Стартовая >> Книги >> Оборудование >> Электрификация блочно-комплектных установок нефтяной промышленности

Токи короткого замыкания - Электрификация блочно-комплектных установок нефтяной промышленности

Оглавление
Электрификация блочно-комплектных установок нефтяной промышленности
Блочные сепарационные установки с насосной откачкой
Блочные установки по подготовке нефти
Блочные насосные станции по закачке воды в пласт
Блочные насосные станции магистральных нефтепроводов
Выбор схемы электроснабжения блочных технологических установок
Построение схем электроснабжения блочных технологических установок в нефтяной промышленности
Выбор напряжения распределительной сети нефтепромысла
Элементы конструкций канализации электроэнергии
Требования к схемам электроснабжения Западной Сибири
Блочные подстанции 110-35/6(10) кВ
Блочные распределительные устройства 6-10 кВ и ТП 6(10)/0,4 кВ
Электрооборудование РУ 6 (10) кВ и КТП 6 (10)/0,4 кВ
Выбор источников оперативного тока
Выбор силовых трансформаторов 6(10)/0,4 кВ
Токи короткого замыкания
Компенсация реактивной мощности в электрической сети нефтепромысла
Релейная защита и автоматизация токоприемников блочных установок

Аварийные режимы, возникающие в электрических сетях при коротких замыканиях, сопровождаются протеканием больших токов, которые вызывают термическое и динамическое воздействие на аппараты, шины и изоляторы. Электротехнические установки на нефтепромысле необходимо защищать от токов к.з. Выбор электрооборудования электроустановок приема и распределения электроэнергии и расчет релейной защиты присоединений проводится по результатам расчета токов к.з. Расчет токов к.з. необходимо проводить в сетях переменного тока до 1000 В и сетях напряжением выше 1000 В.
Токи к.з. в сетях напряжением до 1000 В
Расчет токов к.з. в сетях напряжением до 1000 В имеет ряд следующих особенностей:
при расчете токов к.з. необходимо учитывать активные сопротивления цепи, в том числе активные сопротивления контактов коммутационной аппаратуры, токовых обмоток автоматов и реле, обмоток трансформаторов тока и т.п.; общее их сопротивление может быть £ г > —— X х, что
влияет на полное сопротивление цепhZ;
вследствие значительной удаленности места короткого замыкания (Храсч > 3) периодическая составляющая сверхпереходного тока I" получается равной установившемуся значению тока /те; ударный коэффициент к при замыканиях на шинах 380 В трансформаторной подстанции (ТП) получается около 1,3;
опыты, проведенные проф. О.Б. Броном, показали, что в реальных условиях значение токов к.з. получаются ниже расчетных и имеется некоторый предел около 75 кА, выше которого токи к.э. не наблюдаются; однако реальный ток к.з. необходимо знать, так как от него зависит устойчивость аппаратов низковольтных щитов и сборок; для нефтепромысловых потребителей разрывная мощность низковольтного аппарата, как правило, лимитируется мощностью трансформатора 1000 кВА;
сопротивление контактов в сетях до 1000 В можно учитывать введением в расчетную схему активного сопротивления 0,015 Ом для зажимов
Таблица 46
Расчетные сопротивления фазы обмотки трансформаторов


Тип трансформатора

Мощность трансформатора, кВА

Расчетное (поделенное на 3) сопротивление одной фазы обмотки трансформатора ZT, Ом

ТМ-20

20

1,452

ТМ-30

30

1,023

ТМ-50

50

0,722

ТМА-60

60

0,797

ТСМА-60

60

0,512

ТМ-100

100

0,358

ТМА-100

100

0,557

ТСМ А-100

100

0,399

ТМ-180

180

0,204

ТМ-320

320

0,117

ТМ-400

400

0,106

ТМФ-560

560

0,117

ТМ-630

630

0,087

ТМФ-630

630

0,091

ТМ-750

750

0,059

ТМ-1000

1000

0,042

ТМ А-1000

1000

0,067

ТМАФ-1000

1000

0,073

аппаратов, распределительных пунктов, 0,03 Ом для аппаратуры, установленной непосредственно у электроприемников;
мощность к.з. на напряжении до 1000 В в основном зависит от реактивного сопротивления трансформатора ТП, и для практических расчетов можно пользоваться кривыми для токов к.з., приводимыми в справочниках; они построены для различных мощностей трансформаторов, длин и сечений кабельных линий;
в сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью необходимо проверять расчетом обеспечение отключения защитным аппаратом тока однофазного к.з.
Отключение защитного аппарата происходит при условии IВ < IК > где Iв — ток отключения защитного аппарата, обеспечивающий отключение аварийной линии в минимальное время;  — ток однофазного короткого замыкания в сети.
В сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью для проверки обеспечения отключения замыканий между фазным и нулевым проводом максимально допустимая длина линии
(31)
где Zy — удельное сопротивление цепи фаза — нуль; Uф — фазное напряжение; ZT — расчетное полное сопротивление одной фазы обмотки силового трансформатора (табл. 46).

