);

Тогда

Минимальное допустимое сечение кабеля по условиям термической стойкости:

, где

;

С =94 /2, стр.174 табл.2.7.2/

Тогда минимальное сечение

Условие < выполняется.

7.  ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ РУ-0,4 МАЛЯРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ

В качестве распределительного устройства РУ-0,4 кВ малярного отделения выбирается РУНН «Ольха» производства «БЭМП».

6.1 Выбор автоматических выключателей

6.1.1 Выбор по условиям нормального режима

Выбор осуществляется, исходя из следующих условий:

- соответствие номинального напряжения выключателя номинальному напряжению сети;

- соответствие номинального тока расцепителя выключателя максимальному рабочему току группы электроприемников (для выключателей питания сборок и щитов) в длительном режиме.

Максимальный рабочий ток определен в п.5 и составляет 321,9 А (в ремонтном режиме).

Исходя из этого для вводов выбираются автоматы серии Compact NSX, модель NSX400b, Iн=400А.

Расчет и выбор автоматических выключателей для отходящих фидеров сведен в таблицу 6.1.

Таблица 6.1

	Ф1	Ф2	Ф3	Ф4	Ф5	Ф6	Ф7	Ф8	Ф8А	Ф9	Ф10
Ру, кВт	110	14	11	4	27	30	30	20	20	12	-
cosφ	0,85	0,85	0,85	0,85	0,85	0,85	0,85	0,85	0,85	0,85	-
Iр, А	186,8	23,8	18,6	6,8	45,8	50,9	50,9	33,9	33,9	20,4	-
Iн авт, А	200	25	25	16	50	63	63	40	40	25	25

6.1.2 Выбор по условиям стойкости при КЗ

Выключатели выбирают так, чтобы значения предельной коммутационной способности, электродинамической и термической стойкости выключателей были не менее соответствующих параметров КЗ в месте их установки.

Ток короткого замыкания на шинах РУ-0,4 кВ малярного отделения:

,

Значение Ом - рассчитано в п.5.3.

Ом;

Тогда

Расчет для автоматических выключателей отходящих фидеров сведен в таблицу 6.2

Таблица 6.2

	Ф1	Ф2	Ф3	Ф4	Ф5	Ф6	Ф7	Ф8	Ф8А	Ф9	Ф10
Iн. откл, кА	9,0	7,5	7,5	7,5	7,5	7,5	7,5	7,5	7,5	7,5	7,5
, кА	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4
2,5* Iн. откл, кА	22,5	18,7	18,7	18,7	18,7	18,7	18,7	18,7	18,7	18,7	18,7
IУД, кА	6,04	6,04	6,04	6,04	6,04	6,04	6,04	6,04	6,04	6,04	6,04
Соответствие да/нет	Да	Да	Да	Да	Да	Да	Да	Да	Да	Да	Да

8.  РАСЧЕТЫ УСТАВОК РЗА

7.1 Расчет токов КЗ в минимальном режиме.

Схема замещения представлена на рис. 7.1.

Рис.7.1

В соответствии с данными, предоставленными заказчиком, ток КЗ в минимальном режиме на шинах СТП-Депо составляет 8,8 кА. Исходя из этого сопротивление системы в минимальном режиме: Ом;

Ом (кабель ААБл 3х120, l=1,2 км);

Приведем эти сопротивления к напряжению 0,4 кВ:

Ом;

Ом;

Сопротивление трансформатора:

Ом.

Тогда ток КЗ в минимальном режиме в точке К1:

Полное сопротивление кабеля от ТП-АБК до РУ-0,4 АБК:

Ом - рассчитано в п.5.3, тогда ток КЗ в минимальном режиме в точке К2:

Полное сопротивление кабеля от РУ-0,4 АБК до РУ-0,4 малярного отделения:

Ом - рассчитано в п.6.1.2, тогда ток КЗ в минимальном режиме в точке К3:

7.2 Выбор уставок защитных аппаратов.

Вводы РУ-0,4 малярного отделения:

Iн=400A; расцепитель – Micrologic 2.3

Isd=2,5хIн=1000А; tsd=0c;

Ir=0,8хIн=320А; tr=0,5c.

Ячейки №1 и №30 РУ-0,4 АБК.

