Трансформаторы ГПП являются важнейшим звеном систем ЭСН, так как рассматриваются в качестве основных источников питания потребителей всего предприятия.

Для выбора трансформаторов необходимо знать уровни напряжения внешнего ЭСН и внутризаводских сетей.

Мощность трансформаторов выбирается из максимальной расчетной мощности предприятия, в кВА:

где Sр.пред – максимальная расчетная нагрузка предприятия, кВА;

N - число трансформаторов (как правило на ГПП устанавливается 2 трансформатора)

Kзагр - коэффициент загрузки трансформатора (0,7)

Рассчитаем мощность трансформатора ГПП:

Из таблицы литературы [5, C.214 - 219] выбираем трансформатор напряжением 35 кВ типа ТМН – 4000/35, Uном= 4000 кВА, UВН= 35 кВ, UНН= 11кВ, Pх.х.= 5600 Вт, Pк.з.=33,500 Вт, UКЗ= 7,5%

Произведем расчет компенсации реактивной мощности.

Определим количество требуемой для предприятия реактивной мощности:

Для поддержания нормальной работы генераторов электрических станции в СЭС должно поддерживаться потребление определенного количества реактивной мощности, которое рассчитывается по формуле, в кВАР:

Qэн.сист = Рр.пред · tgφэн.сист (4.8)

где tgэн.сист при проектировании принимается равным 0,4 кВАр/кВт

Qэн.сист = =1581,6 кВар

Если Qр предпр ≤ Q эн.сист, то искусственной компенсации не требуется.

Если Qр предпр ≥ Q эн.сист,

Qтреб = 2110,5-1581,6=528,9 кВА

Делим на 2 системы шин;

кВАР

Компенсацию реактивной мощности лучше выполнять со стороны 10 кВ.

5. Расчёт токов короткого замыкания

КЗ является наиболее тяжелым видом повреждения сетей электроснабжения. Причинами их возникновения могут быть повреждение изоляции, неисправность электрооборудования, попадание посторонних предметов на токоведущие части и на выводы силовых трансформаторов, ошибки оперативного персонала.

Возникают следующие виды КЗ:

- трехфазное междуфазное;

- трехфазное на землю;

- однофазное на землю.

Расчет токов КЗ выполняется для проверки токоведущих частей и аппаратов на термическую и электродинамическую стойкости при сквозных КЗ и для выбора уставок РЗ и А.

В первом случае расчетные условия выбирают такие, при которых токи КЗ будут максимальны. Для выбора уставок РЗ и А рассчитывают минимальные значения токов КЗ.

Так как внутризаводские сети выполняют с изолированной нейтралью, то необходимо вести расчет 3-фазного тока КЗ, как для наиболее тяжелого режима КЗ.

Ток короткого замыкания рассчитывают для тех точек сети, при коротких замыканиях в которых аппараты и токоведущие части будут находиться в наиболее тяжелых условиях.

В каждый момент переходного процесса IКЗ равен сумме двух составляющих: периодической и апериодической (свободной).

Iк = iп + iа (5.1)

Периодическая составляющая iп протекает от действия ЭДС ИП и изменяется с той же частотой и зависит от сопротивления цепи КЗ.

Она соответствует току нового установившегося режима по окончанию переходного процесса:

Упрощенные методы расчетов IКЗ не учитывают апериодическую составляющую, если ИП удален от места КЗ и представляет собой источник «неограниченной мощности».

Например, таки источником является энергосистема для тупиковых ГПП предприятия.

Если ИП служит собственная ТЭЦ апериодическая составляющая учитывают и для определения токов КЗ используют метод расчетных кривых, так как аналитические методы расчета применять затруднительно.

Без учета апериодической составляющей действующее значение IКЗ равен действующему значению периодической составляющей, в А:

(5.2)

По периодической составляющей трехфазного КЗ проверяются на термическую стойкость токоведущие части аппаратов. Для проверки их на электродинамическую определяют ударный ток.

Ударный ток – это наибольший из всех мгновенных значений токов короткого замыкания, в А:

(5.3)

где Kуд - ударный коэффициент, который приводятся в таблицах литературы [5,С 127] в зависимости от места КЗ.

