Каталог :: Технология

Курсовая: Электроснабжение завода

       Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию       
                            Кафедра электроснабжения                            
                          Пояснительная записка                          
                               к курсовому проекту                               
                                    на тему:                                    
                            «Электроснабжение завода»                            
                                    по курсу:                                    
                   «Электроснабжение промышленных предприятий»                   
                                                              Студентки VI курса
                                                                      спец. 1004
                                                                  группы ЭСЗ-981
                                                       выполнила: Басанцова О.И.
                                                          проверил: Макаров В.П.
                                  г. Ставрополь                                  
                                     2004 г.                                     
                                СОДЕРЖАНИЕ                                
                     ВВЕДЕНИЕ. 3                     
     1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ.. 4
     1.2. ВЫБОР МОЩНОСТИ ЦЕХОВЫХ ТП.. 5
     1.3. Определение расчётных нагрузок линий сети 6¸20 кВ. 7
     1.4. Выбор выключателей конца питающих линий и линий, отходящих от ГПП (ГРП) 10
     1.5. Определение сечений кабельных линий распределительной сети 6¸20 кВ. 13
     2. Расчёт токов короткого замыкания. 20
     2.1. Выбор выключателей. 22
     2.2. Выбор разъединителей. 22
     2.3. Шины ГПП.. 23
     3. Релейная защита. 24
     Список использованных источников. 25
     

ВВЕДЕНИЕ

В настоящем курсовом проекте решается вопрос об электроснабжении завода. Расчет максимальных расчетных нагрузок произведен по методу упорядоченных диаграмм.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ

Расчётная нагрузка на шинах низшего напряжения ТП-1 равна: активная кВт; реактивная квар; полная кВА По величине полной расчётной нагрузки кВА намечаем к установке в ТП-1 два тр-ра мощностью по 1000 кВА каждый. В нормальном режиме т-ры будут работать с коэффициентом загрузки: . Загрузка тр-ров в послеаварийном режиме (при выходе из строя одного из рабочих тр-ров): Предварительный выбор числа и мощности тр-ров остальных цеховых ТП аналогичен и сведен в таблицу 1.2. Таблица 1.2.
№ п/пНаим. п/ст.Потребители электроэнергииРасчётная нагр.К-во тр-ровМощн. тр-ровЗагр. тр. в норм. реж.Загр. тр. в авар. реж.

, кВт

, квар

, кВА

1ТП-1Цех № 1,2,3,48517221117210000,561,12
2ТП-2Цех № 7,8,12183213802293216000,71,4
3ТП-3Цех № 5,6,9,14,15141412551890216000,591,18
4ТП-4Цех№10,11,22,21,13,189348831286210000,641,3
5ТП-5Цех № 17138110201717216000,541,08
6ТП-6Цех № 16,20219217092778225000,561,11
7ТП-7Цех № 19,23,2623449842543216000,791,58
8ТП-8Цех № 24,2513473921585210000,771,54