Институтом Тяжпромэлектропроект составлены таблицы, рассчитанные по формуле (31), которыми следует пользоваться в проектной практике.
Токи к.з. в сетях напряжением выше 1000 В
При расчетах токов к.з. составляется расчетная схема, в которую вводят все участвующие в питании места к.з. источники тока (генераторы, синхронные компенсаторы, синхронные и асинхронные электродвигатели) и все элементы (трансформаторы, воздушные и кабельные линии, реакторы) их связей с местом к.з. и между собой. Мощные источники питающей системы можно вводить в схему как источники неограниченной мощности.
При выборе расчетной схемы следует исходить из нормально предусматриваемых для данной установки условий и не считаться с видоизменениями схемы, не предусмотренными для длительной эксплуатации, например, кратковременные послеаварийные режимы работы, кратковременная параллельная работа трансформаторов или секций сборных шин на время оперативных переключений. Схемы замещения выполняют в однолинейном изображении с указанием на ней порядковых номеров сопротивлений, их величин, выраженных в относительных единицах, приведенных к базисной мощности или в омах, приведенных к одной ступени напряжения. Схема замещения путем соответствующих преобразований приводят к простейшему виду для определения результирующего сопротивления относительно точки к.з.
В зависимости от электрической удаленности точки к.з. от источников питания токи к.з. рассчитывают с учетом затухания периодической слагающей тока к.з. или без него. При храсч > 3 процесс к.з. можно считать незатухающим. При расчете тока к.з. с учетом затухания широко пользуются методом кривых затухания в зависимости от типа генератора и наличия или отсутствия автоматического регулятора напряжения (АРН).
Типовые расчетные кривые для гидро- и турбогенераторов приведены в справочной литературе.
Порядок расчета по этим кривым следующий.
Находят результирующее сопротивление цепи к.з. от генераторов до точки к.з. *расч по расчетной схеме замещения; при этом все элементы цепи к.з. приводят к базисным условиям. Базисную мощность принимают равной сумме номинальных мощностей генераторов, т.е. S6 = 5Н2'> в табл. 47 приведены формулы приведения сопротивлений к базисным условиям.
По расчетным кривым для любого момента t находят относительную величину периодической слагающей тока к.з. /*п?; в частности, для t — 0 можно найти относительный сверхпереходный ток /*!
Определяют периодическую слагающую тока к.з. для любого момента времени

Проверка коммутационного оборудования, проводников и изоляторов на устойчивость к действию токов к.з. заключается в сравнении гарантированных каталожных данных с расчетными данными. При этом проверка на электродинамическую устойчивость производится по мак-
Таблица 48
Влияние токов подпитки


Тип двигателя

Число двигателей

f без токов подпитки, кА

I" с учетом токов подпитки, кА

Процент уменьшения от системы с учетом токов подпитки

СТД-6300

4

20,5

15,8

23

СДН-1600

3

 

 

 

СТД-8000

4

20,5

14,2

31

СДН-1600

3

 

 

 

СТД-10000

4

20,5

11,7

43

СДН-1500

3

 

 

 

симальному эффективному значению полного тока трехфазного к.з. /(3) и ударному току ij.
Термической устойчивостью аппаратов и проводников называется способность выдерживать протекание номинального тока термической устойчивости /тн в течение заданного времени без нагрева токоотводящих частей до температур, превышающих допустимые при токах к.з., и без нарушения пригодности к дальнейшей исправной работе, т.е. при соблюдении следующего равенства:

где /тн — номинальный ток термической устойчивости — эффективное значение незатухающего периодического тока, установленное заводом- изготовителем, для отключающих аппаратов в положении полного включения; tTH — номинальное время термической устойчивости, к которому отнесен /тн; Нк — тепловой импульс тока к.з. или функция, пропорциональная количеству теплоты, выделяемой током в проводнике заданного сопротивления.



 
« Частотно-регулируемые электроприводы   Электрическая дуга переменного тока и ее гашение »
электрические сети