Для вычисления токов короткого замыкания составляют расчетную схему, на которую наносят все данные, необходимые для расчета, и точки в которых следует определить токи КЗ.

По расчетной схеме составляют схему замещения, в которой все элементы представляют виде сопротивлений, выраженных в относительных единицах или в Омах.

При расчете токов короткого замыкания вводят ряд допущений:

· Если источником питания является энергосистема, а не собственная ТЭЦ, то напряжение энекгосистемы (Е) принимают равной единице и апериодическая составляющая тока короткого замыкания равна нулю.

· Если индуктивное сопротивление линии в 3 раза превышает активное, то активное сопротивление не учитывают.

· Подпитку места КЗ от синхронных двигателей в режиме перевозбуждения можно не учитывать, если они отделены ступенью трансформации.

Производим расчет в относительных единицах. Задаемся значением базисной мощности: Sбаз = 100 МВА , Uбаз.ВН = 36,5 кВ, Uбаз.НН =10,5 кВ.

Рассчитаем параметры схемы:

1) Индуктивное сопротивление системы в относительных единицах:

где SК – заданная мощность короткого замыкания системы, в МВА

2) Индуктивное сопротивление воздушной линии в относительных единицах:

3) Индуктивное сопротивление силового трансформатора в относительных единицах:

Рассчитываем ток КЗ в точке К1:

Определяем базисный ток, в кА:

Ток короткого замыкания в точке К1 равен, кА:

Ударный ток по (5.3) при Куд =1,8 [5,С 127] равен:

Рассчитываем ток КЗ в точке К2:

Определяем базисный ток, в кА:

Ток короткого замыкания в точке К2 равен, кА по (5.10)

Ударный ток по (5.3) при Куд =1,92 [5,С 127] равен:

6. Расчёт линий электропередачи

6.1 Расчет кабельных линий 10(6) кВ

При проектировании внутризаводских сетей расчет линий сводится к выбору марки и сечения кабеля.

Марку кабеля выбирают по рекомендациям литературы [1,С. 31, Т. 3.1]

Для прокладки кабеля в земле с средней коррозийной активностью, наличием блуждающих токов, наличием колебаний и растягивающих усилии в грунте выбираем марку кабеля: ААГЕлУ

Выбираем наибольшее сечение кабеля для цеха № 1 «Станция предварительной очистки воды» по следующим четырем условиям:

1) По длительно-допустимому нагреву максимальным расчётным током:

Рассчитываем активную максимальную расчетную нагрузку цеха, в кВт:

Р р.цеха = Р р.гр.А + Рр гр.В (6.1)

Р р.цеха = 347,98 + 51,4 = 399,38 кВт.

Рассчитываем реактивную максимальную расчетную нагрузку цеха, в кВАР:

Qр.цеха = Qр.гр.А + Qр.грВ (6.2)

Qр.цеха = 356,2 + 66,82 = 422,4 кВар

Рассчитываем полную максимальную расчетную нагрузку цеха, в кВА:

Sр.цеха =

Производим расчет тока, в А:

Sр.цеха = = кВА

≈60 А

По таблицам ПУЭ соответственно марки, напряжения и из условия, что Iдл.доп. Iр.max находим сечение кабеля: S = при I дл.доп .= 60 A

2) По экономической плотности тока, в мм2:

где Iр.нор – ток в линии при нормальном режиме, в А

(в нашем случае: Iр.нор = Ip.max/2 Iр.нор = 30 А)

γЭК - экономическая плотность тока, в А/мм2, определяется по справочным таблицам в зависимости от типа проводника и числа часов использования максимальной активной нагрузки в год (Тм) [2]

Тм приводится в литературе [5,C.80]

При Тм = 3000 час/год γЭК = 1,6 А/ мм2

Рассчитываем сечение:

увеличиваем сечение до 16 ммІ

3) Проверяем сечение кабельной линии по условию допустимой потери напряжения:

Допустимые потери в линии согласно ПУЭ не должны превышать (ΔUдоп ) 5% , т.е. должно выполняться условие ΔUдоп ≥ ΔUрасч.

