Проектирование электроснабжения завода строительной промышленности

 

Министерство труда занятости и трудовых ресурсов Новосибирской области

Искитимский филиал ГБОУ СПО Новосибирский монтажный техникум

Курсовой проект

специальность: Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных предприятий и гражданских зданий

тема: Проектирование электроснабжения завода строительной промышленности

Питание завода может быть осуществлено от подстанции, на которой установлено два трансформатора Uн=35/10 кВ, мощностью Sн=25 МВА. Мощность системы Sс=800 МВА. Относительное сопротивление системы =0,2. Расстояние от подстанции до завода 14 км. Генплан показан на рисунке 1. Сведения об электроприемниках указаны в таблице 1.

Рисунок - 1

Таблица 1. Сведения об электроприемниках

№ цехаКоличество ЭП nНоминальная мощность, кВтКиcosКате-горияУдельная мощность освещения

Руд, Вт/м2Одного ЭПОбщая Рн11171,6-10021700,30,82153821-4013500,40,72144642,5-6318400,50,753208 до 1кВ246,3-402800,70,852128 более 1кВ610000,80,92Введение

Развитие и роль электроэнергетики на современном этапе

Электроэнергетика - это комплексная отрасль хозяйства, которая включает в свой состав отрасль по производству электроэнергии и передачу ее до потребителя. Электроэнергетика является важнейшей базовой отраслью промышленности России. От уровня ее развития зависит все народное хозяйство страны, а так же уровень развития научно-технического прогресса в стране.

Специфической особенностью электроэнергетики является то, что её продукция не может накапливаться для последующего использования, поэтому потребление соответствует производству электроэнергии и по размеру (с учетом потерь) и во времени.

Представить себе жизнь без электрической энергии уже невозможно. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос, наш быт. Её специфическое свойство - возможность превращаться практически во все другие виды энергии (топливную, механическую, звуковую, световую и т.п.)

В промышленности электроэнергия применяется как для приведения в действие различных механизмов, так и непосредственно в технологических процессах. Работа современных средств связи основана на применении электроэнергии.

Электроэнергия в быту является основной частью обеспечения комфортабельной жизни людей.

Огромную роль электроэнергия играет в транспортной промышленности. Электротранспорт не загрязняет окружающую среду.

Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики. Электроэнергетика является основой функционирования экономики и жизнеобеспечения. Надежное и эффективное функционирование электроэнергетики, бесперебойное снабжение потребителей - основа поступательного развития экономики страны и неотъемлемый фактор обеспечения цивилизованных условий жизни всех ее граждан. Электроэнергетика является элементом ТЭК. ТЭК России является мощной экономико-производственной системой. Он определяющим образом влияет на состояние и перспективы развития национальной экономики, обеспечивая 1/5 производства валового внутреннего продукта, 1/3 объема промышленного производства и доходов консолидированного бюджета России, примерно половину доходов федерального бюджета, экспорта и валютных поступлений.

При развитии энергетики огромное значение придается вопросам правильного размещения электроэнергетического хозяйства. Важнейшим условием рационального размещения электрических станций является всесторонний учет потребности в электроэнергии всех отраслей народного хозяйства страны и нужд населения, а также каждого экономического района на перспективу.

Одним из принципов размещения электроэнергетики на современном этапе развития рыночного хозяйства является строительство преимущественно небольших по мощности тепловых электростанций, внедрение новых видов топлива, развитие сети дальних высоковольтных электропередач.

Существенная особенность развития и размещения электроэнергетики - широкое строительство теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) для теплофикации различных отраслей промышленности и коммунального хозяйства. ТЭЦ размещают в пунктах потребления пара или горячей воды, поскольку передача тепла по трубопроводам экономически целесообразна лишь на небольшом расстоянии.

Важным направлением в развитии электроэнергетики является строительство гидроэлектростанций. Особенность современного развития электроэнергетики - сооружение электроэнергетических систем, их объединение и создание Единой энергетической системы (ЕЭС) страны.

Тепловые электростанции (ТЭС). В России около 700 крупных и средних ТЭС. Они производят до 70% электроэнергии. ТЭС используют органическое топливо - уголь, нефть, газ, мазут, сланцы, торф. Тепловые электростанции ориентированы на потребителя и одновременно находятся у источников топливных ресурсов. Потребительскую ориентацию имеют электростанции, использующие высококалорийное топливо, которое экономически выгодно транспортировать. Электростанции, работающие на мазуте, располагаются преимущественно в центрах нефтеперерабатывающей промышленности. Крупными тепловыми электростанциями являются Березовская ГРЭС-1 и ГРЭС-2, работающие на углях Канско-Ачинского бассейна, Сургутская ГРЭС-1 и ГРЭС-2, Уренгойская ГРЭС - на газе.

Преимущества тепловых электростанций: относительно свободное размещение, связанное с широким распространением топливных ресурсов в России; способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний (в отличие от ГЭС). К Недостаткам относятся: использование невозобновимых топливных ресурсов; низкий КПД; крайне неблагоприятное воздействие на окружающую среду (тепловые электростанции всего мира выбрасывают в атмосферу ежегодно 200-250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида; кроме того они поглощают огромное количество кислорода).

Атомные электростанции (АЭС). АЭС используют транспортабельное топливо. АЭС ориентируются на потребителей, расположенных в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом или в местах, где выявленные ресурсы минерального топлива ограничены. Кроме этого, атомная электроэнергетика относится к отраслям исключительно высокойнаукоемкости.

Доля АЭС в суммарной выработке электроэнергии в России составляет пока 12%, в США - 20%, Великобритании - 18.9%, Германии - 34%, Бельгии - 65%, Франции - свыше 76%.

Сейчас в России действуют девять АЭС общей мощностью 20.2 млн кВт: в Северо-Западном районе - Ленинградская АЭС, в ЦЧР - Курская и Нововоронежская АЭС, в ЦЭР - Смоленская, Калининская АЭС, Поволжье - Балаковская АЭС, Северном - Кольская АЭС, Урале - Белоярская АЭС, Дальнем Востоке - Билибинская АЭС.

Достоинства АЭС: их можно строить в любом районе; коэффициент использования установленной мощности равен 80%; при нормальных условиях функционирования они меньше наносят вред окружающей среде, чем иные виды электростанций; не поглощают кислород. Недостатки АЭС: трудности в захоронении радиоактивных отходов (для их вывоза со станции сооружаются контейнеры с мощной защитой и системой охлаждения; захоронение производится в земле на больших глубинах в геологически стабильных пластах); катастрофические последствия аварий на наших АЭС вследствие несовершенной системы защиты; тепловое загрязнение используемых АЭС водоемов.

