Реферат: Электроснабжение завода
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.
Наименование |
Напряжение,
кВ |
Кап. затраты,
к, тыс.руб. |
Годовые эксп. расходы |
Год.расч.затр.,
тыс.руб/год |
Потери
эл.энергии DЭа, т.кВт/год |
Выход
цв.метал., Сцм |
Сп,
т.руб/год |
Са,
т.руб/год |
Сэ,
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
электроснабжения |
20/20 |
277,1 |
50,9 |
17,3 |
68,2 |
105 |
3265 |
23,9 |
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
|
|
Л-2
L=0,23 см
К2
~6,3 кв
1600 кВА
0,23-0,4 кВ
|
|
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= Хвб +Хсб=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
величина |
Расчетные
параметры |
Тип
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 |
Imax p=145
А
|
Iн дл =150 А
|
Iн дл ³ Imax p
|
Ном.ток
откл., кА |
I”=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 |
Imax p=145
А
|
Iн дл =400 А
|
Iн дл ³ Imax p
|
Ном.ток
динам.уст.:
а)
амплит.знач., кА
|
iу=21,6 кА |
iн дин=50 кА
|
iн дин³ iу
|
б)
действ.знач., кА |
Iу=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
величина |
Расчетные
параметры |
Марка
сечения шин |
Номин.
данные шин |
Формулы
для проверки и расчета |
Шины ГПП |
Длительный
допустимый ток, А |
Imax p=1690
А
|
|
Iдоп =400 А
|
Iдоп ³ Imax p
|
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.
|