Расчетное значение потери напряжения в линии определяем по формуле, в В:

где Р р.цеха – активная максимальная расчетная нагрузка, в кВ;

Qр.цеха - реактивная максимальная расчетная нагрузка, в кВАР;

Uср ном – среднее номинальное напряжение в линии, в кВ;

R = ro · L – активное сопротивление в линии, в Ом

X = xo · L – индуктивное сопротивление в линии, в Ом

L -длина лини (расстояние от ГПП до ЦТП), в км (определяется по генеральному плану предприятия)

r0 и х0 - - удельные активные и реактивные сопротивления кабелей из литературы [7, С. 175, Т. 2.65]

Из таблиц находим: r0 = 3,12Ом/км, х0 = 0,11 Ом/км.

По генплану измеряем в масштабе длину кабеля с учетом 10 метров для прокладки в ПС, 85 на «змейку» и 2% на линейное расширение.

В результате получили L =0,3 км.

Сопротивления линии:

R = r0 * L = 3,12 * 0,3 = 0,94

X = х0 * L = 0,11 * 0,3 = 0,033

Потеря напряжения в линии, в В:

Потеря напряжения в линии в %:

Оставляем сечение 16 ммІ

4) Проверяем сечение кабеля на термическую стойкость при коротком замыкании в мм2:

Fтерм ≥ , (6.7)

где Bк – тепловой импульс, А2·с

(6.8)

где - действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в начале и конце линии (точка К2), в А;

tпривед - приведенное или расчетное время КЗ складывается из времени релейной защиты и собственного времени отключения, в с:

tпривед = tРЗ + tОВ (6.9)

tРЗ - обычно берется в пределе от 1,2 до 2,5 с

tпривед = 2 + 0,05= 2,05 c

СТ – термический коэффициент, учитывающий разницы нагрева в

нормальных условиях и в условиях КЗ, с учетом допустимой температуры и материала проводника, выбираем из литературы [3, С.190], СТ = 92 Ас2/мм2

6.2 Расчёт линий питающих предприятие

Воздушные линии 35 и 110 кВ выполняются неизолированным проводом марки А, АС или самонесущими изолированными воздушными проводами (СИП).

Выбираем провод марки АС.

Производим выбор сечения провода по четырем условиям:

1) По длительно-допустимому нагреву максимальным расчётным током:

Производим расчет тока, в А:

По таблицам ПУЭ из условия, что Iдл.доп.  Iр.max находим сечение провода: S = 10 мм2 при I дл.доп .= 84 A

2) По экономической плотности тока, в мм2:

где Iр.нор – ток в линии при нормальном режиме, в А

(в нашем случае: Iр.нор = Ip.max/2 Iр.нор = 37 А)

Тм приводится в литературе [5,C.80]

При Тм = 3000 час/год γЭК = 2,5 А/ мм2

2-х сменная работа

Рассчитываем сечение:

Увеличиваем сечение до 16 мм2

3) Проверяем сечение кабельной линии по условию допустимой потери напряжения:

Расчетное значение потери напряжения в линии определяем по формуле, в В:

где Р р.цеха – активная максимальная расчетная нагрузка, в кВ;

Qр.цеха - реактивная максимальная расчетная нагрузка, в кВАР;

Uср ном – среднее номинальное напряжение в линии, в кВ;

R = ro · L – активное сопротивление в линии, в Ом

X = xo · L – индуктивное сопротивление в линии, в Ом

L -длина линии (расстояние от ГПП до районной ПС), в км (указана в задании), L = 4 км

r0 и х0 - - удельные активные и реактивные сопротивления провода марки АС из литературы [7, С. 40, Т. 2.65]

Из таблиц находим: r0 = 2,06 Ом/км, х0 = 0,43 Ом/км.

Рассчитаем активные и реактивные сопротивления лини:

R = ro · L=2,06 * 4 = 8,24

X = xo · L=0,43 * 4 = 1,72

Потеря напряжения в линии в В:

Потеря напряжения в линии в %:

Оставляем сечение 16 мм2

4) Допустимые потери на «корону», проверяются только для ВЛ 110кВ и выше, но практикой эксплуатации установлено и техническим расчетами подтверждено, что потери на корону не превышают допустимых значений, если сечение проводов не более 70 мм2.

В нашем случае напряжение воздушной линии 75 кВ и расчет потерь на «корону» не производим.