1. Общая часть

.1 Особенности формирования системы электроснабжения промышленных предприятий

Электроснабжение предприятия, начинается с места подключения к трансформаторной подстанции высокого напряжения. Если речь идет о большом сооружении, с огромными мощностями, то целесообразнее передавать электроэнергию на высоком напряжении. Таким образом, мы избавляемся от огромного количества потерь электроэнергии в проводах. Причем потери электроэнергии (в частности мощности), тем больше, чем больше суммарная нагрузка всех потребителей.

Наверное, трудно найти человека, который не встречал бы ЛЭП. Огромные опоры, с огромными проводами, создают массовость, а при влажной погоде, еще имеют свойство «гудеть». Так вот эти сооружения, способны передавать электроэнергию, на огромные расстояния. В чем же причина? Корень всех ответов, кроется в напряжении, огромном напряжении, в десятки тысяч раз больше, чем в бытовых сетях. Электроснабжение предприятий и городов, осуществляется только на высоком напряжении.

Причина тому, потери в проводнике. Для того чтобы минимизировать и сделать электроснабжение промышленных предприятий и городов доступным, нужно уменьшить потери:

уменьшаем ток, при этом прямо пропорционально уменьшаются потери;

увеличиваем напряжение, для того чтобы сохранить объемы передаваемой мощности.

Вот и все секреты: чем меньше ток, тем меньше потери. А для того чтобы передать большое количество электроэнергии нужен или большой ток или напряжение. Но если напряжение поднять в сотни тысяч раз, то ток уменьшится ровно во столько же раз, как следствие качество системы электроснабжения предприятий.

Проектирование электроснабжения предприятия как и системы электроснабжения предприятий начинается с расчета электрических нагрузок.

1.2 Методы расчета электрических нагрузок

. Метод коэффициента спроса. Используется длЯ расчета осветительных сетей, максимальных нагрузок на высшем напряжении схем электроснабжения.

Рр=КсЧРном(1)

где Кс - коэффициент спроса;

Рном - номинальная мощность.

. Метод удельной плотности электрической нагрузки на 1 м2. Расчет осветительной и силовой сети.

Рр=РудЧS(2)

где Руд - удельная мощность на единицу площади;

S - Номинальная мощность.

. Упорядоченные диаграммы (метод коэффициента максимума). Этот метод используется при расчете силовых нагрузок промышленных предприятий.

. Удельное потребление электрической энергии на единицу продукции. Метод применяется для предварительных расчетов, когда известен годовой выпуск продукции.

W=WудЧN(3)

где Wуд -удельное потребление электрической энергии на единицу продукции;

N - количество единиц продукции.

1.3 Характеристика заданного объекта электроснабжения

Объект электроснабжения - завод строительной промышленности. На территории завода имеется четыре цеха.

Питание завода может быть осуществлено от подстанции на которой установлено два трансформатора напряжением 35/6 кВ, мощностью 25 МВА. Электроприемники цехов относятся ко второй и третьей категории по надежности электроснабжения.

Номинальное напряжение электроприемников в цехах 1, 3, 4 - до 1000 В, а в цехе 8 до и выше 1000 В. Все электроприемники завода работают на переменном токе промышленной частоты. Промышленная частота - 50 Гц.

2. Расчетная часть

.1 Расчет электрической нагрузки методом упорядоченных диаграмм

Предварительно определим площадь каждого цеха и территории завода по генплану:

S1=90Ч90=8100 м2=120Ч60=7200 м2=150Ч60=9000 м2=45Ч45+15Ч60+30Ч45=3465 м2т.з.=495Ч300-(8100+7200+9000+3465)=120735 м2

Определим расчетную нагрузку освещения для каждого цеха методом удельной мощности:

Ррасч.осв.=Руд.осв.ЧSЧКс (4)

Где, Руд.осв - удельная мощность освещения, кВт S - площадь помещения, м2 Кс - коэффициент спроса, для курсового проекта принят Кс=1

Определим осветительную нагрузку цехов и территории завода:

Рр.о.1=0,015Ч1Ч8100=121,5 кВт

Рр.о.3=0,014Ч1Ч7200=100,8 кВт

Рр.о.4=0,02Ч1Ч9000=108 кВт

Рр.о.8=0,012Ч1Ч3465=162,3 кВт

Рр.о.т.з.=0,001Ч1Ч120735=120,735 кВт

Все полученные и известные значения вносим в таблицу 2.

Таблица 2. Расчет электрической нагрузки освещения

№ цехаПлощадь S, м2Удельная мощность Руд, кВт/м2Коэффициент спроса КсРасчетная мощ-ность освещения Ррас.осв, кВт181000,0151121,5372000,0141100,8490000,021108834650,012141,58Тер. завода1207350,0011120,735

Определим расчетную силовую нагрузку напряжением до 1 кВ для цеха №1:

Определим эффективное количество электроприемников

nэ=, шт.(5)

где Рн.общ. - общая номинальная мощность электроприемников, кВт

- максимальная мощность одного электроприемника, кВт

nэ =2Ч2170/100=4340/100=43,4 шт.

Находим расчетный коэффициент (Кр) зависящий от эффективного числа электроприемников и коэффициента использования в справочной литературе, Кр=1.

Определим расчетную активную мощность по цеху

Рр=КрЧКиЧРн, кВт(6)

где Кр - расчетный коэффициент

Ки - коэффициент использования

Рн - номинальная мощность всех электроприемников, кВт

Рр =1Ч0,3Ч2170=651 кВт

Определим расчетную реактивную мощность по цеху:

Qр=1,1ЧКиЧРнЧtg?, кВАр(7)

где Ки - коэффициент использования

Рн - номинальная мощность всех электроприемников, кВт

Qр =1,1Ч0,3Ч2170Ч0,75=537,075 кВАр

Определим расчетную полную мощность по цеху:

Sр= , кВА(8)

где Рр -расчетная активная мощность, кВт

Qр - расчетная реактивная мощность, кВАр

Sр кВА

Определим расчетный ток:

Iр= , А(9)

где Sр - расчетная полная мощность, кВА

Uр - напряжение сети, кВ

Iр А

Другие цеха рассчитываются аналогично.

Осветительную нагрузку берем из таблицы 1. Для цеха №4 берем осветительную нагрузку самого цеха вместе с осветительной нагрузкой территории завода.

Найдем расчетную активную мощность на низкой стороне цеховой трансформаторной подстанции. Для этого сложим силовую нагрузку до 1кВ и расчетную нагрузку освещения:

Рр=Ррдо1кВ+Рр осв, кВт(10)

где Ррдо1кВ - активная расчетная мощность напряжением до 1 кВ, кВт

Рр осв - расчетная мощность освещения, кВт

Рр =651+121,5=772,5 кВт

Найдем расчетную реактивную мощность:

Qр=Qрдо1кВ ,кВАр(11)

где Qрдо1кВ - реактивная расчетная мощность напряжением до 1 кВ, кВАр

Qр=537,075 кВАр

Найдем расчетную полную мощность:

Sр=, кВА

Sр кВА

Другие цеха рассчитываются аналогично.

