Особенности тестирования горизонтальных скважин

 

  (2.5.33)

 

Периодическая составляющая тока КЗ от электродвигателей:

 

  (2.5.34)

 

Результирующий ток КЗ в точке К-2:

 

 

 

Определим ударный ток  КЗ в точке К-2:

 

  ; (2.5.35)

 

Ударный коэффициент для  определения тока КЗ в точке К-2 определим аналогично, по графику 

 

[3];

 

данному значению отношения соответствует значение ;

Ударный ток КЗ от энергосистемы  в точке К-2:

 

(2.5.36)

 

Ударный ток КЗ от электродвигателей:

 

  (2.5.37)

 

Результирующий ударный  ток КЗ в точке К-2:

 

  кА

 

Мощность КЗ в точке  К-2:

 

  ; (2.5.38)

 

Результирующая мощность в точке К-2:

 

 

 

 В качестве  минимального тока КЗ, который  необходим для проверки чувствительности  релейных защит, используют ток  двухфазного КЗ в наиболее  удаленной точке. Минимальное  значение тока КЗ можно определить  по формуле: 

  (2.5.39)

  (2.5.40)

 

Результаты расчета токов  КЗ сведены в табл.2.5.3

 

Таблица 2.5

Результаты расчета токов  КЗ

Точка КЗ	Ik(3), кА	iуд, кА	Ik(2), кА
К-1	28,3	44,02	24,5	1838,13
К-2	45,32	81,38	39,24	939,14

 

6. Выбор высоковольтного оборудования и типовых ячеек кру-10 кв

1. Выбор сечения и марки кабелей

 

Сечение кабелей выбирают по техническим и экономическим  соображениям.

Произведем выбор сечений  по расчетным токам. За расчетные  токи потребителей примем их номинальные  значения.

Для основных двигателей номинальный  ток определится:

 

  (2.6.41)

 

где Р_ном – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

U_ном – номинальное напряжение, кВ;

сos φ – коэффициент мощности электродвигателя.

 

 

Для подпорных двигателей номинальный ток определится:

 

 

 

Для трансформаторов типа ТМ 16000/35 номинальный ток определится:

, (4.14)

 

где S_ном.т – номинальная мощность каждого из трансформаторов, кВ*А;

 U_ном – номинальное напряжение, 35 кВ.

 

 

Для параллельно работающих линий, питающих ЗРУ-10кВ в качестве расчетного тока принят ток послеаварийного  режима, когда одна питаю-щая линия  вышла из строя. Расчетный ток  для этого случая определим по величине расчетной мощности:

 

  (2.6.42)

 

где S_.р – полная расчетная мощность электродвигателей, кВ*А;

 U_ном – номинальное напряжение, 10 кВ.

 

 

Результаты расчета сведены  в табл. 2.6.

 

 

 

 

 

 

 

 Таблица 2.6

Выбор сечений и марки  кабелей 

Наименование потребителей	Основной электродвигатель	Подпорный Электродвигатель	ЗРУ-10 кВ	Трансформатор ТМ 16000/35
Расчетная мощность, кВт	2500	800	7260	25000
Номинальный ток, А	152,74	51,151	419,16	164,9
Длительно- допустимый ток, А	270	60	740	300
Сечение жилы кабеля, мм2	185	16	480	150
Принятая  марка кабеля	СБ2лГ 3х120	СБ2лГ 3х95	ШАТ 80х6	АС-70

 

Условие выбора сечения  жил кабеля по допустимому нагреву  при нормальных условиях прокладки: номинальный ток должен быть меньше либо равен допустимому току.

 

  . (2.6.42)

 

Проанализировав данные табл. 2.6 можно сделать вывод, что выбранные сечения удовлетворяют нашим условиям.

2. Выбор ячеек КРУ

 

В качестве распределительного устройства 10 кВ применим закрытое распределительное  устройство (ЗРУ). ЗРУ состоит из отдельных ячеек различного назначения.

Для комплектования ЗРУ-10 кВ выберем малогабаритные ячейки КРУ  серии К-104 Кушвинского электромеханического завода. Данные ячейки отвечают современным  требованиям эксплуатации, имеют  двухсторонний коридор обслуживания, выкатные тележки с вакуумными выключателями, безопасный доступ к любому элементу КРУ. Релейный и кабельный отсеки отделены от отсека коммутационных аппаратов  металлическими перегородками, все  коммутации производятся только при  закрытой наружной двери, имеются функциональные блокировки.

В состав КРУ серии К-104 входят вакуумные выключатели с  электромагнитным приводом, трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, предохранители, разъединитель с заземляющими ножами, релейный шкаф с аппаратурой, клапаны  сброса давления в сочетании с  датчиками дуговой защиты.

КРУ серии К-104 предназначены  для установки в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без  искусственного регулирования климатических  условий. Обслуживающая среда должна быть невзрывоопасной, не содержать  агрессивных газов и испарений, химических отложений, не насыщенной токопроводящей пылью и водяными парами.

3. Выбор шин

 

В качестве сборных шин  выбираем алюминиевые шины прямоугольного сечения размером 80х6 мм. Длительно  допустимый ток при одной полосе на фазу составляет I_доп = 740А. Условие выбора:

 

  ; (2.6.43)

 

 

 Проверим шины на  электродинамическую стойкость  к токам КЗ.

Шину, закрепленную на изоляторах можно рассматривать как многопролетную балку.

 Наибольшее напряжение  в металле при изгибе:

 

  , (2.6.44)

 

где М – изгибающий момент, создаваемый ударным током КЗ, Н×м;

W – момент сопротивления, м³.