6.3 Расчет сборных шин ГПП

Сборные шины распределительных устройств, выбирают в зависимости от конструктивного исполнения, способа присоединения коммутационных аппаратов, ячеек КСО или КРУ и т.д.

В основном сборные шины выполняются из алюминиевых сплавов прямоугольного сечения, одно или многополюсными, или коробчатого сечения.

Выбираем материал шин – алюминий.

Расчет сборных шин РУ 10 кВ производим в следующем порядке:

1) Выбираем сечение шины из условий длительно допустимого нагрева максимально расчетным током.

Рассчитываем максимальный ток, в А:

(6.13)

Из условия: Iдл.доп ≥ Iрmax из ПУЭ выбираем шины прямоугольного сечения:

S= 40Ч4 ммІ, Iдл.доп = 480 А

2) Проверяем сечение шин на термическую стойкость при сквозных коротких замыканиях, в мм2:

(6.14)

Рассчитываем тепловой импульс при токах КЗ, в кА2·с

Вк =·tприв , (6.15)

где - ток трехфазного КЗ в точке К1, в кА;

tприв – расчетное время термической стойкости, в с, которое больше расчетного времени кабельной линии на 0,5 с ( на ступень выше по сравнению с расчетом кабельной линии по условию селективности), т.е.

tпривед = (6.16)

Ст – термический коэффициент, учитывающий разницу нагрева в условиях нормального режима и в условиях КЗ с учетом допустимой температуры и материала проводника, выбираем из литературы [3, С.190], СТ = 95 Ас2/мм2

Рассчитываем: tпривед =

Оставляем сечение 160 мм2

4) Для проверки электродинамической стойкости жестких шин выполним механический расчет [5].

Установлено, что механический резонанс не возникает, если частота собственных колебаний шинных конструкций меньше 30 Гц или больше 200 Гц.

Для алюминиевых шин частота собственных колебаний, в Гц

(6.17)

где L- расстояние между изоляторами (длина пролета), м;

J - момент инерции поперечного сечения шины относительно оси перпендикулярно направлению изгибающей силы, см4;

q - площадь поперечного сечения шины, см2.

Определим расчетную длину пролета L, т.е. расстояние между точками крепления вдоль шины.

Если принять fо ≥200 Гц, то

(6.18)

Расположим шины на изоляторах на ребро.

Момент инерции [5, C], в см4

где h – ширина шины, в см;

b – толщина шины, в см.

Площадь поперечного сечения шины, в см2:

q = h · b (6.20)

Рассчитываем момент инерции:

Проверяем шину на электродинамическую стойкость как статическую систему с нагрузкой равной наибольшей электродинамической силе.

Наибольшее удельное усилие, в Н/м

(6.21)

где Iуд – ударный ток при КЗ на шинах в точке К2, в А;

а – расстояние между осями крепления, в м;

а = 130 + b (6.22)

130 – минимально допустимое расстояние в свету между токоведущими частями для РУ 10 кВ по ПУЭ, в мм.

а = 160 +40 = 200 мм ≈ 0.2 м

Рассчитываем наибольшее удельное усилие

Изгибающий момент, создаваемый распределенной силой в пределах одного пролета, в Н·м:

(6.23)

где L – длина пролета, м.

Расчетное напряжение в материале шины, в МПа:

(6.24)

где W – момент сопротивления поперечного сечения оси, перпендикулярной направлению изгиба, в см3.

Момент сопротивления шины, расположенной на ребро, в см3:

(6.24)

Рассчитываем момент сопротивления шины

и напряжение в материале шины:

Шины считаются прочными, если расчетное напряжение меньше допустимого:

σдоп ≥ σрасч (6.25)

Допустимые напряжения в литературе [5].

Выбираем марку материала шины: алюминиевый сплав АД31Т1 с допустимым напряжением 200 МПа и σдоп = 90.

7. Выбор высоковольтного оборудования

7.1 Выбор высоковольтного выключателя со стороны 6(10) кВ

Высоковольтные выключатели устанавливаются на всех присоединениях систем электроснабжения для автоматического отключения цепей в аварийном режиме и для коммутации токов нагрузки.

Выключатель - это единственный аппарат, позволяющий автоматическое управление, т.е. действие по сигналу релейной защиты или противоаварийной автоматики.