Определяем потери активной мощности в трансформаторе:

?Рт=0,02ЧSр, кВт(12)

где Sр - полная расчетная мощность

?Рт =0,02Ч=18,82 кВт

Определим потери реактивной мощности в трансформаторе:

?Qт=0,1ЧSр(13)

где Sр - полная расчетная мощность

?Qт =0,1Ч941=94,1 кВАр

Другие цеха рассчитываются аналогично.

Определим расчетную нагрузку по трансформаторной подстанции. Для этого сложим нагрузку всего до 1 кВ и потери мощности в трансформаторе.

Определим расчетную активную нагрузку по трансформаторной подстанции:

Рртп=Рр+?Рт, кВт(14)

где Рр - активная мощность до 1 кВ, кВт

?Рт - потери активной мощности в трансформаторе, кВт

Рртп =772,5 +18,82=791,32 кВт

Определим расчетную реактивную нагрузку по трансформаторной подстанции:

Qртп=Qр+?Qт, кВАр(15)

где Qр - реактивная мощность до 1 кВ, кВАр

?Qт - потери реактивной мощности в трансформаторе, кВАр

Qртп =537,075+94,1=631,175 кВАр

Определим расчетную полную нагрузку по трансформаторной подстанции:

Sртп=, кВА

Sртп кВА

Определим расчетный ток на трансформаторной подстанции:

Iртп=, А

Iртп А

Другие цеха рассчитываются аналогично.

Для цеха № 8 необходимо определить расчетную нагрузку напряжением выше 1 кВ.

Ее расчеты производятся аналогично с учетом некоторых особенностей. Эффективное число электроприемников не определяется.

В зависимости от числа электроприемников и коэффициента использования по справочной литературе находим коэффициент одновременности включения Ко=0,95

Найдем расчетную активную нагрузку:

Рр=КоЧКиЧРн, кВт(16)

где Ко - коэффициент одновременности

Ки - коэффициент использования

Рн - номинальная мощность, кВт

Рр =0,95Ч0,8Ч1000=760 кВт

Найдем расчетную реактивную нагрузку:

Qр=КоЧКиЧРнЧtg?, кВАр(17)

где Ко - коэффициент одновременности

Ки - коэффициент использования

Рн - номинальная мощность, кВт

tg? - коэффициент зависящий от активной и реактивной мощностей

Qр =0,95Ч0,8Ч1000Ч0,48=364,8 кВАр

Найдем расчетную полную нагрузку:

Sр=, кВА

Sр кВА

Определим расчетный ток:

Iр=, А

Iр А

Определим расчетную нагрузку по цеху:

Для этого сложим расчетную нагрузку по ТП с учетом потерь и силовую нагрузку выше 1 кВ.

Найдем активную нагрузку:

Рр=Рртп+Рр1кВ(18)

где Рртп- расчетная активная нагрузка по трансформаторной подстанции

Рр1кВ - расчетная активная нагрузка напряжением в 1 кВ

Рр =365,6+760=1125,6 кВт

Найдем реактивную нагрузку:

Qр=Qртп+Qр1кВ(19)

где Qртп- расчетная реактивная нагрузка по трансформаторной подстанции

Qр1кВ - расчетная реактивная нагрузка напряжением в 1 кВ

Qр =159,3+364,8=524,1 кВАр

Найдем полную нагрузку:

Sр=, кВА

Sр кВА

Определим расчетный ток:

Iр=, А

Iр А

Определяем расчетную активную мощность по заводу:

Ррз=Рр1+Рр3+Рр4+Рр8(20)

где Рр1;Рр3;Рр4;Рр8 - расчетные активные мощности всех цехов, кВт

Ррз=791,32+659,1+1054,1+4925,6=7430,12 кВт

Определяем расчетную реактивную мощность по заводу:

Qрз= Qр1+Qр3+Qр4+Qр8 (21)

где Qр1;Qр3;Qр4;Qр8 - расчетные реактивные мощности всех цехов, кВАр

Qрз =631,175+750,7+940,4+2348,1=4670,375 кВАр

Определяем расчетную полную мощность по заводу:

Sрз=, кВА

Sрз кВА

Определяем расчетный ток по заводу:

Iрз=, А

Iрз А

Все полученные и известные значения вносим в таблицу 3.

2.2 Расчет компенсации реактивной мощности. Выбор стандартных компенсирующих устройств

Компенсирующие устройства устанавливаем на низкой стороне ТП. В качестве источников Реактивной мощности используем батареи статических конденсаторов (БСК). Для этого пересчитаем все расчетные мощности по цехам и по заводу с учетом компенсации. Примем tg?норм=0,3. Расчеты сводим в таблицу 4.

Определим tg?ест:

tg?ест=(22)

где Qр - расчетная реактивная мощность

Рр - расчетная активная мощность

tg?ест

Определим мощность компенсирующего устройства:

Qкур=РрЧ(tg?ест- tg?норм)(23)

где Рр - расчетная активная мощность

Qкур =1005,625Ч(0,72-0,3)=419,9 кВАр

Выбираем стандартное значение компенсирующего устройства:

Qку стан=450 кВАр

Выбираем компенсирующее устройство:

УК-0,38-450 НЛ, НП

Находим мощности после компенсации:

Найдем активную мощность после компенсации:

Ррпк=Ррдк, кВт(24)

где Ррдк - расчетная активная мощность до компенсации

Ррпк =1005,625 кВт

Найдем реактивную мощность после компенсации:

Qрпк=Qрдк-Qку стан,кВАр(25)

где Qрдк -расчетная реактивная мощность до компенсации

Qку стан - стандартная мощность компенсирующего устройства

Qрпк =721,6-419,9=271,6 кВАр

Найдем полную мощность после компенсации:

Sрпк=, кВА

Sрпк кВА

Находим активные потери в трансформаторах:

?Р=0,02ЧSрпк, кВт

?Р =0,02Ч1041,7=20,8 кВт

Находим реактивные потери в трансформаторах:

?Q=0,1ЧSрпк, кВт

?Q =0,1Ч1041,7=104,17 кВт

Находим активную мощность после компенсации с учетом потерь:

Ррпкп=Ррпк+?Р, кВт

Ррпкп =1005,625+20,8=1026,425 кВт

Находим реактивную мощность после компенсации с учетом потерь:

Qрпкп=Qрпк+?Q, кВАр

Qрпкп =271,6+104,17=375,8 кВАр

Находим полную мощность после компенсации с учетом потерь:

Sрпкп=, кВА

Sрпкп кВА

Другие цеха рассчитываются аналогично.