Изгибающий момент для  равномерно нагруженной многопролетной балки равен:

 

  , (2.6.45)

 

где F-сила взаимодействия между проводниками при протекании по ним ударного тока КЗ, Н;

– расстояние между опорными изоляторами,

 

  , (2.6.46)

 

где – расстояние между токоведущими шинами, = 0,35 м;

  – коэффициент формы, =1,1.

Момент сопротивления:

 

  , (2.6.47)

 

где b,h – соответственно узкая и широкая стороны шины, м.

Тогда наибольшее напряжение в металле при изгибе:

 

 

Допустимое напряжение при изгибе для алюминиевых шин 70 МПа.

Следовательно выбранные  шины удовлетворяют условиям электродинамической  стойкости.

Для проверки возможности  возникновения механического резонанса  в шинах определим частоту  свободных колебаний шин:

 

  (2.6.48)

 

где – пролет шины, =1,1 м;

  – модуль упругости материала шин, для алюминия =7,2×10¹⁰ Н/м²;

  – масса единицы длины шины, = 0,666 кг/м;

  – момент инерции сечения шин относительно оси изгиба.

 

  (2.6.49)

 

Т. к. , то явление резонанса не учитываем.

Проверим  шины на термическую стойкость к  токам КЗ.

 Минимально допустимое  сечение алюминиевых шин: 

 

  (2.6.50)

 

где – периодическая составляющая тока КЗ в точке КЗ;

  – приведенное время КЗ.

 

  (2.6.51)

где – время действия апериодической составляющей времени КЗ;

  – время действия периодической составляющей времени КЗ.

Для времени отключения КЗ и β” = 1:

  (2.6.52)

 

Выбранные шины удовлетворяют  условиям термической стойкости, т.к. , (2.6.53)

или .

4. Выбор выключателей

 

Высоковольтные  выключатели выбираются по номинальному напряжению, номинальному току, конструктивному  исполнению и проверяются по параметрам отключения, а также на термическую  и электродинамическую стойкость. Выбор высоковольтных выключателей произведен на основе сравнения каталожных данных с соответствующими расчетными данными.

 Выбор  выключателей Q14-Q16.

 Выбираем  вакуумный выключатель ВМКЭ-35А-16/1000 У1, это выключатель наружней установки. Он предназначен для коммутации электрических цепей в нормальном и аварийном режимах работы в сетях трёхфазного переменного тока и частотой 50 Гц для закрытых распределительных устройств в энергетике и промышленности. Выключатель имеет по полюсное управление встроенным электромагнитным приводом. Выключатели предназначены для работы при температуре окружающего воздуха от минус 45 до +40°C.

Выбор выключателей Q1 – Q13.

Выбираем  вакуумный выключатель BB/TEL-10-50/1000-У2.

Выключатели вакуумные внутренней установки  серии BB/TEL предназначены для коммутации электрических цепей в нормальном и аварийном режимах работы. Высоковольтные выключатели выбираются по номинальному напряжению, номинальному току, конструктивному выполнению, месту установки и проверяются по параметрам отключения, а также на электродинамическую и термическую стойкость.

Все каталожные и расчётные данные выключателей, сведены в табл.2.6.4

 

Таблица 2.6.4

Выбор выключателей

Место установки выключателя	Тип Выключателя	Условия выбора	Расчетные данные сети	Каталожные данные выключателя
Q14-Q16	ВМКЭ-35А-16/1000 У1		35кВ 83,97А 9,43 кА 16 кА 355,69	35кВ 1600А 25кА 20кА 2500
Q1-Q13	BB/TEL-10-50/1000-У2		10кВ 419,16А 45,38кА 81,38 1135,69	10кВ 1600А 50кА 100кА 1600

 

Для выключателей Q14-Q16: ВМКЭ-35А: I_∞=50 кА, t_п=4 с;

Расчет теплового  импульса тока при КЗ:

 

,(2.6.53)

 

где I_¥ -действующее значение периодической составляющей тока КЗ, кА;

 

t_откл –время от начала КЗ до его отключения.

t_откл=t_з+t_вык, (2.6.54)

где t_з –время действия релейной защиты, для МТЗ t_з = 0,5-1с. Примем t_з =1 с.

 t_вык –полное время отключения выключателя, для выключателей ВМКЭ-35А и BB/TEL-10 время отключения- t_вык=0,05 с.

T_а –постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, для данной точки КЗ:

 

  (2.6.55)

 

где X_∑ , R_∑ - соответственно суммарное индуктивное и активное

сопротивления цепи до точки  КЗ.

 

t_откл=1+0,07=1,07 с

 

 Т.к. при  расчёте токов КЗ в точке  К-1 активное сопротивление учитывается,  то 

 Тогда  тепловой импульс тока при  КЗ для Q13-Q15:

 

Интеграл  Джоуля для Q14-Q16:

 

  (2.6.56)

 

Для выключателей Q1-Q13: BB/TEL-10: I_∞=50 кА, t_п=4 с;

 

 t_откл =1+0,07=1,07 с.

 

 

Т.к. при расчёте  токов КЗ в точке К-2 активное сопротивление  учитывается, то

Тогда тепловой импульс тока при КЗ для Q1-Q13:

 

 

Интеграл  Джоуля для Q1-Q13:

 

 

5. Выбор трансформаторов тока

 

Для выбора трансформаторов  тока составим таблицу табл. 2.6.5

 

Таблица 2.6.5

Выбор трансформаторов  тока

Место установки	Тип трансформатора тока	Условия выбора	Расчетные данные сети	Каталожные данные трансформа-тора тока
ЗРУ	ТПОЛТ-10	Uс £ Uном Iрасч £ I1ном	10 кВ 419 А 81,38 кА   111,01	10 кВ 1500 А 191 кА 2916 кА2×с