1.2. ВЫБОР МОЩНОСТИ ЦЕХОВЫХ ТП

Расчётная нагрузка на шинах низкого напряжения тр-ров ТП-1 составляет: кВт; квар. Необходимая мощность компенсирующих устройств со стороны низшего напряжения тр-ров ТП-1: квар, где – соотв.нормативному значению cosj; tgj=0,33 – соотв.нормативному значению cosjн , равному 0,95. Выбираем компенсирующее устройство типа ККУ-0,38-Ш, мощностью 150 квар. Следовательно, квар. Тогда некомпенсированная реактивная мощность на стороне низшего напряжения тр-ров ТП-1 составит: квар. Потери активной мощности в компенсирующих устройствах: к Вт, где - удельные потери активной мощности в статических конденсат., кВт/квар. Таким образом, величину ввиду её малости в расчётах для упрощения можно не учитывать. Полная расчётная мощности с учётом компенсации определяется: кВА Выбираем к установке в ТП-1 два тр-ра мощностью по 630 кВА каждый: ; Расчёт для остальных ТП проводим аналогично и сводим в табл. 1.3. Таблица 1.3.
Наим. п/ст.Потребители электроэнергииРасчётная нагр.К-во тр-ровМощн. тр-ровЗагр. тр. в норм. реж.Загр. тр. в авар. реж.Некомп. мощ-ть , квар
Р, кВтQ, кварS, кВА
1ТП-1Цех № 1,2,3,485127289326300,711,4272
2ТП-2Цех № 7,8,1218326301937216000,61,2630
3ТП-3Цех № 5,6,9,14,1514144551485216000,460,92455
4ТП-4Цех№10,11,22,21,13,18934283976210000,490,98283
5ТП-5Цех № 1713814201443210000,721,44420
6ТП-6Цех № 16,2021927492316216000,721,44749
7ТП-7Цех № 19,23,2623448242481225000.51,0824
8ТП-8Цех № 24,2514783921529216000,480,96-
Анализируя величины и размещение электрических нагрузок цехов по территории завода и учитывая категории потребителей по степени бесперебойности питания, выбираем для системы внутреннего электроснабжения радиально-магистральную схему с резервированием. Распределительные устройства цехов, имеющие потребителей выше 1000 В, питаются по радиальной схеме с резервированием от шин ГПП. Распределительная сеть выше 1000 В по территории завода выполняется кабельными линиями, проложенными в траншеях. Намечаем варианты для выбора рационального напряжения распределительных сетей схемы внутреннего электроснабжения. Вариант 1. Электроэнергия распределяется внутри завода на напряжении 6 кВ. Вариант 2. Электроэнергия распределяется внутри завода на напряжении 10 кВ. Вариант 3. Электроэнергия распределяется внутри завода на напряжении 20 кВ. Вариант 4. Электроэнергия распределяется внутри завода на напряжении 6 и 10 кВ совместно. Вариант 5. Электроэнергия распределяется внутри завода на напряжении 6 и 20 кВ совместно.

1.3. Определение расчётных нагрузок линий сети 6¸20 кВ

Расчётные нагрузки распределительной сети 6¸20 кВ определяются по величинам расчётных нагрузок на шинах низшего напряжения ТП или на шинах РУ с учётом потерь мощности в трансформаторах и компенсации реактивной мощности на шинах РУ. Потери активной и реактивной мощности в понизительных трансформаторах с высшим напряжением 6¸20 кВ определяются в зависимости от действительной (расчётной) нагрузки (Sp): для I тр-ра Расчётная полная нагрузка на шинах 0,4 кВ ТП-1 кВА. Расчётная нагрузка на шинах 0,4 кВ одного тр-ра 630 кВА. ½ кВА. Потери активной и реактивной мощности : в одном трансформаторе 630 кВА: кВт; квар. В двух тр-рах 630 кВА (при раздельной работе) кВт; квар. Ввиду отсутствия данных, потери мощности в трансформаторах с высшим напряжением 20 кВ приняты как для трансформаторов с высшим напряжением 6¸10 кВт. По остальным трансформаторным п/ст, определением потерь в трансформаторах аналогичны и сведены в табл. 1.4.
Вар.Наим. п/стЧисло и мощн. тр-ров

Расч.полн.нагр. Sр, кВА

Потери акт.мощ., 2DРТ, кВт

Потери реакт.мощ., 2DQТ, квар

1, 2, 3

(тр-ры 6¸20/0,4 кВ)

ТП-12 х 63089311,2106,8
ТП-22 х 1600193719,3240
ТП-32 х 1600148514240
ТП-42 х 100097610,4142
ТП-52 х 1000144317142
ТП-62 х 1600231625240
ТП-72 х 2500248120,4325
ТП-82 х 1600152914240
Определяем расчётные нагрузки линий распределительной сети 6¸20 кВ (по вар.). Линия № 1 (Л-1, вариант 1, Uн=6 кВ). Линия Л-1 питает ТП-3 от РУ-1 по двум кабелям: расчётная нагрузка Л-1 – это расчётная нагрузка со стороны высшего напряжения тр-ров ТП-3: кВт; квар, где ,- рас чётные нагрузки на шинах низшего напряжения ТП-3. Потребляемая мощность компенсирующих устройств со стороны высшего напряжения тр-ров ТП-3: квар, , где tgjн =0,33 – соотв. нормативному значению коэффициента мощности cosjн , равному 0,95. Для ТП-3, не имеющей шин со стороны высшего напряжения тр-ров и территор.совмещенной с РУ-1, не имеет смысла устанавливать компенсирующие устройства на стороне выше 1000 В при Qку=230 квар. Следовательно, полная расчётная нагрузка линии: кВА Расчётный ток в линии: А Линия № 2 (Л-2, вариант 1, Uн=6 кВ). Линия Л-2 питает РУ-1 от ГПП. Расчётная нагрузка Л-2 без учёта компенсации реактивной мощности со стороны 6 кВ (на шинах РУ-1): кВт; квар, где , - расчётные нагрузки на шинах РУ-1, создаваемых приемниками 6 кВ цехов № 14 и 15. Необходимая мощность компенсирующих устройств на шинах РУ-1: квар, - соотв. средневзв. естеств. cosjн=0,82, tgjн=0,33 – соотв. cosjн , равному 0,95. Выбираем две ячейки конденсаторов мощностью по 500 квар каждая типа КУ-6-П, т.е. общая мощность компенсирующих устройств равна: квар. Потери активной мощности в конденсаторах ввиду их малости не учитываем. Некомпенсированная реактивная мощность на шинах РУ-1 составит: квар. Тогда кВА Расчётный ток в линии: А Аналогично выполняется расчёт для линий варианта 1 и всех линий вариантов 2- 5, этот расчёт сведен в табл. 1.5. Таблица 1.5.
ВариантНомер линииНазначение линииПотребители электроэнергии, № цехаДлина линии, кмРасчётная мощностьcosj/tgj

Потребл. мощн. комп. устр., Qку, квар

Кол-во и мощн. ячеек конд., шт. и кварНекомпенсир.реакт.мощн., Q, варр

Полная расчёт.мощн.линии, Sр, кВА

Расчётный ток линии, Iр, А

, кВт

, квар

1 вариант ( 6 кВ)Л-1ТП3 РУ-15,6,9,14,150,021428695

230-6951588145
Л-2РУ-1 ГПП5,6,9,14,150,2328932047

11002х50010473077296
Л-3ТП-4 РУ-210,11,21,22,130,02944,4425

113-425103599,5
Л-4РУ-2 ГПП10,11,21,22,130,0856233059

11812х50020595988576
Л-5ТП-6 РУ-316, 200,022217989

266-9892333215
Л-6РУ-3 ГПП16, 20 0,3561563234

11702х50022346550630
Л-7ТП-1 ТП-21, 2, 3, 40,29162379

95-37994291
Л-8ТП-2 ГПП1, 2, 3, 4, 7, 80,2727131249

3521х5007492814270
Л-9РУ-2 ТП-517, 24, 25, осв.0,2827591194

246-11943006288
Л-10ТП-5 ТП-824, 25, освещ.0,291492632

134-6321621156
Л-11РУ-3 ТП-719, 23, 260,3823641064

283-10642592249

1.4. Выбор выключателей конца питающих линий и линий, отходящих от ГПП (ГРП)

Предварительный выбор выключателей производится по Uн, Iн дл и Sн откл. , при этом отключающая способность всех выключателей (для одного из вариантов) будет одна и та же, номинальный ток – различен. а) Электроснабжение завода на напряжении 20 кВ. Sс=600 МВА
К-2
Sс=600 МВА
К-2
1/4,82

ХS рис. 1

Схема замещения. Точка К-2 (электроснабжение завода на U=20 кВ)

Схема замещения приведена на рис.1. Исходные данные: Sб=Sс=600 МВА; Хс=0,8. Суммарное сопротивление от источника питания до точки короткого замыкания (К- 2) в относительных базисных единицах составляет: , где - сопрот.трехобмоточного трансформатора п/ст энергосистемы в относительных базисных единицах; , где Ом/км – индуктивное сопротивление воздушных линий ( 1 км) Мощность, отключаемая выключателями: МВА. Выбираем предварительно для В2, В3, В4 и линий, отходящих от шин ГВП, выключатель ВМП-20 с номин. и расчётными данными: б) Электроснабжение завода на напряжении U = 35/10 и 35/6 кВ. Схема замещения приведена на рис.1.2. , где - сопротивление тр-ра ГПП в относительных и базисных единицах: Мощность, отключаемая выключателями: МВА. Sс=600 МВА

Sс=600 МВА
К-2
1/6,2

ХS рис. 1.2.

Схема замещения. Точка К-2 (электроснабжение завода на U=35/10 и 35/6 кВ)

Предварительно выбираем выключатели для В2, В3, В4. МГГ-10-2000/500 с номинальными и расчётными данными: для линий, отходящих от шин ГПП, при 6 и 10 кВ ВМП-10П с номинальными и расчётными данными: Величины для отходящих линий по данным табл. 1.5. в) Электроснабжение завода на напряжении U = 110/20, 110/10 и 110/6 кВ. где . Sс=600 МВА
К-2
Sс=600 МВА
К-2
1/4,81

ХS рис. 1.2.

Схема замещения. Точка К-2 (электроснабжение завода на U=110/20, 110/10, 110/6 кВ)

Мощность, отключаемая выключателями: МВА. Предварительно выбираем следующие выключатели: для В2, В3, В4 и линий, отходящих от шин ГПП, при U = 20 кВ ВМП-20 с номинальными и расчётными данными: Для В2, В3, В4 при U = 6 кВ МГГ-10 2000/500 с номинальными и расчётными данными: Для В2, В3, В4 при U = 10 кВ ВМП-10 с номинальными и расчётными данными: Для линий, отходящих от шин ГПП, при U = 6 кВ и U = 10 кВ ВМП-10П с номинальными и расчётными данными: МВА.

1.5. Определение сечений кабельных линий распределительной сети 6¸20 кВ

Линия Л-4, РУ-2 ГПП, Uн = 6 кВ (вар.1). Линия Л-4, предназначенная для питания потребителей I и частично II и III категорий 10, 11, 22, 21, 13 и 18 цехов, выполняется двумя рабочими кабелями в целях обеспечения требуемой бесперебойности питания. 1) По нагреву расчётным током. Расчётный ток нормального режима работы (на два кабеля) равен: А Расчётный ток послеаварийного режима работы (на один кабель) равен: А Выбираем сечение кабеля по нормальному режиму работы (Sн=2х150 мм 2) и проверяем его по условиям послеаварийного режима работы: S = 2х150 мм2; Iдоп = 600 А (при прокладке в траншее двух кабелей). Условия проверки кабеля по нагреву расчётным током следующие: где - допустимый по условиям нагрева ток для кабеля с алюминиевыми жилами S = 2х150 мм2 (U = 6 кВ, при прокладке в траншее четырех кабелей сечением по 150 мм2 ); k – поправочный коэффициент на число работающих кабелей, лежащих рядом в земле, при расстоянии в свету между ними 100 мм. По условиям допустимого нагрева и с учетом возможной перегрузки на 30% для кабеля с бумажной изоляцией (напряжением до 10 кВ) Sн=2х150 мм2 : 1,3 =1,3*480=624 А Следовательно, имеем: Таким образом, выбранное сечение Sн=2х150 мм2 удовлетворяет условиям как норм., так и аварийного режимов работы. 2) По условию механической прочности: Sт=10 мм2 3) По условиям коронирования кабелей принимаем минимально допустимое сечение Sк=10 мм2 4) По допустимой потере U в норм. (DUдоп=5%) и аварийном (DUдоп =10%) режимах работы проверяется сечение Sн=2х150 мм2. Используем данные таблицы, по которым определяем 1%=0,56 км для сечения Sн=2х150 мм2 l=0,08 км – длина линии Л-4, РУ-2 ГПП. км; км. Таким образом, выбранное сечение линии Л-4 Sн=2х150 мм2 соотв.всем условиям. Выбор сечения кабеля по условиям экономической целесообразности Для нахождения Sэц намечается несколько стандартных сечений кабеля: 2х150; 2х185; 2х240 мм2 и т.д. сводим в табл. 1.6. Таблица 1.6.
№ п/п

Sт, мм2

Кз

Кз2

н, кВт/км

q, т/кмС, т.руб/км

jл, км

L, км

С0, р/кВтч

Т, ч
1.2х1500,480,23672х1,22х4,753,00,080,0168000
2.2х1850,420,18692х2,152х5,48
3.3х1500,320,1673х1,23х4,75
4.2х2400,370,14702х1,92х6,56
5.3х1850,280,08693х1,53х5,48
6.3х2400,250,06703х1,93х6,56
Продолжение табл. 1.6.
№ п/п

Sт, мм2

q, кВт

а, тыс.кВтч/год

Сп, тыс.руб/годСа, тыс.руб/годСэ, тыс.руб/годКл, тыс.руб0,125Кл, тыс.рубЗл, тыс.рубСр ал.т
1.2х1502,5200,320,050,950,371,520,560,38
2.2х1852,0160,260,050,311,750,220,530,48
3.3х1501,078,60,140,070,212,30,290,500,58
4.2х2401,5120,190,060,252,10,260,510,61
5.3х1850,887,050,110,080,192,60,330,520,72
6.3х2400,675,40,090,10,193,20,40,590,91
Определяем Sэц по формуле: S1=2х185 мм2; З1=0,53 т.руб./год; DЗ1=-0,03; DS1=80; S2=3х150 мм2; З2=0,50 т.руб./год; DЗ2=0,01; DS2=30; S3=2х240 мм2; З3=0,51 т.руб./год; DЗ’1=110. Принимаем ближайшее меньшее Sэц =2х185 мм2.

Зл

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

2х150 2х185 3х150 2х240 3х185 S, мм2

Выбор экономически целесообразного сечения распределительных линий З=f(S). Вариант 1. По величинам затрат и сечений построена кривая З=f(S). Выбор сечений ост. линий распределит. сети 6-20 кВ аналогичен и сведен в табл. 1.7. Таблица 1.7.
Вар.Наиме-нование линииНазначение линииКол-во кабел.Расч. нагр. на 1 к.Длина линии, кмСпособ прокл.Поправ. коэф. прокл. кабеля

в норм.р. Iр, А

в авар.р. Imaxр

вариант 1-5Л-1ТП3 РУ-1272,51450,02траншея0,9
Л-2РУ-1 ГПП21482960,230,9
Л-3ТП-4 РУ-22501000,020,9
Л-4РУ-2 ГПП22885760,080,8
Л-5ТП-6 РУ-32107,52150,020,9
Л-6РУ-3 ГПП23156300,350,9
Л-7ТП-1 ТП-2245,5910,290,9
Л-8ТП-2 ГПП21352700,270,9
Л-9РУ-2 ТП-521442880,280,9
Л-10ТП-5 ТП-82781560,290,9
Л-11РУ-3 ТП-72124,52490,380,9
Продолжение табл. 1.7.
Вар.Наим. линииНазначение линииДоп. нагр. на 1 каб

Сечении кааб. выбр. по усл. доп. нагрева, мм2

Сечение выбр. по мех. проч., мм2

Сеч. выбр. по потр. нагр., мм2

Эконом. целесообр. сечения, мм2

Марка и сечение окон. выбр. кабеля, мм2

в норм. р. I’доп, А

в авар. р.1,3I’доп, А

вариант 1-5Л-1ТП3 РУ-111314625952550АСБ (3х95)
Л-2РУ-1 ГПП23430412095120185АСБ (3х185)
Л-3ТП-4 РУ-294,5123259595150АСБ (3х150)
Л-4РУ-2 ГПП4806252х150952х1502х1852АСБ (3х185)
Л-5ТП-6 РУ-3171222709595150АСБ (3х150)
Л-6РУ-3 ГПП4906422х150952х1502х1852АСБ (3х185)
Л-7ТП-1 ТП-2729416959595АСБ (3х95)
Л-8ТП-2 ГПП23430412095120185АСБ (3х185)
Л-9РУ-2 ТП-523430412095120185АСБ (3х185)
Л-10ТП-5 ТП-8140181509595150АСБ (3х185)
Л-11РУ-3 ТП-7202263959595150АСБ (3х185)
Технико-экономические показатели трансформаторов связи с энергосистемой Капитальные затраты: Стоимость двух трехобмоточных трансформаторов типа ТДТ-16000/110 при наружной установке: тыс. руб. стоимость двух вводов с разъединителями и короткозамыкателем, устанавливаемые в ОРУ-110 кВ на железобетонных конструкциях: тыс. руб. Суммарные капитальные затраты: тыс. руб. Полная расчётная мощность трансформатора на ГПП составляет 18640 кВА. Нагрузка на один трансформатор составляет 9320 кВА. Считаем, что обмотка высшего U загружена на 100%, среднего – 60% и низшего – 40%, тогда коэффициент загрузки обмоток равен: Потребление мощности охлажд. установки принимаем = 12 кВт. Приведенные потери холостого хода: Напряжения к.з. соотв. по обмоткам высшего, среднего и низшего напр.: Приведенные потери к.з. определяются: Приведенные потери мощности в одном трехобмоточном трансформаторе: Потери мощности в двух трансформаторах ГПП: На основании результатов расчётов, составляем итоговую таблицу технико- экономических показателей. Как наиболее рациональный принимается вариант системы электроснабжения с напряжением питающих и распределительных сетей 20 кВ. Т.к. у нас имеются потребители электроэнергии 6 кВ, то предусматриваем дополнительные трансформаторные п/ст 20/6 кВ: ТП-3; ТП-4; ТП-6. В соответствии с расчётами намечаем к установке на ТП-3 (цех № 14, 15) два трансформатора типа ТМ-20/6, мощностью 1600 кВА каждый, расчётная мощность ТП-3 – 1994 кВА: ТП-4 (цех № 18); Рр=1920 кВт; Qр=1440 квар; Sр=2400 кВА. Намечаем к установке 2 трансформатора по 1600 кВА каждый с коэффициентом загрузки: ТП-6; Рр=1575 кВт; Qр=1181 квар; Sр=1968 кВА. Намечаем к установке 2 трансформатора по 1600 кВА каждый с коэффициентом загрузки: Таблица 1.8.
НаименованиеНапряжение, кВКап. затраты, к, тыс.руб.Годовые эксп. расходыГод.расч.затр., тыс.руб/годПотери эл.энергии DЭа, т.кВт/годВыход цв.метал., Сцм
Сп, т.руб/годСа, т.руб/годСэ, т.руб/год
Система внеш. электроснабжения

20

35

110

40,8

80,2

84,9

24

14,8

1,84

3,5

2,6

3,5

27,5

17,4

5,4

32,6

27,4

16

1495

927

115

20,2

19

15,3

Тр-ры связи с энергосистемой

35/6-10

110/6-20

65,9

145,9

27,2

33,0

4,4

9,2

31,6

42,2

40,4

61,0

1776

2060

5,6

13,5

Система внутр. электроснабжения

6

10

20

171,2

184,5

236,3

28,4

28,5

28,9

9,95

10,9

13,8

38,35

39,5

40,7

65

65,5

72,4

1776

1958

1770

6,3

4,5

3,7

Система электроснабжения завода

20/20

35/6

35/10

110/6

110/20/6

110/20/6

277,1

321,4

334,7

402,1

415,4

467,2

50,9

70,4

70,5

62,5

62,7

62,7

17,3

19,6

18

22,7

23,7

26,5

68,2

87,3

88,5

85,2

86,4

87,6

105,0

132,8

133,3

142

142,5

149

3265

4479

4661

3951

4133

3945

23,9

35,3

23,5

21,6

19,8

19

Выбр. система электроснабжения20/20277,150,917,368,2105326523,9
Принимается, как наиболее рациональный, вариант системы электроснабжения 35 кВ и распределительных сетей 6 кВ. Краткое описание принятой системы электроснабжения Электроснабжение завода осуществляется от п/ст энергосистемы по двум воздушным линиям 35 кВ, выполненным проводом марки «АС» сечением 185 мм2 на железобетонных промежуточных и анкерных металлических опорах с тросом. На ГПП открыто установлены 2 трехобмоточных трансформатора типа ТД-16000/35. На стороне 35 кВ принята упрощенная схема без выключателей с минимальным количеством аппаратуры (разъединители и короткозамыкатели) РУ-6 выполнено из шкафов распредустройств закрытого типа. На стороне 6 кВ предусмотрена одинарная системы шин, акционеров. масляным выключателем с устройством автоматического включения резерва (АВР). Распределительные устройства РУ-1, РУ-2, РУ-3 получают питание от ГПП по радиальной схеме с резервированием. Распределительные сети напряжением до и выше 1000 В по территории завода прокладываются в кабельных траншеях.

2. Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт токов КЗ производится для выбора и проверки эл.аппаратов, изоляторов и токоведущих частей.

Схема замещения

(точки К-1, К-2)

Sc=600 МВА

Х1

0,81

Х2

1,61

Х3

0,785

r3

0,33

Х4

3,0

К-1

Х5

0,267

r5

0,3

К-2

Расчётная схема

Хл

Хт

Хл

К-3
ТП-3
РУ-1
ГПП

Л-2

L=0,23 см

К2

~6,3 кв

1600 кВА

0,23-0,4 кВ

К-1

Sн=1600 кВА

Uкз=8%

Л-1

L=4 см

К3

35 кв
4000 кВА
115 кв

Sc=600 МВА

Хс=0,8

Принимаем базисные условия: Базисная мощность Sб=Sс=600 МВА; Базисное напряжение Uб=Uср=6,3 кВ; Базисный ток Iб=. Расчёт сопротивлений элементов системы электроснабжения в относительных единицах Сопротивление системы: Сопротивление воздушной линии ЛЭП-35 кВ где Хо=0,4 Ом/км – реактивное сопротивление 1 км дл. Сопротивление трансформаторов системы: Х2=Хтб= Хвбсб=1,61 (из расчета системы внешнего электроснабжения) Сопротивление трансформаторов ГПП: Сопротивление кабельной линии ГПП-РУ-1 r0 = 0,08 Ом/км; х0 = 0,07 Ом/км. Точка К-1. Сопротивление от источника питания до точки КЗ К-1 ХS=х1+х2+х3+х4=0,8+1,61+0,785+3,0=6,2 R21=R3=0,33 Имеем RS1<1/3ХS1, следовательно, активное сопротивление при расчёте токов КЗ не учитываем. Так как ХS1>3, то периодическая слагающая тока КЗ для всех моментов времени одинакова и равна: Iк=Iб/хS=55/6,2=8,9 кА Ударный ток КЗ Iу=Ку×Ö2*I’’=1.8Ö2*8.9=22.7 кА Где Ку – ударный коэффициент, принимаемый = 1,8. Наибольшее действующее значение тока КЗ за первый пе6риод от начала процесса КЗ: кА Мощность трехфазного КЗ для произвольного момента времени: МВА. Точка К-2. Сопротивление от источника питания до точки КЗ К-2 ХS2=х1+х2+х3+х4+х5=0,8+1,61+0,785+3,0+0,267=6,5 RS2=R3+R5=0,33+0,3=0,63 Имеем RS2<1/3ХS2, следовательно, активное сопротивление при расчёте токов КЗ не учитываем. Так как ХS2>3, то Iк=Iб/хS2=55/6,5=8,45 кА Ударный ток КЗ Iу=Ку×Ö2*I’’=1.8Ö2*8.45=21.6 кА Где Ку – ударный коэффициент, принимаемый = 1,8. Наибольшее действующее значение тока КЗ за первый пе6риод от начала процесса КЗ: кА Мощность трехфазного КЗ для произвольного момента времени: МВА.

2.1. Выбор выключателей.

Проверяем предварительно выключатели типа МГГ-10-2000/500. Расчётная точка КЗ – точка К-1. Расчётный ток термической устойчивости определяется по формуле: где tнт – время, к которому отнесен номинальный ток термической устойчивости выключателей, принимаем = 10 с; tп – приведенное время КЗ, с. Учитывая время срабатывания защиты, принимаем действительное время отключ. КЗ (t) равным 1,5 с. Следовательно, кА Выбираем к выключателю провод типа ПЭ-2.

2.2. Выбор разъединителей

Выбор разъединителей в цепи предохранителей линии РУ-1-ТП-3 выполняется аналогично выбору выключателей и сводится в табл.1.9. Таблица 1.9.
Проверяемая величинаРасчетные параметрыТип предохр. разъед.Номин. парам. пред.,разъед.Формулы для проверки и расчета
Предохранители
Номин.напр., кВ

Uн уст=6 кВ

ПК-6/150

Uн=6 кВ

Uн ³Uн уст

Номин.длит.ток, А

Imaxp=145 А

Iн дл =150 А

Iн дл ³ Imaxp

Ном.ток откл., кАI”=8,5 кА

Iн отк =20 кА

Iн отк³ I”

Разъединители
Номин.напр., кВ

Uн уст=6 кВ

РВ-6/400

Uн=6 кВ

Uн ³Uн уст

Номин.длит.ток, А

Imaxp=145 А

Iн дл =400 А

Iн дл ³ Imaxp

Ном.ток динам.уст.:

а) амплит.знач., кА

iу=21,6 кА

iн дин=50 кА

iн дин³ iу

б) действ.знач., кАIу=12,8 кА

Iн дин=29 кА

Iн дин³ Iу

Ном.ток терм.уст., кА

Itн=2,72 кА

Itн10=10 кА

Itн10³ Itн

2.3. Шины ГПП

Выбор и проверку шин ГПП выполняем по максимальному рабочему току (Imax p), термической устойчивости (Sт уст), допустимому напряжению в шине на изгиб (dдоп). 1.Длительный допустимый ток определим: , где I’доп – длительно допустимый ток для одной полосы при tш =70оС, tв=25оС и расположении шин вертикально к1 -0 поправочный коэффициент =0,95; к2 – коэффициент длительно допустимого тока; к3- поправочный коэффициент при tв , отличном от 25оС. Выбираем окрашенные однополосные прямоугольные алюминиевые шины сечением 100х10 мм (S=1000 мм2), расположенные горизонтально с длительно допустимым током I’доп =1820 А; Iдоп = 0,95*1*1*1820=1730 А. Расчетное напряжение в шине на изгиб определяется по формуле: , где f – сила взаимодействия между шинами разных фаз, кг*с; L – расстояние между опорными изоляторами, принимаемое = 90 см; W – момент сопротивления сечения, см3. f=1,75*10-2*(t2/а)=1,75*10-2*(21,62/25)=0,33 кг*с; W=0,17*bh2=0,17*1*102=17 см2; кг/см2. Выбор и проверку шин сводим в табл. 1.10. Таблица 1.10.
Проверяемая величинаРасчетные параметрыМарка сечения шинНомин. данные шинФормулы для проверки и расчета
Шины ГПП
Длительный допустимый ток, А

Imaxp=1690 А

Iдоп =400 А

Iдоп ³ Imaxp

Сечение шины (проверка по термич.уст.)

Sту min=110 мм2

S=1000 мм2

S³ Sту min

Допуст.нагр. в шине на изгиб, кг/см2

sрасч=15,7 кг/см2

sдоп=650 кг/см2

sдоп³sрасч

Условия в одн.мех.резон.

fс кр=62 Гц

fс кр1=45¸55 Гц

fс кр2=90¸110 Гц

fс кр1³ fс кр

fс кр2³ fс кр

3. Релейная защита

Релейная защита и автоматика выполнены на переменном оперативном токе с применением выпрямительных блоков питания БПТ-1001 и БПН-1001. Компоновка ГПП 35/6 кВ дана в графической части.

Список использованных источников

1.Справочник по проектированию электроснабжения под ред. Ю.Г.Барыбина, Л.Е. Фёдорова и т.д. М.; Энергоатомиздат, 1990. 2.Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования, А.А. Фёдоров, Л.Е. Старкова, М., Энергоатомиздат, 1987. 3.Электроснабжение промышленных промпредприятий, А.А. Фёдоров, Н.М. Римхейн, М.: Энергия, 1981.