Находим активную мощность после компенсации с учетом потерь по заводу:

Ррпкпз= Ррпкп2+ Ррпкп4+ Ррпкп6+ Ррпкп7+Рр1кВ, кВт

Ррпкпз=1026,425+1123,2+1007,4+199,4+1520=4876,4 кВт

Находим реактивную мощность после компенсации с учетом потерь по заводу:

Qрпкпз= Qрпкп2+ Qрпкп4+ Qрпкп6+ Qрпкп7+Qр1кВ, кВАр

Qрпкпз=375,8+475,33+451,1+44,74+730=2079 кВАр

Находим полную мощность после компенсации с учетом потерь по заводу:

Sрпкпз=, кВА

Sрпкпз кВА

2.3 Выбор номинального напряжения и схемы внешнего и внутреннего электроснабжения завода

Внешнее электроснабжение завода осуществляется от подстанции энергосистемы, на которой имеются трансформаторы Uн=31/10 кВ. Внешнее электроснабжение примем равным Uн=35 кВ. сеть внешнего электроснабжения выполнена воздушной линией на двуцепных опорах.

На территории завода установим одну главную понизительную подстанцию (ГПП). Место ее расположения выбираем ближе к центру электрических нагрузок или на более свободном месте территории. На ГПП установим два трансформатора. На низкой стороне примем напряжение равным 10 кВ.

Схему внутреннего электроснабжения завода выберем радиальную двухступенчатую.

Каждая цеховая подстанция получает питание от ГПП отдельной кабельной линией. В качестве ступеней схемы электроснабжения используются распределительные пункты (РП):

на низкой стороне ГПП - первая ступень

возле цеха имеющего электрические приемники напряжением более 1кВ, РП -вторая ступень.

Расположении и количество цеховых трансформаторных подстанций выбираем в зависимости от расчетной мощности цехов и категорий по надежности электроснабжений.

2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции

Трансформаторы на цеховых подстанциях и на ГПП выбираем по расчетной нагрузке с учетом компенсации реактивной мощности. При выборе учитываем категорию по надежности электроснабжения. Расчеты сводим в таблицу 5.

Определяем количество трансформаторов:

N=2

Определяем номинальную мощность трансформатора:

Sн= кВА(26)

где Sн - номинальная мощность трансформатора

Sр - полная расчетная мощность

Кз - коэффициент загрузки, принимаем 0,7

Выбираем стандартный трансформатор по справочной литературе:

ТМ-1000/10

Проверяем трансформатор в аварийном режиме:

,4ЧSтр?Sр(27)

где Sтр - мощность выбранного трансформатора, кВА

Sр - расчетная мощность, кВА

1,4Ч1000 кВА?1093 кВА

кВА?1093 кВА

Условие верное.

Определяем реальный коэффициент загрузки:

Кз=(28)

где Sр - расчетная мощность, кВА

N - количество трансформаторов, шт.

Sтр - мощность выбранного трансформатора, кВА

Кз

Трансформаторы для других цехов рассчитываются аналогично.

Выбираем трансформатор на ГПП

Определяем номинальную мощность трансформатора:

Sн=, кВА

Sн кВА

Выбираем стандартный трансформатор по справочной литературе:

ТМ-4000/35

Проверяема трансформатор в аварийном режиме

,4ЧSтр?Sр

,4Ч4000 кВА?5300 кВА

кВА?5300 кВА

Условие верное.

Определяем реальный коэффициент загрузки

Кз=

Кз

2.5 Расчет и выбор электрической сети, напряжением выше 1 кВ

Сеть внешнего электроснабжения выполняется воздушной линией электропередачи заданного напряжения U=35 кВ. Сеть внутреннего электроснабжения выполняется кабельными линиями напряжением U=10 кВ марки ААБ, при этом учтем принятое число ступеней схемы. Сечение проводов воздушной линии выбираем по экономической плотности тока и проверим по необходимым параметрам.

Сечение кабельных линий до цеховых подстанций выбираем тоже по экономической плотности тока, а сечение кабельных линий до электродвигателей высокого напряжения выбираем по длительно допустимому току.

Выберем ВЛ марки АС:

Напряжение после компенсации U=35 кВ

Полная мощность после компенсации Sр=5410 кВА

Реактивная мощность после компенсации Qр=2087 кВАр

Активная мощность после компенсации Pр=4990 кВт

Определим расчетный максимальный ток линии на каждую цепь:

Iрмах=, А (29)

где Sр - полная мощность после компенсации, ВА

U - напряжение питающей сети, В

Iрмах А

Определим экономическое сечение проводника:

Fэк= мм2 (30)

где - расчетный максимальный ток линии, А

jэк - экономическая плотность тока, А/мм2. Берем из справочной литературы. jэк=1,3 А/мм2. Примем Тмах=6000 ч.

По расчетному экономическому сечению проводника определяем из таблицы ближайшее стандартное сечение и соответствующий ему длительно допустимый ток, оформляем запись выбранного проводника.

Fст=35 мм2

Iдд=175 А

AC-35 - алюминиевая воздушная линия со стальным сердечником, сечением 35 мм2.

Проверим выбранное сечение по длительно допустимому току в аварийном режиме (в случае выхода из строя одной цепи воздушной линии):

Iдд?2ЧIрмах

?2Ч45,5

?91

Условие верное

Проверим выбранное сечение по коронированию и механической прочности.

Проверка по коронированию:

F?Fмин

?35

Сечение проходит по коронированию.

Проверка по механической прочности:

F?Fмах

?150

Сечение проходит по механической прочности.

Найдем активное сопротивление воздушной линии:

Rл=R0ЧL, Ом (31)

где R0 - удельное активное сопротивление, R0=0,442 Ом/км

L - длинна воздушной линии, L=14 км

Rл=0,442Ч14=6,188 Ом

Найдем реактивное сопротивление воздушной линии:

Xл=X0ЧL, Ом (32)

где X0 - удельное реактивное сопротивление, X0=0,438 Ом/км

L - длинна воздушной линии, L=14 км

Xл =0,438Ч14=6,132 Ом

Проверим выбранное сечение по потере напряжения:

?U= ,%(33)

где Rл - активное сопротивление воздушной линии, Ом

Xл - реактивное сопротивление воздушной линии, Ом

U - напряжение питающей сети, В

= 0,92

=0,39

Выбранное сечение проходит по потере напряжения т. к. потеря составляет менее 5%.

Выберем кабель ААБ от ГПП до ТП1:

Расчетная активная мощность Рр=1026,425 кВт

Расчетная реактивная мощность Qр=375,8 кВАр

Расчетная полная мощность Sр=1093,1 кВА

Находим расчетный максимальный ток линии:

Iрмах=, А

Iрмах А

Определим экономическое сечение проводника:

Fэк=, мм2

где jэк=1,5 А/мм2

Fэк мм2

По расчетному экономическому сечению проводника определяем из таблицы ближайшее стандартное сечение и соответствующий ему длительно допустимый ток, оформляем запись выбранного проводника:

Fст=25 мм2

Iдд=90 А

AАБ-10(3х25) - алюминиевый кабель с бумажной пропитанной маслом изоляцией, алюминиевой оболочкой, броней выполненной в виде стальных лент. Напряжением 10 кВ, три жилы сечением по 25 мм2 каждая.

