Разработка эффективной системы энергоснабжения на основе ВИЭ (стр. 8 из 10)
Uан³ Uн;
Iан³Iр.mах; (5.3.1.)
Iа.откл³ Iк(3).
где: Uан, Uн - номинальное напряжение автоматического выключателя и сети соответственно, В;
Iан,, Iр.mах - соответственно номинальный ток автоматического выключателя и максимальный рабочий ток в сети, А;
Iа.откл - максимальное значение тока короткого замыкания, которое автомат способен отключить, оставаясь в работоспособном положении, А;
Iк(3) - наибольший ток трехфазного короткого замыкания А.
Ток трехфазного короткого замыкания при питании от автономной электростанции определяется по формуле /21/:
, (5.3.2.)где:
- действующее значение периодической составляющей тока К.З. за первый период, А;kу - ударный коэффициент.
, (5.3.3.)где: Uн - номинальное линейное напряжение сети, В;
Zг - полное сопротивление цепи до точки К.З., (сопротивление генератора), Ом. Zг = 4,6 Ом.
, (5.3.4.)где: t - время затухания тока К.З.,с. Принимаем t = 0,05 с.
Та - постоянная времени затухания, с. Принимаем
Та = 0,1с.
Принимаем, что нагрузка распределена по фазам равномерно. Тогда расчетный максимальный ток равен:
, (5.3.5)где: cosfнагр - коэффициент мощности нагрузки.
Принимаем /37/ cosfнагр = 0,9
Принимаем автоматический выключатель А3114 (на листе 5 QF1) Uн= =500В, Iан=100А, Iэр = 20 А.
Автоматический выключатель QF2 защищает GB2 от перегрузки (например при заклинивании GB1) и аккумуляторы и МПТ от коротких замыканий. Поэтому выбираем автоматический выключатель с комбинированым расцепителем по условиям /21,46/:
Uан³Uн
Iан³Iр mах
Iу³1,25Iр.mах
Iм ср³1,25Iпуск
где: Iу - ток уставки расцепителя, А;
Iм ср- ток отсечки расцепителя, А;
Iпуск - пусковой ток МПТ, А.
Iпуск =225 А.
Iу³1,25 36 = 45 А,
Iм ср³1,25 225 = 281 А.
Принимаем автоматический выключатель А3113 Iн = 100 А; Ток
уставки расцепителя Iу = 50 А; Ток отсечки Iм ср = 4Iн = 400 А.
Выбираем аппаратуру управления /30,31/ исходя из ее назначения и коммутируемых токов (таблица 5.3.1.)
Таблица 5.3.1.
Аппаратура управления.
| Обозначение | Наименование | Параметры | Кол-во |
| VD1,VD6 SА1 SA2 | Диод Переключатель Переключатель | IIном = 100А Uном = 400В Iном = 100А Iном = 100А | 6 1 1 |
, (5.3.8.)6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ МОНТАЖЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОУСТАНОВОК НА ВИЭ
6.1.Опасности, связанные с монтажом и эксплуатацией энергоустановок на ВИЭ
Монтаж ветроэнергетической установки создает опасности, характерные при сооружении высотных мачтовых устройств. В этой связи необходимо остерегаться падения самой мачты и тяжелых предметов. При монтаже солнечных коллекторов также возможны их падения.
Смонтированная ветроэнергетическая установка подвергается ветровым нагрузкам, поэтому существует опасность ее опрокидывания.
Кроме того энергоустановка представляет собой энергетический узел, включающий трехфазный генератор переменного тока с четырехпводной электрической сетью, машину постоянного тока, батарею коммутируемых аккумуляторов емкостью более 3000 А×ч. Такая совокупность электрооборудования создает естественные опасности поражения электрическим током и возникновение опасных в пожарном отношении ситуаций /7.8.9/.
Высокая емкость аккумуляторных батарей создает, кроме того, опасность взрыва водорода при зарядке и разрядке, отравление парами водорода и серной кислоты, опасность кислотных ожогов /10.11/.
6.2. Монтаж энергоустановок
Ветроустановка собирается на земле на двух призматических подставках в горизонтальном положении. Поворотная площадка В-колеса фиксируется. Установку мачты с В-колесом и электрическими машинами производится при помощи автокрана со стропальщиками /20/. На мачте оборудуются анкерные петли и лестничные металлические ступеньки. При подъеме троса стропилятся за анкерные петли. После подъема мачты и установки ее на фундамент, она фиксируется шестью растяжками, закрепленными по три на высоте 2/5 и 2/3 от высоты мачты. Углы растяжек с осью мачты должны состовлять 40 градусов для нижнего яруса и 30 градусов для верхнего яруса, растяжки должны быть разведены на 120 градусов между собой на каждом ярусе и на 60 градусов между ярусами.