Установить предохранители серии ПН2-400, Iн=315А.

Отходящие линии ТП-АБК – см. таблицу 7.1

	Ф1	Ф2	Ф3	Ф4	Ф5	Ф6	Ф7
Iн, А	1000	1000	800	1000	800	800	630
Isd, хIн	off	off	off	off	off	off	off
tsd, c	0	0	0	0	0	0	0
Ir, хIн	0,95	0,95	1,0	0,95	1,0	1,0	0,8
tr, c	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5

Выключатель секционный ТП-АБК:

Iн=2000A; расцепитель – Micrologic 5.0A

Isd=6; tsd=0,2c;

- ON;

Ir=0,8хIн=1600А; tr=0,5c;

Ii=off

Выключатель вводной ТП-АБК:

Iн=2000A; расцепитель – Micrologic 5.0A

Isd=6; tsd=0,3c;

- ON;

Ir=1,0хIн=2000А; tr=1c;

Ii=off

Используя характеристики срабатывания, предоставляемые производителями защитных аппаратов можно построить диаграмму селективности:

Рис.7.3

9.  ПРИЛАГАЕМЫЕ ДОКУМЕНТЫ

8.1 Техническое задание на проектирование работ по замене электрооборудования ТП-АБК.

8.2 Однолинейная схема существующей ТП-АБК.

8.3 Схема расположения вводов в ТП-АБК.

8.4 Однолинейная схема электроснабжения малярного отделения

8.5 Письмо от 03.02.12 №56/02

.

8.6 Ответ на письмо 03.02.12 №56/02

8.7 Новосибирский метрополитен. Карта уставок релейной защиты.

8.8 Однолинейная схема электроснабжения малярного отделения

(вариант 2).

8.9 Письмо от 20.02.12 №03-25.

8.10 Коммерческое предложение «БЭМП»

8.10 Коммерческое предложение «УЗТТ»

дом «Уральский завод

трансформаторных технологий»

620014, РФ, Свердловская обл., Екатеринбург г., ул. М.Жукова, д. 5, 4 этаж

Многоканальный телефон: [phone]

ИНН/КПП: 6626022668/ 662601001 ОГРН: 1116626001018

Р/сч:40702810406700000739 в Банке «Банк24.ру» ОАО г. Екатеринбург

К/сч:30101810600000000859 БИК: 046577859

Е-mail: *****@***ru; www. uztt. ru.

Торговый дом «Уральский завод трансформаторных технологий» специализируется

на поставке низковольтного и высоковольтного оборудования для электроснабжения

объектов промышленного и гражданского строительства, сельского хозяйства,

нефтегазовой отрасли и горнодобывающих предприятий.

Исх. № От

«Эксперт» Для e-mail: *****@***ru

КОММЕРЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ

Имеем возможность изготовить следующее электрооборудование:

№ п/п	Наименование	Кол-во	Сумм с НДС 18%,руб.	Сумма, руб.
1	Сухой трансформатор ТСЗ 1000 /10/0,4 материал обмоток – электротехническая медь (стандарт УЗТТ)	1	1 300 163,00	1 300 163,00

Итого : 1 300 163,00 (Один миллион триста тысяч сто шестьдесят три рубля 00 копеек)

Срок изготовления: 25 рабочих дней.

Форма доставки: Самовывоз с завода

При получении электрооборудования прилагаются:

- паспорт;

- руководство по эксплуатации;

- сертификат соответствия.

С уважением,

Нач. отдела КТП

Ответственное лицо для ведения переговоров:

тел/,249-32-82, моб.: [phone] е-mail [e-mail]

10.  СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Правила устройства электроустановок, Седьмое издание, утвержденные Приказом Минэнерго Российской Федерации № 000 от 08.07.02.

2. Справочник по проектированию электроснабжения/Под ред. и др.-М:Энергоатомиздат, 1990.-576с.

3. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий – нормы технологического проектирования, НИИ проектно-конструкторский институт ТЯЖ ПРОМЭЛЕКТРОПРОЕКТ им. . 1 редакция, Москва, 1994.

4. , Крючков часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд, перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.: ил.

5. Беляев аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ– Ленинград.: Энергоатомиздат, 1988. – 177 с.: ил.