Проверим выбранное сечение по длительно допустимому току в аварийном режиме :

Iдд?2ЧIрп/а

где Iрп/а - ток расчетный послеаварийный

А?63,2А

Условие верное

Найдем расчетный ток после аварийный

Iрп/а=2ЧIрмах(34)

где Iрмах - ток расчетный максимальный, А

Iрп/а =2Ч31,6=63,2 А

Найдем активное сопротивление кабельной линии:

Rл=R0ЧL, Ом

где R0 = 1,24 Ом/км

L = 0,18 км

Rл =1,24Ч0,18=0,2232 Ом

Найдем реактивное сопротивление кабельной линии:

Xл=X0ЧL, Ом

где X0 =0,099 Ом/км

L = 0,18 км

Xл =0,099Ч0,18=0,0178 Ом

Проверим выбранное сечение по потере напряжения:

Cos?=0,94

sin?=0,34

?U=

?U =

Выбранное сечение проходит по потере напряжения т. к. потеря составляет менее 5%

Кабельные линии от ГПП до ТП2 и ТП3 рассчитываются аналогично.

Выберем кабель ААБ от ГПП до РП:

Расчетная активная мощность

Рр=199,4+1520=1720 кВт

Расчетная реактивная мощность

Qр=4474+730=774,74 кВАр

Расчетная полная мощность

Sр=, кВА Sр кВА

Находим расчетный максимальный ток линии:

Iрмах=, А

Iрмах А

Определим экономическое сечение проводника:

Fэк=, мм2

,где jэк=1,5 А/мм2.

мм2

По расчетному экономическому сечению проводника определяем из таблицы ближайшее стандартное сечение и соответствующий ему длительно допустимый ток, оформляем запись выбранного проводника.

Fст=35 мм2

Iдд=115 А

AАБ-10(3х35) - алюминиевый кабель с бумажной пропитанной маслом изоляцией, алюминиевой оболочкой, броней выполненной в виде стальных лент. Напряжением 10 кВ, три жилы сечением по 35 мм2 каждая.

Проверим выбранное сечение по длительно допустимому току в аварийном режиме :

Iрп/а=2ЧIрмах=2Ч54,6=109,2 А

Iдд?2ЧIрп/а

?109,2

Условие верное

Найдем активное сопротивление кабельной линии:

Rл=R0ЧL, Ом

где R0 = 0,89 Ом/км

L = 0,3 км

Rл =0,89Ч0,3=0,267 Ом

Найдем реактивное сопротивление кабельной линии:

Xл=X0ЧL, Ом

где X0 =0,095 Ом/км

L = 0,3 км

Xл =0,095Ч0,3=0,0285 Ом

Проверим выбранное сечение по потере напряжения:

Cos?=0,9

sin?=0,41

?U=

Выбранное сечение проходит по потере напряжения т. к. потеря составляет менее 5%

Выберем кабель ААБ от РП до ЭД по длительно допустимому току:

Определяем расчетный ток:

Iрмах=, А (35)

где Рр - расчетная активная мощность, кВт

U - напряжение сети, кВ

сos? - коэффициент мощности, сos?=0,9

Iрмах А

Условие выбора:

Iдд?Iр

?25,7

Выбираем сечение:

F=16мм2

ААБ-10(3х16) - алюминиевый кабель с бумажной пропитанной маслом изоляцией, алюминиевой оболочкой, броней выполненной в виде стальных лент. Напряжением 10 кВ, три жилы сечением по 16 мм2 каждая.

Расчеты по кабельным линиям сводим в таблицу 6.

2.6 Расчет токов КЗ

Расчетная схема для определения токов КЗ

Схема замещения

Мощность системы Sc=800 МВА

Относительное сопротивление системы =0,2

Рассчитываем сопротивления в относительных единицах.

Принимаются базисные величины:

Базисная мощность Sб=1000 МВА

Базисное напряжение до ГПП Uб1=Uср1=37 кВ

Базисное напряжение после ГГП Uб2=Uср2=10,5 кВ

Iб1=, кА(36)

где Sб - базисная мощность, МВА

Uср1 - среднее напряжение после ГПП, кВ

Iб1 кА

Определим базисный ток после ГПП:

Iб2=кА

Iб2 кА

Определим реактивное сопротивление системы:

Xc=, о.е.(37)

где - относительное сопротивление системы, о.е.

Sб - базисная мощность, МВА

Sс - мощность системы, МВА

Xc о.е.

Определим реактивное сопротивление воздушной линии:

Xвл=X0ЧLЧ, о.е.(38)

где X0 - удельное реактивное сопротивление, Ом/км

L - длинна воздушной линии, км

Sб - базисная мощность, МВА

Uср1 - среднее напряжение до ГПП, кВ

Xвл о.е.

Определим реактивное сопротивление на ГПП:

Xгпп=, о.е.(39)

где Uкз - напряжение короткого замыкания, %

Sб - базисная мощность, МВА

Sнт - номинальная мощность трансформатора, МВА

Xгпп о.е.

Определим реактивное сопротивление кабельной линии:

Xкл=X0ЧLЧ, о.е.

Xкл о.е.

Определим активное сопротивление кабельной линии:

Rкл=R0ЧLЧ, о.е.(40)

где R0 - удельное активное сопротивление, Ом/км

L - длинна кабельной линии, км

Sб - базисная мощность, МВА

Uср1 - среднее напряжение после ГПП, кВ

Rкл о.е.

Определим полное сопротивление кабельной линии:

Zкл=, о.е.(41)

где Rкл - относительное активное сопротивление кабельной линии, о.е.

Xкл - относительное реактивное сопротивление кабельной линии, о.е.

Zкл о.е.

Найдем результирующее сопротивление до точки КЗ1:

Xрез1=Xс+Xвл, о.е.(42)

где Xс - реактивное сопротивление системы, о.е.

Xвл - реактивное сопротивление воздушной линии, о.е.

Xрез1=0,25+4,48=4,73 о.е.

Найдем результирующее сопротивление до точки КЗ2:

электроснабжение промышленный аппаратура нагрузка

Xрез2=Xрез1+Xгпп, о.е.(43)

где Xрез1 - результирующее сопротивление до точки КЗ1, о.е.

Xгпп - реактивное сопротивление на ГПП, о.е.

Xрез2=4,73+18,75=23,48 о.е.

Найдем результирующие сопротивления до точки КЗ3:

Xрез3=Xрез2+Xкл, о.е.(44)

где Xрез2 - результирующее сопротивление до точки КЗ2, о.е.

Xкл - реактивное сопротивление кабельной линии, о.е.

Xрез3=23,48+0,26=23,74 о.е.