После установки мачты в вертикальное положение и ее фиксации, она освобождается от монтажных строп и соединяется с контуром заземления.
Так как принята четырех проводная трехфазная сеть, то нейтраль синхронного генератора глухо заземляется /12,33/.
После монтажа проводятся следующие измерения и испытания /33,34/.
Генератор переменного тока должен соответствовать ГОСТ 12.2.007.1-75 /13/. В соответствии с ПУЭ перед его эксплуатацией должны быть выполнены следующие мероприятия/35,34/.
Измерение сопротивления изоляции. Сопротивление изоляции должно быть:
- обмотки статора не менее 0,5 МОм, измеренное при температуре 10...30 оС мегаомметром с напряжением 1 кВ;
- обмотки ротора не менее 0,5 МОм, измеренное при тех же условиях, либо мегаомметром с напряжением 500 В. Так как ротор не явно полюсный. Допускается ввод в эксплуатацию генератора, имеющего сопротивление ротора 0,2 МОм при температуре 20 оС;
- возбудителя не менее 1 МОм, измеренное мегаомметром с напряжением 1000В.
Измерение сопротивления постоянному току.
Сопротивление статорных обмоток различных фаз не должно отличаться друг от друга более, чем на 5 %, а роторной более, чем на 2 % от заводских данных.
Проверка выпускной документации. Проверяются отметки об испытаниях повышенным напряжением, испытаниях на шум и вибрацию.
Машина постоянного тока должна соответствовать ГОСТ12.2.007.1-75 /13/. В соответствии с ПУЭ должны проводиться следующие измерения /33/.
Сопротивление изоляции (производится мегаомметром на напряжение 1000 В) должно быть между обмотками и каждой обмотки относительно корпуса не менее 0,5 МОм при температуре 10...30 оС.
Сопротивление обмотки возбуждения постоянному току не должно отличаться от заводских данных более, чем на 2%.
Сопротивление обмотки якоря постоянному току между коллекторными пластинами не должно отличатся друг от друга более, чем на 10%.
Пускорегулирующая и защитная аппаратура должна соответствовать ГОСТ 12.2.007.6-75 /14/. Сопротивление изоляции вторичных цепей со всеми присоединенными, но не включенными под напряжение, приборами должно быть не менее 1 МОм измеренное мегаомметром на напряжение 0,5-1,0 кВ /34/.
Солнечные коллекторы должны соответствовать ГОСТ12.2.006-83, и ГОСТ 12.2.007.11 /15,16/. Сопротивление постоянному току в обратном направлении должно отличатся от заводских данных не более, чем на 10%, а отдельных коллекторов друг от друга не более, чем на 5%.
Аккумуляторные батареи должны соответствовать ГОСТ12.2.007.12-75. Перед эксплуатацией должны быть проведены следующие измерения /17/.
Измерение плотности электролита. Плотность электролита (с учетом того, что аккумуляторы работают в стационарном режиме) должна быть 1,24...1,25 г/см.
Измерение температуры электролита. Температура электролита должна быть не выше 40 оС.
Измерение напряжения холостого хода на каждой банке (проводится нагрузочной вилкой с выключенными резисторами). Напряжение должно быть 2,2...2,3 В.
Измерение напряжения под стартерной нагрузкой (проводится нагрузочной вилкой с включенными резисторами). Напряжение должно быть не менее 1,7 В.
Заземляющее устройство проверяется в соответствии с ПУЭ /34/ и ПТЭ и ПТБ /33/.
Проверка включает:
-осмотр видимых частей заземляющего устройства (ЗУ), не должно быть видимых обрывов, надежность сварки проверяют ударом молотка;
- проверка сопротивления цепи фаза-нуль в нагрузочной сети. Расчетный ток однофазного короткого замыкания должен быть не менее 28 А, что соответствует Iк.з.(1) ³1,4 Iэ.р.;
- проверка сопротивления ЗУ, сопротивление должно быть не более 4 Ом, сопротивление заземляющих проводников должно быть не более 0,5 Ом.
Электрические машины, шкаф управления и солнечные коллекторы должны соответствовать классу 01 или 1 по ГОСТ 12.2.007-75 /18/.
6.3. Эксплуатация энергоустановок
Эксплуатация энергоустановок производится в соответствии с ПТЭ и ПТБ /34/. При этом проводятся следующие периодические мероприятия:
- измерение сопротивления изоляции (1 раз в 4 месяца);
- измерение сопротивления ЗУ (1 раз в 3 месяца);
- измерение плотности и температуры электролита (1 раз в 6 месяцев);
- измерение напряжения аккумуляторов на холостом ходу и при стартерной нагрузке (1 раз в 6 месяцев);