Для отключения токов короткого замыкания в выключателях устанавливают специальные дугогасительные камеры.

Типы выключателей и их конструкция определяются способом гашений дуги.

В распределительном устройстве 10(6) кВ выбираем камеры КСО с высоковольтными выключателями типа: ВВУ-СЭЩ-Э(П)3-10-20/1000

Из условия: Uном ≥ U уст , (7.1)

где Uном – номинальное напряжение высоковольтного выключателя, в кВ.

Из паспортных данных выключателя: Uном =10 кВ

U уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

ИЗ главы 3.1 U уст = 35кВ

Условие (7.1) выполняется.

Произведём расчет и выбор выключателя для вводного фидера ПС.

1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.13) , в А:

Номинальный ток выключателя: Iном = 1000 А,

что соответствует условию, в А:

Iном. ³ Iр.мах (7.2)

2) Проверяем по отключающей способности, в кА:

Iном.откл. ³ In,(3), (7.3)

где In,(3) – ток КЗ в точке К2, в кА

20 ≥ 8,2

Условие (7.3) выполняется.

3) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в

кА2с: Вк ≥ Вк.расч. (7.4)

.Вк = IT2 · tт , (7.5)

где Iт - предельный ток термической стойкости, в кА;

Из паспортных данных выключателя: Iт = 3 кА

tт- время протекания тока термической стойкости , в с

Из паспортных данных выключателя: tт = … c

.Вк =

Вк.расч = In,(3)2 ∙ tрасч , (7.6)

где In,(3) – ток КЗ в точке К2, в кА

tрасч = tр.з.+ tов – расчетное время КЗ, в с

tр.з.= (от 0,12 до 2,5) – время срабатывания релейной защиты, в с

tов- собственное время отключения выключателя с приводом, в с

По условию селективности:

tрасч = 2,5+0,05 = 2,55 с

Вк.расч = (3,5)2 · 2,55 = 31,2 кА2с

Условие (7.4) выполняется.

4) Проверяем на электродинамическую стойкость, в кА.

ic ≥ Iуд (7.7)

где Iс - амплитудное значение предельного сквозного тока (ток электродинамической стойкости), в кА;

Из паспортных данных выключателя: iс = 52 кА Iуд=24,4 кА

Iуд - ударный ток в точке К2, в кА.

52 ≥ 24,4

Условие (7.7) выполняется.

Выбранный выключатель типа: ВВУ-СЭЩ-10-20/1600

7.2 Выбор разъединителя со стороны 35(110) кВ

Разъединители - это аппараты, предназначенные для создания видимых разрывов в цепях при ремонтных работах. Они не предназначены для отключения токов нагрузки и токов КЗ, т.к. не имеют дугогасительных устройств.

Из условия:

Uном ≥ U уст , (7.8)

где Uном – номинальное напряжение разъединителя, в кВ.

Из паспортных данных разъединителя: Uном = 35 кВ

U уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

Из главы 3.2 U уст = 35 кВ

Условие (7.8) выполняется.

Выбираем разъединитель на стороне (35) 110 кВ типа:

1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.10) , в А:

Номинальный ток разъединителя из паспортных данных: Iном =1000 А,

что соответствует условию, в

А: Iном. ³ Iр.мах (7.7)

2) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в кА2с:

.Вк ≥ Вк.расч. (7.8)

.Вк = IT2 · tт , (7.9)

где Iт - предельный ток термической стойкости, в кА;

Из паспортных данных разъединителя: Iт = 20 кА

tт- время протекания тока термической стойкости , в с

Из паспортных данных разъединителя: tт = 3 c

.Вк = 202 · 3 = 1200 кА2с

Вк.расч = In,(3)2 ∙ tрасч , (7.10)

где In,(3) – ток КЗ в точке К2, в кА

tрасч = tр.з.+ tов – расчетное время КЗ, в с

tр.з.= (от 0,12 до 2,5) – время срабатывания релейной защиты, в с

tов - собственное время отключения выключателя с приводом, в с

По условию селективности:

tрасч = 2,5+0,5 +0,05 = 3,05 с

Вк.расч =

Условие (7.8) выполняется.

4) Проверяем на электродинамическую стойкость, в кА.

ic ≥ Iуд (7.11)

где Iс - амплитудное значение предельного сквозного тока (ток электродинамической стойкости), в кА;

Из паспортных данных разъединителя: iс = 50 кА

Iуд - ударный ток в точке К1, в кА.

50 ≥ 24,4

Условие (7.11) выполняется.

Выбранный разъединитель типа: РГП СЭЩ-35/1000-УХЛ 1 с приводом, разъединитель наружной установки.

7.3 Выбор короткозамыкателя

Короткозамыкатели предназначены для создания искусственного КЗ.

Из условия:

Uном ≥ U уст , (7.12)

где Uном – номинальное напряжение высоковольтного выключателя, в кВ.

Из паспортных данных выключателя: Uном = 35 кВ

U уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

ИЗ главы 3.2 U уст = 35 кВ

Условие (7.12) выполняется.

Выбираем короткозамыкатель (устанавливают на стороне (35) 110 кВ) типа: КРН – 35У1

1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.10) , в А:

Номинальный ток короткозамыкателя из паспортных данных: Iном = 1000 А,

что соответствует условию, в

А: Iном. ³ Iр.мах (7.13)

2) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в

кА2с: .Вк ≥ Вк.расч. (7.14)

.Вк = IT2 · tт , (7.15)

где Iт - предельный ток термической стойкости, в кА;

Из паспортных данных разъединителя: Iт = 20 кА

tт- время протекания тока термической стойкости , в с

Из паспортных данных короткозамыкателя: tт = 3 c

Вк.расч = In,(3)2 ∙ tрасч , (7.16)

Вк = (12,5)2 · 4 = 625 кА2с

где In,(3) – ток КЗ в точке К2, в кА

tрасч = tр.з.+ tов – расчетное время КЗ, в с

tр.з.= (от 0,12 до 2,5) – время срабатывания релейной защиты, в с

tов- собственное время отключения выключателя с приводом, в с

По условию селективности:

tрасч = (2,5+0,5 +0,05) = 3,05 с

Вк.расч = кА2с

Условие (7.16) выполняется.

4) Проверяем на электродинамическую стойкость, в кА.

ic ≥ Iуд (7.17)

где Iс - амплитудное значение предельного сквозного тока (ток электродинамической стойкости), в кА;

Из паспортных данных короткозамыкателя: iс = 42 кА

Iуд - ударный ток в точке К1, в кА.

42 ≥ 20,6 (в точке К2)

Условие (7.17) выполняется.

Выбранный короткозамыкатель типа: КРН-35 У1

7.4 Выбор отделителя

Отделители отличаются от разъединителей способом управления. Разъединители позволяют дистанционное и ручное (по месту) включение и отключение. Отделители отключаются автоматически после прекращения искусственного КЗ, созданного короткозамыкателем с помощью реле РБО, а включается дистанционно или в ручную.

По конструкции и по коммутационной способности отделители практически не отличаются от разъединителей и выбираются по тем же условиям.

Из условия:

Uном ≥ U уст , (7.18)

где Uном – номинальное напряжение, в кВ.

Из паспортных данных отделителя: Uном = 35 кВ

U уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

Из главы 3.2 U уст = 35кВ

Условие (7.18) выполняется.

Выбираем отделитель на стороне (35) 110 кВ типа:

1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.10) , в А:

Номинальный ток отделителя из паспортных данных: Iном = 630 А,

что соответствует условию, в

А: Iном. ³ Iр.мах (7.19)

2) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в кА2с:

Вк ≥ Вк.расч. (7.20)

Вк = IT2 · tт , (7.21)

где Iт - предельный ток термической стойкости, в кА;

Из паспортных данных отделителя: Iт = кА

tт- время протекания тока термической стойкости , в с

Из паспортных данных отделителя: tт = … c .Вк = (12,5)2 · 4 = 625 кА2с

Вк.расч = In,(3)2 ∙ tрасч , (7.22)

где In,(3) – ток КЗ в точке К1, в кА

tрасч = tр.з.+ tов – расчетное время КЗ, в с

tр.з.= (от 0,12 до 2,5) – время срабатывания релейной защиты, в с

tов- собственное время отключения выключателя с приводом, в с

По условию селективности:

tрасч = (2,5+0,5 +0,05) = 3,05 с

Вк.расч =

Условие (7.3) выполняется.