Rрез3=2,4 о.е.

Найдем ток КЗ для точки КЗ1:

Iкз1=, кА (45)

где Iб1 - базисный ток до ГПП, кА

Xрез1 - результирующее сопротивление до точки КЗ1, о.е.

Iкз1

Найдем ток КЗ для точки КЗ2:

Iкз2=

Iкз2

Найдем ток КЗ для точки КЗ3:

Iкз3=

Iкз3

Определим ударный ток для точки КЗ1:

Iу1=, кА(46)

где -ударный коэффициент, примем Ку=1,8

- ток короткого замыкания точки ЗК1:

Iу1 кА

Определим ударный ток для точки КЗ2:

Iу2=, кА

Iу2

Определим ударный ток для точки КЗ3:

Iу3=, кА

Iу3 кА

Для цепи с активным сопротивлением Ку находим по графику в зависимости от f(), поэтому Ку для точки КЗ3 будет равен 1,7.

Находим мощность при КЗ для точки КЗ1:

Sкз1=, МВА (47)

где Sб - базисная мощность, МВА

Xрез1 - результирующее сопротивление для точки КЗ1

Sкз1 МВА

Находим мощность при КЗ для точки КЗ2:

Sкз2=, МВА

Sкз2 МВА

Находим мощность при КЗ для точки КЗ3:

Sкз3=, МВА

Sкз3 МВА

Проверим сечение кабеля на термическую стойкость тока КЗ:

Для точки КЗ2:

Время затухания апериодической составляющей тока КЗ Tа=0,01 с

Время отключения Tоткл=0,5 с

Коэффициент зависящий то материала проводника и температуры С=85

Найдем тепловой импульс тока КЗ:

Bк=, кА2?с (48)

где Iкз2 - ток короткого замыкания точки КЗ2, кА

tоткл - время отключения, с

Tа - время затухания апериодической составляющей, с

Bк кА2?с

Найдем минимальное сечение по термической стойкости:

Fmin(тс)=, мм2 (49)

где Bк - тепловой импульс тока КЗ, кА2?с

С - коэффициент зависящий то материала проводника и температуры

Fmin(тс) мм2

F?Fmin(тс)

Сечение кабельной линии для точки КЗ2 будет проверено:

А)от ГПП до РП

?5,5 мм2

Б)от ГПП до ТП1

?5,5 мм2

В)от ГПП до ТП2

?5,5 мм2

Г)от ГПП до ТП3

?5,5 мм2

Условия верные

Для точки КЗ3:

Время затухания апериодической составляющей тока КЗ Tа=0,01 с

Время отключения Tоткл=0,1 с

Коэффициент зависящий то материала проводника и температуры С=85

Найдем тепловой импульс тока КЗ:

Bк=, кА2?с

Bк кА2?с

Найдем минимальное сечение по термической стойкости:

Fmin(тс)=, мм2

Fmin(тс) мм2

Проверяем сечение кабельной линии от РД до ЭД

F?Fmin(тс)

?8,9 мм2

Условие верное

2.7 Выбор аппаратуры напряжением выше 1000 В. Проверка аппаратов и токоведущих частей на действие токов короткого замыкания

Таблица 6. Выбор разъединителя на высокой стороне ГПП.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=35кВUн.эу=35 кВUн?Uн.эу 35 кВ=35 кВIн=630 АIр.п/а=91 АIн?Iр.п/а 630 А > 91 АРВ-35/630У3Проверим по термической стойкости:It=20 кА tt=4 cIкз1=3,3 кА

Разъединитель проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=57 кАIу1=8,4 кАIдин.ст?Iу1 57 кА > 8,4 кАРазъединитель проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем РВ-35/630У3Разъединитель внутренней установки; номинальное напряжение - 35 кВ; номинальный ток - 630 А; предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

Таблица 7. Выбор отделителя на высокой стороне ГПП.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=35кВUн.эу=35 кВUн?Uн.эу 35 кВ=35 кВIн=630 АIр.п/а=91 АIн?Iр.п/а 630 А > 91 АОД-35/630У1Проверим по термической стойкости:It=12,5 кА tt=4 cIкз1=3,3 кА

Отделитель проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=80 кАIу1=8,4 кАIдин.ст?Iу1 80 кА > 8,4 кАОтделитель проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ОД-35/630У1Отделитель двухколонковый; номинальное напряжение - 35 кВ; номинальный ток - 630 А; предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается на открытом воздухе.

Таблица 8. Выбор короткозамыкателя на высокой стороне ГПП.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=35кВUн.эу=35 кВUн?Uн.эу 35 кВ=35 кВКРН-35У1Проверим по термической стойкости:It=12,5 кА tt=4 cIкз1=3,3 кА

Короткозамыкатель проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=42 кАIу1=8,4 кАIдин.ст?Iу1 42 кА > 8,4 кАКороткозамыкатель проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем КРН-35У1Короткозамыкатель рубящего типа; наружной установки; номинальное напряжение - 35 кВ; предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается на открытом воздухе.

Таблица 9. Выбор трансформатора тока на высокой стороне ГПП

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=35кВUн.эу=35 кВUн?Uн.эу 35 кВ=35 кВIн1=630 А Iн2=5 АIр.п/а=91 АIн1?Iр.п/а 100 А > 91 А Nта=ТФЗМ-35АПроверим по термической стойкости:It=3,5 кА tt=4 cIкз1=3,3 кА

Трансформатор тока проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=21 кАIу1=8,4 кАIдин.ст?Iу1 21 кА > 8,4 кАТрансформатор тока проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ТФЗМ-35АТрансформатор тока с фарфоровой изоляцией; с обмоткой звеньевого типа; маслонаполненный; номинальное напряжение - 35 кВ; предназначен для наружной установки.

Таблица 10. Выбор предохранителя на высокой стороне ГПП.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=35кВUн.эу=35 кВUн?Uн.эу 35 кВ=35 кВПКТ 101-35-2-8У3Предохранитель кварцевый для защиты силовых трансформаторов и линий; наличие ударного устройства; номинальное напряжение - 35 кВ; номинальный ток предохранителя -2 А; номинальный ток отключения - 8 кА; предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

Таблица 11. Выбор трансформатор напряжения на высокой стороне ГПП.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=35кВUн.эу=35 кВUн?Uн.эу 35 кВ=35 кВНОМ-35-66У1Трансформатор напряжения однофазный; с естественным масляным охлаждением; класс напряжения - 35 кВ; год разработки - 1966г.; номинальный ток отключения - 2,5 кА; предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается на открытом воздухе.