4) Проверяем на электродинамическую стойкость, в кА.

ic ≥ Iуд (7.23)

где Iс - амплитудное значение предельного сквозного тока (ток электродинамической стойкости), в кА;

Из паспортных данных разъединителя: iс = 80 кА

Iуд - ударный ток в точке К1.

80 ≥ 12,5

Условие (7.23) выполняется.

Выбранный отделитель типа: ОДЗ-35.630 У1

7.5 Выбор измерительных трансформаторов

Трансформаторы тока и напряжения предназначены для питания катушек измерительных приборов и реле, а так же для снижения тока и напряжения до безопасных и удобных для эксплуатации величин.

7.5.1 Выбор трансформатора тока

Трансформаторы тока на стороне 35 (110) кВ встраивают в вывода высоковольтных выключателей или силовых трансформаторов и устанавливают на отдельных фундаментах, на стороне 10 (6) кВ в ячейках КРУ или КСО.

Трансформаторы тока всегда должны работать при короткозамкнутых вторичных обмотках.

Вторичное напряжение трансформаторов тока в большинстве случаях 5 В.

Из условия:

Uном ВН ≥ U уст , (7.24)

где UномВН – номинальное напряжение на первичной обмотке трансформатора тока, в кВ.

Из паспортных данных трансформатора тока: Uном ВН = 10 кВ

U уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

Из главы 3.1 U уст = 6 кВ

Условие (7.24) выполняется.

Выбираем трансформатор тока на стороне 6 кВ типа: ТЛК10-УЗ

Произведём расчет и выбор выключателя для вводного фидера ПС.

1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.13), в А:

Номинальный ток трансформатора тока: Iном = 600 А,

что соответствует условию, в

А: Iном. ³ Iр.мах (7.25)

2) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в

кА2с: .Вк ≥ Вк.расч. (7.26)

Вк = IT2 · tт или Вк = (Iном ∙ Кт)2 · tт , (7.27)

где Iт - предельный ток термической стойкости, в кА

Из паспортных данных трансформатора тока: Iт = … кА или Кт = …

tт- время протекания тока термической стойкости , в с

Из паспортных данных трансформатора тока: tт = … c

.Вк = (31,5)2 · 3 = 2977 кА2с

Вк.расч = In,(3)2 ∙ tрасч , (7.28)

где In,(3) – ток КЗ в точке К2, в кА

tрасч = tр.з.+ tов – расчетное время КЗ, в с

tр.з.= (от 0,12 до 2,5) – время срабатывания релейной защиты, в с

tов- собственное время отключения выключателя с приводом, в с

По условию селективности:

tрасч = (2+0,5) + 0,05 = 2,55 с

Вк.расч = кА2с

Условие (7.26) выполняется.

3) Проверяем на электродинамическую стойкость, в кА.

ic ≥ Iуд или iном ∙ Кт ≥ Iуд (7.29)

где Iс - амплитудное значение предельного сквозного тока (ток электродинамической стойкости), в кА;

Из паспортных данных выключателя: iс = 81 кА

Iуд - ударный ток в точке К2, в кА.

81 ≥ 20,6

Условие (7.29) выполняется.

4) По вторичной нагрузке трансформатора, в Ом (можно не проверять):

Z2 < Z2 ном. ,

Выбранный трансфотматор типа: ЗНОЛ

7.5.2 Выбор трансформатора напряжения

Различаются трансформаторы напряжения на однофазные и трёхфазные.

Трансформаторы напряжения всегда должны работать в режиме холостого хода, т.е. при большом сопротивлении на вторичной обмотке.

Вторичное напряжение трансформаторов напряжения, применяемых на ПС 100 В.

Из условия:

Uном ВН ≥ U уст , (7.30)

где Uном ВН – номинальное напряжение на первичной обмотке трансформатора напряжения, в кВ.

Из паспортных данных трансформатора напряжения: Uном ВН = 6 кВ

U уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

Из главы 3.1 U уст = 6 кВ

Условие (7.30) выполняется.

Выбираем трансформатор напряжения на стороне 6 кВ типа: 3*3НОЛП.06-6

Выбор ограничителей перенапряжения

Изоляция электрооборудования и сетей в процессе эксплуатации для защиты вакуумного выключателя от перенапряжений подвергается воздействию перенапряжения.

Перенапряжения бывают внешними и внутренними.

Внешние связаны с действием атмосферного электричества, т.е. появляются при прямых ударах молнии на территории подстанции или вносятся на территорию подстанции по воздушным линиям и возникают при вторичных проявлениях молнии. Защита от прямых ударов молний осуществляется с помощью стержневых молниеотводов.

Защита от вторичных проявлений молний осуществляется путем заземления металлических конструкций с использованием выравнивающей сетки и присоединение к сетям заземления подземных металлических инженерных коммуникаций.

Защиту изоляции трансформатора от перенапряжений выполняют с помощью вентильных разрядников и ОПН, устанавливаемых со стороны ВЛ. Их выбирают по напряжению установки.

Выбираем ограничитель перенапряжения на 35 (110) кВ типа:

ОПН – Т / TEL 10/10,5

Выбираем ограничитель перенапряжения на 10 (6)кВ типа:

ОПН – Т / TEL 35/38,5

8. Расчёт стоимости электроэнергии

Промышленные предприятия составляют с энергоснабжающей компанией договор потреблению электроэнергии. В нем указывается допустимая присоединенная мощность, с которой предприятие участвует в потреблении электроэнергии в часы максимума энергосистемы - это активная мощность в кВт.

Под тарифом понимается система отпускных цен на электроэнергию деференцированных для различных групп потребителей.

В настоящее время тарифы, предусмотренные прейскурантом цен на электроэнергию N09-01, и корректируется с учетом инфляционных коэффициентов.

Согласно этому прейскуранту применяется 2 системы тарифов: одноставочный и двухставочный.

Предприятие с установленной мощностью до 750 кВА рассчитываются за электроэнергию по одноставочному тарифу.

Произведем расчет электроэнергии по двухставочному тарифу:

Стоимость электроэнергии, в рублях рассчитывается:

Сэ = А*Рр + В*Wа (8.1)

А∙Рр – основная ставка тарифа,

где А – стоимость электроэнергии в руб. за 1 кВт присоединенной договорной максимальной тридцатиминутной мощности предприятия, участвующей в максимуме нагрузки.

Рр – договорная мощность, в кВт (в КП Рр = Рр.НН.ЭП + Рр.ВВ.ЭП)

В∙Wа - дополнительная ставка тарифа,

где В – стоимость за 1 кВт∙час израсходованной электроэнергии учтенную счетчиками

Wа – годовой расход электроэнергии (в КП Wа=Рр∙Тм), в кВт∙час

Wа = Pр.пред.* Тм = 4013 * 3000 = 12039000 кВт∙час

Сэ = 40 * Рр.пред + 2 * Wа = 40 * 4013 + 2 * 12039000 = 24238520 руб.год

Заключение

В данном курсовом проекте было спроектировано электроснабжение ремонтно–механического завода спроектированы и выбраны сети внешнего, внутризаводского и внутрицехового электроснабжении.

Рассчитаны нагрузки и выбраны трансформаторы и т. Д.

Все рассчитанные параметры системы электроснабжения удовлетворяют всем требованиям, поэтому система может считаться пригодной для практического применения на производстве с высокой гибкостью, экономичностью и надежностью работы.

Список используемых источников

1. Коновалова Л. Л., Рожкова Л. Д. “Электроснабжение промышленных предприятий и установок”, Москва: Энергоатомиздат 1989 г

2. Правила устройства электроустановок (ПУЭ 6-7 издание)

3. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных предприятий. – М. – АСАДЕМА, 2006 электрооборудования” (под редакцией Барыбина Ю.Г. и других). М.: Энергоатомиздат, 1991.

4. “Справочник по проектированию электроснабжения” (под редакцией Барыбина Ю.Г.). М.: Энергоатомиздат, 1990.

5. Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К., Чиркова. “Электрооборудование электрических станций и подстанций”. М.: ACADEMIA, 2004.

6. «Справочник по проектированию электросетей и электрооборудования». Под редакцией Ю.Г. Барыбина. М: Энергоатомиздат 1991г.

Страницы: 1, 2, 3, 4