Таблица 12. Выбор силового выключателя на низкой стороне ГПП.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10 кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн=320 АIр.п/а=312,7 АIн?Iр.п/а 320 А > 312,7 АIоткл.Н=10 кАIк2=0,66 кАIоткл.Н?Iк2 10 кА > 0,66 кАВММ-10А-320-10У2Проверим по термической стойкости:It=10 кА tt=3 cIкз2=0,66 кА

Силовой выключатель проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=25,5 кАIу2=1,66 кАIдин.ст?Iу2 25,5 кА > 1,66 кАСиловой выключатель проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения - 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха.

Таблица 13. Выбор на высокой стороне ГПП.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн1=400 А Iн2=5 АIр.п/а=312,7 АIн1?Iр.п/а 400 А > 312,7 А Nта=ТПЛК-10Проверим по термической стойкости:It=18,9 кА tt=4 cIкз2=0,66 кА

Трансформатор тока проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=74,5 кАIу2=1,66 кАIдин.ст?Iу1 74,5 кА > 1,66 кАТрансформатор тока проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ТПЛК-10Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ;Таблица 14. Выбор силового выключателя на КЛ от ГПП до РП

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10 кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн=320 АIр.п/а=109,2 АIн?Iр.п/а 320 А > 109,2 АIоткл.Н=10 кАIк2=0,66 кАIоткл.Н?Iк2 10 кА > 0,66 кАВММ-10А-320-10У2Проверим по термической стойкости:It=10 кА tt=3 cIкз2=0,66 кА

Силовой выключатель проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=25,5 кАIу2=1,66 кАIдин.ст?Iу2 25,5 кА > 1,66 кАСиловой выключатель проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения - 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха.

Таблица 15. Выбор трансформатора тока на КЛ от ГПП до РП.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн1=150 А Iн2=5 АIр.п/а=109,2 АIн1?Iр.п/а 150 А > 109,2 А Nта=ТПЛК-10Проверим по термической стойкости:It=7,1 кА tt=3 cIкз2=0,66 кА

Трансформатор тока проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=74,5 кАIу2=1,66 кАIдин.ст?Iу1 74,5 кА > 1,66 кАТрансформатор тока проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ТПЛК-10Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ.

Таблица 16. Выбор силового выключателя на высокой стороне ТП1.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10 кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн=320 АIр.п/а=31,6 АIн?Iр.п/а 320 А > 31,6 АIоткл.Н=10 кАIк2=0,66 кАIоткл.Н?Iк2 10 кА > 0,66 кАВММ-10А-320-10У2Проверим по термической стойкости:It=10 кА tt=3 cIкз2=0,66 кА

Силовой выключатель проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=25,5 кАIу2=1,66 кАIдин.ст?Iу2 25,5 кА > 1,66 кАСиловой выключатель проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения - 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха.

Таблица 17. Выбор трансформатора тока на высокой стороне ТП1.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн1=50 А Iн2=5 АIр.п/а=31,6 АIн1?Iр.п/а 50 А > 31,6 А Nта=ТПЛК-10Проверим по термической стойкости:It=2,36 кА tt=3 cIкз2=0,66 кА

Трансформатор тока проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=14,8 кАIу2=1,66 кАIдин.ст?Iу1 14,8 кА > 1,66 кАТрансформатор тока проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ТПЛК-10Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ.

Таблица 18. Выбор силового выключателя на высокой стороне ТП2.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10 кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн=320 АIр.п/а=70,5 АIн?Iр.п/а 320 А > 70,5 АIоткл.Н=10 кАIкз2=0,66 кАIоткл.Н?Iк2 10 кА > 0,66 кАВММ-10А-320-10У2Проверим по термической стойкости:It=10 кА tt=3 cIкз2=0,66 кА

Силовой выключатель проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=25,5 кАIу2=1,66 кАIдин.ст?Iу2 25,5 кА > 1,66 кАСиловой выключатель проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения - 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха.

Таблица 19. Выбор трансформатора тока на высокой стороне ГПП.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн1=100 А Iн2=5 АIр.п/а=70,5 АIн1?Iр.п/а 100 А > 70,5 А Nта=ТПЛК-10Проверим по термической стойкости:It=4,72 кА tt=3 cIкз2=0,66 кА

Трансформатор тока проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=74,5 кАIу2=1,66 кАIдин.ст?Iу1 74,5 кА > 1,66 кАТрансформатор тока проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ТПЛК-10Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ.

Таблица 20. Выбор силового выключателя на высокой стороне ТП3.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10 кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн=320 АIр.п/а=70,2 АIн?Iр.п/а 320 А > 70,2 АIоткл.Н=10 кАIк2=0,66 кАIоткл.Н?Iк2 10 кА > 0,66 кАВММ-10А-320-10У2Проверим по термической стойкости:It=10 кА tt=3 cIкз2=0,66 кА

Силовой выключатель проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=25,5 кАIу2=1,66 кАIдин.ст?Iу2 25,5 кА > 1,66 кАСиловой выключатель проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения - 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха.Таблица 21. Выбор трансформатора тока на высокой стороне ТП3.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн1=100 А Iн2=5 АIр.п/а=70,2 АIн1?Iр.п/а 100 А > 70,2 А Nта=ТПЛК-10Проверим по термической стойкости:It=4,72 кА tt=3 cIкз2=0,66 кА

Трансформатор тока проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=74,5 кАIу2=1,66 кАIдин.ст?Iу1 74,5 кА > 1,66 кАТрансформатор тока проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ТПЛК-10Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ.

Таблица 22. Выбор силового выключателя для ЭД.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10 кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн=320 АIр.п/а=25,7 АIн?Iр.п/а 320 А > 25,7 АIоткл.Н=10 кАIк3=2,3 кАIоткл.Н?Iк2 10 кА > 2,3 кАВММ-10А-320-10У2Проверим по термической стойкости:It=10 кА tt=3 cIкз3=2,3 кА

Силовой выключатель проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=25,5 кАIу3=4,68 кАIдин.ст?Iу2 25,5 кА > 4,68 кАСиловой выключатель проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения - 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха.

Таблица 23. Выбор трансформатора тока для ЭД.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн1=30 А Iн2=5 АIр.п/а=25,7 АIн1?Iр.п/а 30 А > 25,7 А Nта=ТПЛК-10Проверим по термической стойкости:It=1,42 кА tt=3 cIкз3=2,3 кА

Трансформатор тока проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=7,4 кАIу3=4,68 кАIдин.ст?Iу1 7,4 кА > 4,68 кАТрансформатор тока проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ТПЛК-10Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ.

Таблица 24. Выбор силового выключателя на высокой стороне ТП4.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10 кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн=320 АIр.п/а=109,2 АIн?Iр.п/а 320 А > 109,2 АIоткл.Н=10 кАIкз3=2,3 кАIоткл.Н?Iк2 10 кА > 2,3 кАВММ-10А-320-10У2Проверим по термической стойкости:It=10 кА tt=3 cIкз3=2,3 кА

Силовой выключатель проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=25,5 кАIу3=4,68 кАIдин.ст?Iу2 25,5 кА > 4,68 кАСиловой выключатель проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения - 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха.

Таблица 25. Выбор трансформатора тока на высокой стороне ТП4.

Паспортные данныеРасчетные данныеСравнениеUн=10кВUн.эу=10 кВUн?Uн.эу 10 кВ=10 кВIн1=200 А Iн2=5 АIр.п/а=109,2 АIн1?Iр.п/а 200 А > 109,2 А Nта=ТПЛК-10Проверим по термической стойкости:It=9,45 кА tt=3 cIкз3=2,3 кА

Трансформатор тока проходит по термической стойкостиПроверим по электродинамической стойкости:Iдин.ст=74,5 кАIу3=4,68 кАIдин.ст?Iу1 74,5 кА > 4,68 кАТрансформатор тока проходит по электродинамической стойкостиОкончательно выбираем ТПЛК-10Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ.

Выберем шину на низкой стороне ГПП:

Сечение шин выбирается по длительно допустимому току и проверяется на электрическую и электродинамическую стойкость.

Условие выбора по длительно допустимому току:

Iдд ? Iрп/а

Iрп/а=312,7 А

Выберем Iдд=365 А,

А>312,7 А

Сечение шины F=120 мм2

Выбираем алюминиевую шину прямоугольного сечения А30х4

Проверим то термической стойкости:

Определим тепловой импульс тока КЗ:

Bк=, кА?с

Bк=0,662Ч(0,3+0,01)=0,14 кА?с

Условие проверки по термической стойкости F?Fмин

Определим минимально допустимое сечение по условию термической стойкости. Коэффициент зависящий от материала и температуры примем С=88.

Fмин=, мм2

Fмин= мм2

мм2 > 4,3 мм2

Сечение шины проходит по термической стойкости.

Проверим по электродинамической стойкости:

Определим электродинамическую силу, действующую на эту шину:

Fэл.д=, Н (50)

где l - расстояние между изоляторами шинной конструкции, см - ударный ток короткого замыкания для точки КЗ2, кА

d - расстояние между шинами соседних фаз, см

Fэл.д=

Определим изгибающий момент, который создает эта сила:

M=, Н?м(51)

где Fэл.д - электродинамическая сила, действующая на эту шину, Н

l -расстояние между изоляторами шинной конструкции, М

M= Н?м

Определим механические напряжения в материале шин от изгиба:

?расч=, МПа(52)

где М - изгибающий момент, который создает сила, Н?м

W - момент сопротивления сечения, который зависит от формы и расположения шин, см3

Выберем расположение шин плашмя.

Определим момент сопротивления сечения:

W=, см3 (53)

где b - ширина сечения шины, см

h - длинна сечения шины, см

W= см3

?расч= МПа

Условие проверки шин на электродинамическую стойкость:

?расч ? ?доп

Для алюминиевых шин ?доп=75 МПа

,32 МПа<75МПа

Шина проходит по электродинамической стойкости.

Окончательно выбираем алюминиевую шину прямоугольного сечения А30х4.

3. Охрана труда и противопожарная безопасность

3.1Организационные и технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ в ЭУ

3.1.1Организационные мероприятия:

1.Оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

.Допуск к работе;

.Надзор во время работы

.Оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончание работы.

.1.2Технические мероприятия:

При подготовке рабочего места со снятием напряжения должны быть в указанном порядке выполнены следующие технические мероприятия:

1.Произвести необходимые отключения и принять меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов.

2.Вывесить запрещающие плакаты на проводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов.

3.Проверить отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током.

4.Наложить заземление (включить заземляющие ножи, а там где они отсутствуют, установить переносные заземления).

5.Вывесить указательные плакаты «Заземлено», оградить при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части, вывесить предупреждающие и предписывающие плакаты.

3.2Классификация средств защиты от поражения электрическим током

Все защитные средства делятся на основные и дополнительные.

Основными защитными средствами называются такие, которые надёжно выдерживают рабочее напряжение электроустановки и при помощи которых допускается касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением.

Дополнительными защитными средствами являются такие, которые сами не могут обеспечивать безопасность при касании токоведущих частей, но дополняют основные защитные средства, а также служит для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага.

К основным защитным средствам, применяемых в электроустановках напряжением до 1000 В, относятся:

а)Диэлектрические перчатки;

б)Инструменты с изолированными рукоятками;

в)Указатели напряжения;

г)Изолирующие и электроизмерительные клещи;

д)Изолирующие штанги.

К дополнительным защитным средствам, применяемых в электроустановках напряжением до 1000 В, относятся:

а)Диэлектрические галоши;

б)Диэлектрические резиновые коврики;

в)Изолирующие подставки.

К основным защитным средствам, применяемых в электроустановках напряжением выше 1000 В, относятся:

а)Изолирующие штанги всех видов;

б)Изолирующие и электроизмерительные клещи;

в)Устройства и приспособления для обеспечения безопасности труда при проведении испытаний и измерений в электроустановках;

г)Прочие средства защиты, изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ под напряжением в электроустановках напряжением 110 кВ и выше (полимерные изоляторы, изолирующие лестницы и т.п.).

К дополнительным защитным средствам, применяемых в электроустановках напряжением выше 1000 В, относятся:

а)Диэлектрические перчатки;

б)Диэлектрические боты и ковры;

в)Изолирующие подставки и накладки;

г)Штанги для переноса и выравнивания потенциала.

Индивидуальные средства защиты - средства защиты, надеваемые на тело человека или его части или используемые им. К индивидуальным средствам защиты относятся:

а)Каски защитные;

б)Защитные очки;

в)Щитки защитные для электросварщиков;

г)Рукавицы специальные;

д)Противогазы и респираторы;

е)Предохранительные монтерские пояса или страховочные канаты.

Заключение

В данном курсовом проекте мы рассчитали электрические нагрузки, компенсацию реактивной мощности завода строительной промышленности и выбрали стандартные компенсирующие устройства. А также рассчитали и выбрали трансформаторы на цеховых подстанциях, электрические сети напряжением выше 1000 В. Выбрали схему электроснабжения, рассчитали токи короткого замыкания, выбрали аппаратуру напряжением выше 1000 В и проверили их на действие токов короткого замыкания.

Список литературы

1. И.П. Крючков, Н.Н. Кувшинский, Б.Н. Неклепаев. «Электрическая часть электростанций и подстанций - справочные материалы». 2008г.

. Л.Л.Коновалова, Л.Д. Рожкова. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок». 2009г.

. Ю.Д.Сибикин, М.Ю.Сибикин, В.А.Яшков. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок». 2008г.

. Л.Д. Рожкова, В.С.Козулин. «Электрооборудование станций и подстанций». 2010г.

Министерство труда занятости и трудовых ресурсов Новосибирской области Искитимский филиал ГБОУ СПО Новосибирский монтажный техникум

Больше работ по теме: