Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Курсовая работа

Разработка оптимальной схемы электроснабжения завода



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Основная часть

1.1 Характеристика предприятия и его электроприемников

1.2 Расчет электрических нагрузок. Картограмма

1.5 Компенсация реактивной мощности

1.6. Выбор мощности трансформаторов ГПП

1.7 Выбор схемы электроснабжения предприятия

1.8 Расчет токов короткого замыкания

1.9 Выбор и проверка оборудования на ГПП

1.9.1. Выбор оборудования на стороне высшего напряжения

1.9.2 Выбор комплектных распределительных устройств (КРУ) на ГПП и выключателей для КРУ на стороне низшего напряжения

1.9.3 Выбор трансформаторов тока на стороне низшего напряжения

1.9.4 Выбор измерительных трансформаторов напряжения

1.9.5 Выбор выключателей нагрузки и предохранителей для цеховых ТП44

1.9.6 Выбор трансформаторов собственных нужд ГПП

1.10 Выбор сечения проводников питающих и распределительных сетей46

1.11 Выбор элементов силовой сети заготовительно-сварочного участка

Расчет токов короткого замыкания напряжением до 1000 В

1.12 Выбор защит трансформаторов ГПП и расчёт защит одной из отходящих линий

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

картограмма электрическая нагрузка завод трансформатор



ВВЕДЕНИЕ

Для передачи и распределения электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества от энергосистем промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие из системы внешнего электроснабжения, внутризаводского и цехового распределения электрической энергии.

Схема электроснабжения промышленных предприятий должна удовлетворять следующим требованиям - удобство и безопасность в эксплуатации, качество электроэнергии, надежность питания в нормальном и послеаварийном режимах, резервирование и защита отдельных элементов. Поэтому на стадии проектирования нужно задаться необходимым уровнем надежности и качества электрической энергии соответствующим той или иной категории потребителей. Требования, предъявляемые к электроснабжению предприятия, зависят от - технологического процесса, занимаемой площади и установленной электрической мощностью.

Целью курсового проекта является разработка оптимальной схемы электроснабжения завода высоковольтного оборудования, которая обеспечит бесперебойное и качественное снабжение предприятия.

Исходные данные

Таблица 1.1-Электрические нагрузки участка пластмасс

Номер по плану	Наименование электроприемника	РН, кВт	Коэффициент использования, Kи	cos ц
1,14,9,25,32	Вентилятор	10	0,07	0,85
2,4,6	Установка ВЧ нагрева	15	0,7	0,7
15,26,28	Установка ВЧ нагрева	18	0,7	0,7
3,5,7	пресс	23	0,35	0,9
16,27,29	пресс	42	0,35	0,9
8,10,13	пресс	32	0,3	0,9
33	пресс	14	0,35	0,9
11,12	Станок для обработки пластмасс	7	0,2	0,65
22,23,30,31	Станок для обработки пластмасс	7,5	0,2	0,65
17,18,19,20	термопластавтомат	4,2	0,5	0,9
21,24	термопластавтомат	7	0,5	0,9

Таблица 1.2 - Электрические нагрузки завода ДВС

Номер цеха по плану	Наименование цеха	Кол - во ЭП	Мощность одного, кВт	Суммарная мощность, кВт
1	2	3	4	5
1	Цех сборки	200	1…100	2650
2	Заготовительно - сварочный цех	160	10…100	3600
3	Цех пластмасс	80	1…100	2750
3а	Участок пластмасс	См. данные участка
4	Цех нормалей	70	1…50	1900
5	Аппаратный цех	75	10…80	2300
6	Электролитейный цех А) силовая 0,4 кВ Б) высоковольтные ДСП	65 4	10…63 2500	2250 10000
1	2	3	4	5
7	Цех обработки плит	50	10…40	1260
8	Склад готовой продукции	25	1…20	120
9	Материальный склад	22	1…14	220
10	Гальванический цех	50	10…40	1500
11	Механо - сварочный цех	65	2,2…75	1240
12	Электроцех	45	1….20	370
13	Заводоуправление, столовая	45	1…40	400
14	Насосная, компрессорная
	а.)_ силовая 0,4 кВ	25	10…40	620
	б.) СД 10 кВ	4	500	2000



1. Основная часть

1.1 Характеристика предприятия и его электроприемников

Завод ДВС относится к тяжелой отрасли машиностроения. Основной продукцией является различные двигатели. Работа на заводе организована в две смены.

На территории предприятия расположены 14 цехов, склады, а также заводоуправление, столовая, компрессорная.

В составе цехов есть потребители I, II, и III категории электроснабжения.

В большинстве цехов основными потребителями являются электроприемники II категории надежности электроснабжения, отключение которых может привести к нарушению технологического процесса и массовому недоотпуску продукции.

В число потребителей I категории входят: компрессорная. Перебои в электроснабжении потребителей I категории может привести к серьезному нарушению технологического процесса, в результате чего предприятие может понести крупные убытки, а также возникнуть угроза для жизни людей.

В электролитейном цехе установлены дуговые сталеплавильные печи. В компрессорной установлены синхронные двигатели напряжением 10 кВ.

К потребителям III категории можно отнести: заводоуправление, столовую, и склады.

1.2 Расчет электрических нагрузок. Картограмма

Расчет нагрузок выполняем согласно с «Указаниями по расчету электрических нагрузок. РТМ 36.18.32.4-92», приведенному в приложении А» [1].

Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование, провода и кабели системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии.

Используя спецификацию оборудования цеха производим расчет мощности цеха. Намечаем к установке в цехе для питания электроприемников два распределительных шинопровода.

Все электроприемники группируются по характерным категориям с одинаковыми значениями коэффициента использования К_и и коэффициента активной мощности cos. По известному cos рассчитывается , величины мощностей и :

; (1.1)

; (1.2)

(1.3)

где - коэффициент использования активной мощности электроприемника;

п - количество однотипных электроприемников;

- номинальная мощность электроприемника, кВт;

- коэффициент реактивной мощности.

Позиция 1,14,9- Вентилятор P_н=10 кВт, n =3.

; cos =0,85; ;

Аналогично производим расчет для станков другой мощности (таблица 1.3).

Эффективное число электроприемников участка определяется по выражению:



, ^(1.4)

где - суммарная мощность всех ЭП, установленных на участке, кВт;

- сумма квадратов номинальных активных мощностей отдельных групп ЭП участка, кВт.

Найденное значение n_эф округляется до ближайшего меньшего числа. В случае если n_эф>n, то n_эф принимается равным n.

Для нахождения расчетного коэффициента Кр определяется групповой коэффициент использования по формуле:

(1.5)

где - суммарная средняя активная мощность ЭП, установленных на участке, кВт.

По найденным значениям К_и и n_эф по методическим указаниям [1] находится .

Групповой коэффициент использования и эффективное число ЭП для ШР 1:

;

По найденным значениям К_и и n_эф по методическим указаниям [1] находим =1,28.

Расчетные мощности , , определяются по формулам:



; (1.6)

если ; и если >10; (1.7)

(1.8)

Если окажется меньше мощности наибольшего ЭП группы, то следует принять

Расчетные мощности ШР 1:

Значение токовой расчетной нагрузки для ШС1 определится:

Расчет нагрузок участка пластмасс сводим в таблицу 1.3.

Нагрузка электрического освещения определяется по удельной мощности освещения Руд, площади цехов и территории завода. Площади определяются по масштабу генплана в реальном измерении. По справочнику выбирается удельная мощность нагрузок производственных зданий, тип ламп освещения и коэффициент спроса К_с.

Расчетная осветительная нагрузка определяется с учетом коэффициента спроса К_с. При расчете необходимо учитывать коэффициент мощности для осветительных установок. Для люминесцентных ламп он равен 0,9, а для ламп типа ДРЛ и ДРИ - 0,5.

Расчетная нагрузка освещения определяется по формуле:

_, (1.9)

, (1.10)



где - установленная активная мощность освещения цеха, кВт;

- коэффициент спроса (принимаем по [1]).

, (1.11)

где - удельная мощность осветительной нагрузки цеха, кВт/м²;

- площадь цеха, м².

Расчет осветительной нагрузки цеха нормалей:

; ;

При расчете освещения учитывается и наружное освещение предприятия.

Р_н.о. = Р_уд ·(S_n -?S_ц,) • К_с, (1.12) где F_п = 185409 м² - площадь завода;

Р_н.о. = 190,9 кВт.

Расчет осветительной нагрузки по цехам сводим в таблицу 1.4.

Расчет нагрузок по цеху и в целом по заводу отличается тем, что при отсутствии полного перечня мощностей ЭП, эффективное число ЭП определяю по упрощенному выражению:

, (1.13)

где - суммарная активная нагрузка ЭП, установленных в цехе, кВт;

- номинальная активная мощность ЭП, установленного в цехе, кВт.

Определяем эффективное число электроприемников для Заготовительно- сварочный цех

Найденное значение n_эф округляется до ближайшего меньшего числа. В случае если n_эф>n, то n_эф принимается равным n.

Принимаем эффективное число электроприемников равным 21.

Для остальных цехов расчет аналогичен.

Расчетные мощности по цеху определяется по формуле:

; (1.14)

, (1.15)

где - расчетный коэффициент;

- коэффициент реактивной мощности;

- средняя активная мощность, кВт.

Нагрузки от высоковольтных ЭП в цехах определяются по формулам:

- при количестве высоковольтных ЭП n?2 расчетные мощности равны средним, и для них nэф равно n , а =1.

; (1.16)

. (1.17)

К полученным активным и реактивным мощностям силовых ЭП до 1кВ прибавляются расчетные мощности осветительной нагрузки P_р.о и Q_р.о.

Нагрузка на шинах низшего напряжения головной понизительной подстанции (ГПП) находится следующим образом: суммируются значения УР_н, УР_ср, УQ_ср и определяется групповой коэффициент использования по формуле:



, (1.18)

(1.19)

По найденному значению и предполагаемому числу высоковольтных присоединений N на ГПП и заводу в целом находим значения коэффициента одновременности .

Расчетные мощности и определяются по выражениям:

; (1.20)

; (1.21)

.

Результирующая нагрузка на стороне ВН по заводу определяется с учетом средств компенсации реактивной мощности и потерь мощности в цеховых трансформаторах.

Потери в цеховых трансформаторах определяем по формулам:

; (1.22)

_, (1.23)



где - расчетная мощность нагрузки предприятия, кВ?А.

; (1.24)

; (1.25)

, (1.26)

где - коэффициент одновременности;

- суммарная активная нагрузка синхронных двигателей, кВт.

При предполагаемом числе высоковольтных присоединений в диапазоне 9-25 и =0,6 по таблице 3[5] находим значение =0,9.

кВт;

квар;

кВ·А;

кВт;

квар.

Расчет электрических нагрузок предприятия сводим в таблицу 1.5.

Картограмма нагрузок предприятия представляет собой размещенные по генеральному плану окружности, причем площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам цехов. Для каждого цеха наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок цеха.

Радиус окружности определяется по формуле:

, (1.27)

где - расчетная активная мощность цеха, кВт;

т - масштаб, кВт/мм²; т = 0,2 кВт/мм²;

Для наглядности представления структуры нагрузок, окружности делятся на сектора, площади которых соответствуют силовой, осветительной и высоковольтной нагрузкам.

Угол сектора, изображающего определенную нагрузку можно найти по формуле (на примере осветительной нагрузки):

, (1.28)

где - расчетная активная нагрузка цеха, кВт;

- мощность осветительной нагрузки, кВт.

Произведем расчет для цеха сборки:

Результаты расчетов и исходные данные для построения картограммы сводим в таблицу 1.6.

После построения картограммы нагрузок определяем центр активных нагрузок, на основании известной расчетной активной мощности.

Центр активной и реактивной нагрузки определяется по формулам:

(1.29)



(1.30)

где - расчетная активная нагрузка i-го цеха, кВт;

x_i и y_i - координаты центра электрических нагрузок i-го цеха, см.

Главную понизительную подстанцию следует располагать как можно ближе к центру нагрузок. Это позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электрической энергии и значительно сократить протяженность распределительных сетей.

1.3 Выбор напряжения электроснабжения

Выбор напряжения питающей и распределительной сетей зависит от мощности, потребляемой предприятием, его удаленности от источника питания, напряжения, имеющегося на источнике питания, количества и единичной мощности электроприемников.

На предприятии выбор напряжения внутрицехового электроснабжения в большинстве случаев зависит от типа электроприемников установленных в цехах и сетями освещения. В основном все электроприемники в цехах рассчитаны на питание от трехфазной сети напряжением 380 В, а сети освещения - на 220 В, следовательно напряжение 380/220 В наиболее целесообразно для внутрицехового электроснабжения.

Выбор внутризаводского электроснабжения в большей степени обусловлен наличием высоковольтных электроприемников. Так как на предприятии имеется высоковольтная нагрузка (синхронные двигатели на напряжение 10 кВ), то принимаем напряжение 10 кВ.

При выборе напряжения внешнего электроснабжения учитывается: расчетная мощность предприятия, длина питающей линии.

Приближенно рациональное напряжение внешнего электроснабжения можно определить по эмпирической формуле Стилла:

(1.31)

где Р - активная расчетная мощность предприятия, МВт;

L - расстояние до источника питания, км.

Учитывая мощность завода (Р =15 МВт ) предполагаем Uпит=110 кВ или Uпит=220 кВ, длина питающих линий 22 и 38 км соответственно.

Принимаем напряжение внешнего электроснабжения 110 кВ, расстояние до источника питания L=22 км.

1.4 Выбор количества и мощности трансформаторов цеховых подстанций

Выбор места расположения, числа и мощности цеховых трансформаторов ведется с учетом категории надежности потребителей, расчетной нагрузки, удельной плотности нагрузок, использования перегрузочной способности трансформатора, условий окружающей среды.

Количество трансформаторов на подстанции выбирается в зависимости от того, к какой категории электроснабжения относится нагрузка.

Однотрансформаторные подстанции рекомендуется применять для питания потребителей III категории и для питания потребителей II категории при наличии взаимного резервирования между подстанциями на низшем напряжении.

Двухтрансформаторные подстанции применяются при преобладании потребителей I и II категории, сосредоточенной нагрузки, отдельно стоящих объектов общезаводского назначения, для цехов с высокой удельной плотностью нагрузки (более 0,4 кВ·А./мІ).

Выбор места размещения трансформаторных подстанций (ТП) зависит от окружающей среды в цехе, то есть пожаро - или взрывоопасности, требований технологии, расположения ЭП в цехе. В зависимости от этого для производств с нормальной средой применяются внутри цеховые, для производств с пыльной, влажной и пожароопасной средой - встроенные и пристроенные, для взрывоопасных - отдельно стоящие трансформаторные подстанции.

Цеха с небольшой мощностью (до 200 кВ·А) рекомендуется присоединять к ТП близлежащего цеха. Оценить целесообразность присоединения указанных нагрузок с учетом расстояния L между ТП и присоединяемой нагрузкой можно по формуле:

кВ·А·м (1.32)

Номинальная мощность трансформаторов определяется по формуле:

(1.33)

где - суммарная расчетная нагрузка цеха (корпуса) или группы цехов, кВ?А;

- коэффициент загрузки трансформатора;

NТ - число трансформаторов на подстанции.

Проверку выбранной мощности трансформаторов с учетом требований взаимного резервирования и допустимой аварийной перегрузки производим по формуле:

(1.34)

где =0,85-0,9 - доля электроприемников I и II категорий в расчетной нагрузке;

=1,3 - допустимый коэффициент загрузки трансформаторов в аварийном режиме.

Коэффициент загрузки принимается: для двухтрансформаторных подстанций при преобладании нагрузок I категории - 0,65-0,75, при преобладании нагрузок II категории - 0,7-0,8;

для однотрансформаторных подстанций с учетом взаимного резервирования нагрузок II категории - 0,7-0,85, а при нагрузках III категории - 0,85-0,95.

Удельная плотность нагрузки цеха определяется:

(1.35)

где S_ц - площадь цеха, м².

Для цеха сборки

Если 0,1< S_y < 0,2 кВ·А/м²

s_t = 630-1000 кВ·А;

0,2< S_y < 0,3 кВ·А/м²

s_t = 1600 кВ·А;

0,3< S_y кВ·А/м²

s_t = 2500 кВ·А.

Для примера определим мощность трансформатора на ТП1

кВА. кВА.

Принимаем трансформатора 2500 кВА.

Результаты выбора трансформаторов цеховых ТП сводим в таблицу 1.7.

1.5 Компенсация реактивной мощности

Определим экономическую величину реактивной мощности, разрешенной потребителю в часы максимальных нагрузок в энергосистеме.

Эта величина задается через нормативное значение tgц_э=0,5 для 110 кВ:

,(1.36)

где Р_р - расчетная мощность завода

ДР_Тгпп - потери мощности в трансформаторах ГПП.

, (1.37)

кВт.

квар.

Находим необходимую мощность компенсирующих устройств (КУ) в целом для завода:



(1.38)

(1.39)

где Q_р - расчетная мощность завода,

ДQ_Тгпп - потери мощности в трансформаторах ГПП.

квар;

квар.

Найденную величину компенсирующих устройств необходимо распределить на напряжении 0,4 кВ.

Компенсирующие устройства размещают на стороне низшего напряжения цеховых подстанций пропорционально расчетным реактивным нагрузкам:

, (1.40)

где Q - мощность компенсирующих устройств в целом для предприятия, квар;

Q_Рi - расчетная реактивная мощность i подстанции;

?Q - суммарная реактивная мощность для предприятия, квар;

Для трансформаторной подстанции №1:

квар.

Принимаем к установке комплектные конденсаторы 2ЧУКМ-0,4-536 из стандартного ряда, для данной подстанции: Q_бк1 = 8Ч67 = 536 квар.

После того, как рассчитали и выбрали конденсаторные установки, необходимо уточнить количество и мощность трансформаторов для каждого цеха, для чего вновь определяется полная расчётная мощность цеха и коэффициент загрузки трансформаторов в нём:

(1.42)

Результаты расчета сводим в таблицу 1.8.

Таблица 1.8 - Расчёт компенсирующих устройств

Для трансформаторных подстанций выбираем трансформаторы типа ТМ (трехфазные масляные) по справочной литературе [1]. Технические данные трансформаторов заносим в таблицу 1.9

Таблица 1.9 - Выбор трансформаторов подстанций

Номер подстанции	Марка трансформатора	Номинальная мощность Sном, кВ•А	Номинальное напряжение обмоток, кВ	Потери, кВт	UКЗ, %	IХХ,%
			ВН	НН	?РХХ	?РКЗ
ТП1, ТП3	ТМ-2500/10	400	10,5	0,4	3,85	23,5	5,5	1
ТП4,ТП8,ТП6	ТМ-630/10	630	10,5	0,4	1,7	8,5	5,5	2
ТП2,ТП5,ТП7,ТП10,ТП11	ТМ-1000/10	1000	10,5	0,4	2,45	11	5,5	1,4
ТП9	ТМ-1600/10	1600	10,5	0,4	3,3	16,5	5,5	1,3

1.6 Выбор мощности трансформаторов ГПП

Для надежного электроснабжения предприятия, нагрузки которого представлены всеми тремя категориями, выбираем два трансформатора.

Выбор мощности трансформаторов ГПП производится на основании расчетной нагрузки предприятия S. Если на ГПП устанавливается два трансформатора, то расчетная мощность каждого из них определяется по условию:



(1.43)

где 0,7- коэффициент загрузки трансформатора.

кВА.

По расчетной мощности из ряда номинальных мощностей выбираем ближайшее стандартное значение мощности трансформатора 16000 кВА.

Проверяем на допустимую перегрузку в послеаварийном режиме при отключении одного из трансформаторов с учетом ограничения потребителей III категории:

(1.44)

где - расчетная нагрузка потребителей III категории, кВ•А;

1,3 - коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме.

кВ·А условие выполняется.

Таблица 1.10 - Характеристика трансформатора ТДН

Тип трансформатора	МВА	Номинальное напряжение, кВ	Потери, кВт	Uкз, %	1хх, %
		UBH	uhh	?PКЗ	?РXX	ВН
ТДН-16000/110	16	115	11	85	18	10,5	0,7

1.7 Выбор схемы электроснабжения предприятия

Выбор и построение схемы электроснабжения предприятия зависит от ряда факторов: расчетной нагрузки, требуемой степени надежности электроснабжения, месторасположение подстанции, особенностью окружающей среды, в которой должно работать электрооборудование.

Завод ДВС является энергоёмким предприятием, для которого возникает необходимость сооружения главной понизительной подстанции.

Так как, на заводе присутствуют электроприемники I и II категории, то ГПП запитываем по двухцепной линии электропередачи напряжением 110 кВ. ГПП присоединяется к питающей линии по радиальной схеме через разъединитель и выключатель. Для обеспечения требуемой степени надежности на стороне 10 кВ ГПП применяем две рабочие секционированные системы сборных шин с секционным выключателем.

Система электроснабжения внутри завода выполняется кабельными линиями, проложенными в траншеях по радиальной схеме. Двухтрансформаторные подстанции питаются двумя кабельными линиями, подключенными к разным секциям ГПП.

1.8 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания необходим для выбора и проверки защитно-коммутационных аппаратов по отключающей способности, на динамическую и термическую стойкость, на стойкость к токам короткого замыкания кабельных линии и измерительных трансформаторов, для расчета токов срабатывания и коэффициентов чувствительности устройств релейной зашиты.

При расчете токов короткого замыкания на напряжении выше 1000 В принимаем следующие расчетные условия: все источники, участвующие в подпитке места короткого замыкания работают одновременно и с номинальной нагрузкой; все синхронные машины снабжены АРВ и форсировкой возбуждения; при расчете токов короткого замыкания учитывается влияние синхронных электродвигателей, если они не отделены двумя и более трансформациями; в расчетной схеме точки КЗ выбираются такими, в которых токи КЗ будут иметь максимальное значение.

При расчете токов короткого замыкания составляем расчетную схему, в которую вводим все участвующие в питании короткого замыкания источники тока (генераторы, синхронные электродвигатели) и все элементы (трансформаторы, воздушные и кабельные линии) их связей с местом короткого замыкания и между собой. Расчет токов короткого замыкания выполняем в относительных единицах.

Расчет токов трехфазного короткого замыкания производим для следующих характерных точек:

а) на вводах обмотки высшего напряжения трансформатора ГПП - точка К1;

б) на стороне низшего напряжения ГПП за выключателем пассивного элемента- точка К2;

в) на вводе цехового трансформатора, от которого питается расчетный цех - точка К3 (расчет приведен в пункте 2.11.2);

Данные для расчета токов короткого замыкания: S_К.З = 1500 MB·A, l_wl = 22 км.

На вводах трансформатора ГПП со стороны питания (точка К1), на стороне низшего напряжения ГПП за выключателем пассивного элемента (точка К2) рисунок 1.1 и рисунок 1.2.

Выбираем базисные величины: = 1000 MB·А, кВ, кВ, =1. Определяем базисный ток:

, (1.45)

кА

(1.46)



Рисунок 1.1 - Расчетная схема Рисунок 1.2 - Схема замещения

Определяем сопротивления элементов схемы замещения в относительных единицах:

- относительное сопротивление системы

(1.47)

- относительное сопротивление линии электропередачи

(1.48)



где X_0wl -- удельное индуктивное сопротивление воздушной линии, Ом/км;

l_wl -- длина линии, км.

- относительное сопротивление трансформатора с расщепленной вторичной обмоткой

(1.49)

где - напряжение короткого замыкания, %;

- номинальная мощность трансформатора, МВ·А.

(1.50)

(1.51)

, (1.52)

Определяем ток короткого замыкания в точке К1:



(1.50)

Определим значения ударного тока короткого замыкания в точке К1:

(1.51)

=1,8 -принимаем по таблице 2.45 [16].

Значения токов короткого замыкания в точке К2 определяем с учетом подпитки места КЗ от синхронных электродвигателей. Расстояние от СД до ГПП составляет меньше 400 м, и поэтому сопротивлением кабельной линии пренебрегаем. Определяем ток короткого замыкания от энергосистемы:

(1.52)

Определяем ток подпитки от синхронных электродвигателей:

, (1.53)

где

(1.54)



где - количество синхронных электродвигателей;

- номинальная мощность, кВт.

Действующее значение суммарного тока короткого замыкания в точке К2:

(1.55)

Определим значение ударного тока короткого замыкания в точке К2:

(1.56)

На основании полученных в данном пункте токов КЗ будем выполнять проверку оборудования: на термическую стойкость к токам КЗ и отключающую способность на стороне высшего и низшего напряжения по токам и соответственно, на динамическую стойкость к токам КЗ - по токам и соответственно.

1.9 Выбор и проверка оборудования на ГПП

Выбор и проверка оборудования производится на основании результатов расчётов: номинального и аварийного режима, токов короткого замыкания и сравнения полученных данных с каталожными данными того или иного оборудования.

Результаты выбора оформляю в таблицы.

1.9.1 Выбор оборудования на стороне высшего напряжения

Определяем расчетный ток нагрузки в максимальном режиме, т.е. с учетом допустимых перегрузок линий, трансформаторов:

(1.57)

где - номинальная мощность силового трансформатора ГПП, кВ•А;

- номинальное напряжение, кВ.

Определяем ток термической устойчивости

(1.58)

где t_n - время действия тока КЗ, для ввода t_n=1,5 с

t_нту - время, к которому приведен номинальный ток термической устойчивости, t_нту=3c.

Результат выбора оборудования представлен в таблице 1.11.



Таблица 1.11 - Выбор аппаратов защиты на ГПП

Условия выбора	Расчетная величина	Разъединитель	Выключатель
Uн?Uр, кВ	110	110	110
Iн?Iраб.max, А	109	1000	1000
Iотк?,кА	4	-	50
iдин?iуд.к1, кА	10	80	80
Iтерм?,кА	4	31,5	50
tтерм? tф, сек	2	3	3
тип	-	РНДЗ-110/1000У1	ВБУ-110-50/1000У1

Для защиты электрооборудования от коммутационных и атмосферных перенапряжений применяются ограничители перенапряжений ОПН серии TEL, которые представляют собой резисторы без искровых промежутков. Ограничители перенапряжений выбираем по номинальному напряжению.

Данные выбора заносим в таблицу 1.12.

Таблица 1.12 - Параметры ограничителей перенапряжений

Тип	Uн, кВ	Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, кВ
ОПН 110/80-10 УХЛ1	110	80
ОПННп-110/56-10 УХЛ1	110	56

Производим выбор трансформаторов тока, встроенных в силовой трансформатор.

Таблица 1.13 - Выбор трансформаторов тока

Условия выбора	Расчетные величины	Паспортные данные	Тип трансформатора тока
UнUвн	110 кВ	110 кВ	ТВ110-IУ2 ХЛ2 300/5
IрабIрн(у)	109 А	200 А
	10	-
IнтуIнту(р)	4 кА	20 кА

1.9.2 Выбор комплектных распределительных устройств (КРУ) на ГПП и выключателей для КРУ на стороне низшего напряжения

Выбор КРУ осуществляем на основе рабочих максимальных токов ввода и наиболее загруженной линии, а также по номинальному напряжению.

Рассчитываем рабочие максимальные токи:

- для ввода , (1.59)

- для секционного выключателя:

, (1.60)

- для наиболее загруженной линии ГПП - ТП3:

При выборе выключателей необходимо первоначально выбрать тип КРУ и определить, комплектуются ли эти КРУ выбранными выключателями.

Выбор КРУ и выключателей сводим в таблицы 1.14 и 1.15.

Таблица 1.14 - Выбор КРУ

Серия КРУ КМ-1Ф	Uн, кВ	Iввода, А	Iотх.лин,А	Iтерм?, кА	iдин? iуд.к2, кА	Тип выключателя
						на ввод	на отходящие линии
Расчетные величины	10	1200	120	8,5	23	вакуумные
Каталожные данные	10	1600	630	20	51	ВВ/TEL-10-20/1000У3	ВВ/TEL-10-20/630У3

Таблица 1.15 - Выбор выключателей на ГПП

Условия выбора	вводной	секционный	на отходящих линиях
	Расчетная величина	Каталожные данные	Расчетная величина	Каталожные данные	Расчетная величина	Каталожные данные
Uн?Uр, кВ	10	10	10	10	10	10
Iн?Iраб.max, А	1200	1600	600	630	120	630
Iотк?,кА	8,5	20	8,5	20	8,5	20
iдин?iуд.к2, кА	23	52	23	52	23	52
Iтерм?, кА	8,5	20	8,5	20	8,5	20
tтерм? tф, сек	1,5	3	1,2	3	0,7	3
тип	ВВ/TEL-10-20/1600У3	ВВ/TEL-10-20/630У3	ВВ/TEL-10-20/630У3

1.9.3 Выбор трансформаторов тока на стороне низшего напряжения

Выбору и проверке подлежат трансформаторы тока, устанавливаемые на вводе, на линиях отходящих к цеховым подстанциям, СД, ДСП.

Трансформаторы тока выбираются по номинальному току и напряжению, мощности нагрузки катушек, класса точности и допускаемой погрешности, а также проверяют на термическую и динамическую устойчивость к токам короткого замыкания.

Номинальная мощность вторичной обмотки трансформатора должна быть не менее суммы мощности, потребляемой приборами и мощности теряемой в проводах и переходных контактах (таблица 1.14). Расчет производим для класса точности 0,5[1].

Рассчитываем рабочие максимальные токи:

- линия ГПП - ТП1

- линия ГПП - СД

- линия ГПП - ДСП

Для остальных линий расчет аналогичен, результаты расчета сводим в таблицу 1.17.

Определяем номинальную мощность нагрузки вторичной обмотки:

, (1.61)

где - суммарное расчетное сопротивление вторичной цепи, Ом.

, (1.62)

Где - суммарное сопротивление приборов, Ом;

- сопротивление проводов, Ом;

- сопротивление контактов, = 0,l Ом.

, (1.63)

где - суммарная мощность приборов, подключенных к вторичной обмотке трансформаторов тока (таблица 1.16.).



Таблица 1.16 - Нагрузка трансформаторов тока

Наименование прибора	Фаза А	Фаза В	Фаза С
Амперметр	0,1 В·А	-	-
Счетчик электрической энергии	0,5 В·А	-	0,5 В·А
Суммарная мощность приборов	0,6 В·А	-	0,5 В·А

Ом.

Для подключения приборов по условию механической прочности выбираем алюминиевый провод сечением S=4 ммІ, удельное сопротивление =0,028 Ом·ммІ/м.

Длина провода для вводных ячеек l=30м, для отходящих линий l=6м.

Определяем сопротивления проводов:

,(1.64)

где - удельное сопротивление алюминиевого провода, Ом·мм²/м;

l - длина провода, м;

S- сечение провода, мм².

Для ввода - Ом.

Для отходящих линий - Ом.

Суммарное расчетное сопротивление вторичной цепи и номинальная мощность нагрузки вторичной обмотки определятся:

для ввода = 0,024+0,21+0,1=0,334 Ом,

=5² · 0,334=8,35 В·А,

для отходящих линий = 0,024+0,042+0,1=0,166 Ом,



=5² · 0,166=4,15 В·А.

Таблица 1.17 Выбор трансформаторов тока

Условия выбора	Uн?Uр кВ	Iн?Iр.ут, А	iдин?I уд.к2, кА	Iтерм?, кА	Sн2?Sр, В•А	Zн2?Zр, Ом	Тип КI
ввод	Расчетные данные/ Каталожные данные							ТлК 10 1500/5
Секционный выключат.								ТлК 10 800/5
ГПП-ТП1 ГПП-ТП6								ТлК 10 50/5
ГПП-ТП3 ГПП-ТП4								ТлК 10 200/5
ГПП-ТП2								ТлК 10 50/5
ГПП-ТП5								ТлК 10 100/5
ГПП-СД								ТлК 10 100/5
ГПП-ДСП								ТлК 10 200/5

1.9.4 Выбор измерительных трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения позволяет уменьшить величину высокого напряжения до стандартного значения 100 В, отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения, а так же в некоторых случаях для контроля режима замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Выбор трансформатора напряжения производится по номинальному напряжению сети, классу точности и нагрузке, определяемой мощностью, которая потребляется катушками электромагнитных приборов, подключенных к данному трансформатору.



Таблица 1.18 - Расчет суммарной нагрузки трансформаторов напряжения

Наименование приборов	АВ	ВС	СА
Вольтметр	2Ч2 В·А	2Ч2 В·А	-
Реле напряжения	2Ч2 В·А	2Ч2 В·А	-
Счетчик электрической энергии	10Ч0,5 В·А	10Ч0,5 В·А	10Ч0,5 В·А
Суммарная нагрузка	13 В·А	13 В·А	5 В·А

Выбираем трансформатор напряжения типа НАМИ-10, с напряжением = 10000 В, =100 В, схема соединения Y·/Y·/L. Вторичная мощность S₂ = 150 В·А при классе точности 0,5.

Определяем потерю напряжения в соединительных проводах. Согласно ПУЭ потеря напряжения в проводах для коммерческих счетчиков не должна превышать 0,25%.

?U=,(1.65)

, (1.66)

, (1.67)

где - ток подключаемых приборов, А;

- сопротивление провода, Ом;

- удельное сопротивление провода, Ом·м; с_Al =0,028-10^-6 Ом·м;

l - длина провода, м;

S - сечение провода, м²;

- мощности приборов, включенных во вторичную цепь трансформаторов напряжения, В•А.



Принимаем l=20(м); S =4·10^-6 (м²), тогда:

Ом;

А;

0,25% > 0,14 %

Выбор трансформатора напряжения произведен верно.

Для трансформаторов напряжения выбираем предохранители по [1]:

А.

Результаты расчета и выбора сводим в таблицу 1.20.

Таблица 1.20 - Выбор предохранителей для ТН

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
Uн?Uр, кВ	10	10
Iп.вст?Iраб.max, А	0,017	-
Iотк?, кА	8,5	Не нормируется
тип	ПКН001-10У3

1.9.5 Выбор выключателей нагрузки и предохранителей для цеховых ТП

Выключатели нагрузки и предохранители устанавливаем перед цеховыми трансформаторами при радиально-магистральной схеме.

Рассчитываем рабочий максимальный ток для самого мощного трансформатора по формуле:



Выбор выключателей нагрузки сводим в таблицу 1.21, а выбор предохранителей - в таблицу 1.22.

Таблица 1.21 - Выбор выключателей нагрузки

Условия выбора	Расчетная величина	Каталожные данные
Uн?Uр, кВ	10	10
Iн?Iраб.max, А	120	400
iдин?iуд.к2, кА	23	50
Iтерм?, кА	8,5	10
тип	ВнП-10/400

Таблица 1.22 - Выбор предохранителей

Условия выбора	Трансформатор 1000 кВ·А	Трансформатор 630 кВ·А	Трансформатор 400 кВ·А
	Расчетные данные	Каталож- ные данные	Расчетные данные	Каталож ные данные	Расчетные данные	Каталожные данные
Uн?Uр, кВ	10	10	10	10	10	10
Iп.вст?2Iн, А	2·57,7	160	2·36,4	80	2·23,1	50
Iотк?, кА	8,5	20	8,5	20	8,5	12,5
тип	ПКТ104-10-160-20У3	ПКТ103-10-80-20У3	ПКТ102-10-50-12,5УЗ

1.9.6 Выбор трансформаторов собственных нужд ГПП

Приемниками энергии системы собственных нужд подстанции являются электродвигатели системы охлаждения силовых трансформаторов, устройства обогрева масляных выключателей и шкафов с установленными в них электрическими аппаратами и приборами, электрическое отопление и освещение, система пожаротушения. Трансформаторы собственных нужд (ТСН) присоединяют к выводам низшего напряжения главных трансформаторов на участках между трансформатором и вводным выключателем.

Выбор трансформаторов собственных нужд (ТСН) заключается в определении расчетной мощности, которая находится по условию:

S_{р тсн}=0,1%S_нт,(1.68)

S_{р ТСН}=0,1%•16000=16кВ•А.

На ГПП принимаем трансформатор ТМ 40/10.

Для выбора предохранителей рассчитываем рабочие максимальные токи ТСН по формуле:

Выбор предохранителей сводим в таблицу 1.23.

Таблица 1.23 - Выбор предохранителей для ТСН

Условия выбора	для ТМ 25/10
	Расчетная величина	Каталожные данные
Uн?Uр, кВ	10	10
Iп.вст?2Iн, А	4,62	5
Iотк?, кА	8,5	12,5
тип	ПКТ101-10-2-8-12,5У3

1.10 Выбор сечения проводников питающих и распределительных сетей

В данном разделе выбираем сечение проводов питающих воздушных линий 110 кВ. Сечение проводов выбираются по следующим условиям:

1) по экономической плотности тока;

2) по нагреву длительным расчетным током и током послеаварийного режима; по нагреву от кратковременного выделения тепла током КЗ;

3) по коронированию; по механической прочности.

Выбор сечения провода по экономической плотности тока

,(1.69)

где - расчетный длительный ток в линии, А;

- экономическая плотность тока, принимается по таблице ПУЭ или по приложению Е2 в зависимости от для той отрасли промышленности к которой принадлежит данное предприятие. Расчетный ток определяется по выражениям:

(1.70)

где - расчетная мощность предприятия; n - количество питающих линий; - коэффициент загрузки; - номинальное напряжение сети.

Выбор сечения по нагреву током производится из условия:

,(1.71)

где - максимальный расчетный ток в линии в послеаварийном режиме.

Он зависит от схемы присоединения трансформаторов ГПП.

для схемы с перемычкой



.(1.72)

Определяем расчетный ток для предприятия:

Выбираем сечения провода по экономической плотности тока

Принимаем ближайшее стандартное значение 50 ммІ.

Выбираем сечение провода по нагреву:

Принимаем ближайшее стандартное значение 35 ммІ с

По условию возникновения короны при напряжении 110 кВ сечение выбранных проводов ВЛ должно быть не менее 70 мм².

По условию механической прочности минимальное сечение сталеалюминиевых проводов ВЛ должно быть не менее 35 мм² для II района по гололеду.

Из всех сечений, выбранных по каждому из условий, принимаем большее сечение, которое удовлетворяет всем условиям. Выбираем провод марки АС 70/11

Кабели выбираются по номинальным параметрам (ток, напряжение) и проверяются на термическую стойкость при коротких замыканиях. Выбор осуществляем по рабочему току, по току в послеаварийном режиме, по экономической плотности тока и по термической стойкости к токам КЗ.

Для внутризаводского электроснабжения выбираю кабель с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке в поливинилхлоридном шланге марки ААШв.

- определяем токовые нагрузки для ТП

, (1.73)

- определяем токовые нагрузки для СД

(1.74)

где - номинальная мощность, кВт;

- суммарная мощность трансформаторов подключенных к линии, кВ·А;

- ток послеаварийного режима для кабельной линии определится:

, (1.75)

где коэффициент 1,3 обусловлен 30 % перегрузкой цехового трансформатора двухтрансформаторной подстанции.

- по экономической плотности тока кабель выбирается по формуле 1.68

jэ =1,4 А/ммІ - экономическая плотность тока;

- проверку на термическую стойкость проводим по формуле:



(1.76)

где - периодический ток короткого замыкания, действующий на кабель, А;

- приведенное время действия тока короткого замыкания, с;

= 0,3-0,5с - для отходящих линий к ТП, СД принимаем = 0,5с.

с - коэффициент разности выделенного в проводнике тепла, А·/мм².

с = 90 А · /мм².

Для отходящих линий к ТП, СД:

Принимаем ближайшее стандартное значение 70 ммІ.

При выборе кабелей необходимо учитывать их совместную прокладку в траншее и возможную кратковременную перегрузку кабелей:

, (1.77)

, (1.78)

где - допустимый ток кабеля, А;

- коэффициент перегрузки кабеля;

- поправочный коэффициент на прокладку в земле, учитывающий количество параллельно проложенных кабелей.

=1,3; = 0,92 - при прокладке в траншее 2-х кабелей.

- по допустимому току по формуле:

,(1.79)



где - допустимый и послеаварийный ток кабеля, А.

Выбор кабелей производим в табличной форме.

Выбор сечения кабелей для линии ГПП-ТП2

Произведем проверку кабелей с учетом их прокладки в земле

По номинальному току выбираем сечение кабеля 3Ч16 с = 75 А.

По послеаварийному току выбираем сечение кабеля 3Ч16 с = 75 А.

По экономической плотности тока выбираем сечение жил кабеля 35 ммІ с допустимым током = 115 А.

По термической стойкости принимаем сечение жил кабеля - 70 ммІ.

Окончательно принимаем сечение жил кабеля 3Ч70 с = 165 А.

=165·0,92=152 A,

К_пер =1,3·152=198 A.

ГПП-СД



По номинальному току выбираем сечение кабеля 3Ч16 с = 75А.

По экономической плотности тока выбираем сечение жил 50 ммІ с = 140 А

По термической стойкости принимаю сечение жил кабеля - 70 ммІ.

Окончательно принимаем сечение жил кабеля 3Ч50 с = 140 А.

ГПП-ДСП

По номинальному току выбираем сечение кабеля 3Ч70 с = 165А.

По экономической плотности тока выбираем сечение жил 120 ммІ с = 240 А

По термической стойкости принимаю сечение жил кабеля - 70 ммІ.

Окончательно принимаем сечение жил кабеля 3Ч120 с = 240 А.

Дальнейший расчет и выбор сечения кабелей сводим в таблицу 1.24.

Таблица 1.24 - Выбор сечений кабельных линий

Кабельная линия	Нагрузка	Сечение кабеля, ммІ	Допустимый ток в нормальном режиме	Допустимый ток в послеаварийном режиме
	Рабочий ток	Послеаварийный ток	По рабочему току	По послеаварийному току	По экономической плотности тока	По термической стойкости	Принятое сечение кабеля, ммІ
	Iр,	I п.ав,	Iр	Iп.ав	jэ.	Iк.з.		Iґдоп, А	Iґп.ав, А
	А	А
ГПП - ТП1	23	30	3Ч16	3Ч16	3Ч16	3Ч70	3Ч70	152	198
ГПП - ТП2	36	47	3Ч25	3Ч25	3Ч35	3Ч70	3Ч70	152	198
ГПП - ТП3	92	120	3Ч35	3Ч50	3Ч70	3Ч70	3Ч70	152	198
ГПП - ТП4	92	120	3Ч35	3Ч50	3Ч70	3Ч70	3Ч70	152	198
ГПП - ТП5	58	75,4	3Ч16	3Ч25	3Ч50	3Ч70	3Ч70	152	198
ГПП - ТП6	23	30	3Ч16	3Ч16	3Ч16	3Ч70	3Ч70	152	198
ГПП - ТП7	92	120	3Ч35	3Ч50	3Ч70	3Ч70	3Ч70	152	198
ГПП - СД	64,2	-	3Ч25	-	3Ч50	3Ч70	3Ч70	152	-
ГПП - ДСП	161	-	3Ч70	-	3Ч120	3Ч70	3Ч120	240	-

1.11 Выбор элементов силовой сети заготовительно-сварочного участка

Потребителями электроэнергии в цехе являются разнообразные станки, рассчитанные на переменный трехфазный ток и напряжение 0,38 кВ, промышленной частоты. Расположение электроприемников равномерное, что позволяет выполнить схему электроснабжения комплектными распределительными шинопроводами. Шинопроводы располагаем на колоннах и закрепляем на кронштейнах. Питание двигателей кран- балки осуществляем через троллею. Отдельные приемники подключаются к ШРА через ответвительные коробки кабелем или проводом, проложенным в трубах или металлорукавах. В ответвительных коробках устанавливаются автоматические выключатели А3790 (=250А, =160-250А), А3710 (=160А, =16-160А). Распределительные шинопроводы типа ШРА выбираем в зависимости от условий окружающей среды в цехе (нормальная) и по расчетному току группы ЭП из условия:

, (1.80)

где - номинальный ток шинопровода.

Все элементы электрических сетей должны иметь защищу от токов КЗ и при необходимости от перегрузки. Для защиты применяются автоматические выключатели.

Расчет и выбор сечения проводов заключается в определении номинальных токов электроприемников и сравнении их с допустимыми токами на провода и кабели.

Номинальный ток определяем по формуле:

(1.81)

где - номинальная мощность электроприемника, кВт;

- номинальное напряжение, кВ;

-номинальный коэффициент мощности;

=0,8 ч 0,85 - для электроприемников с двигательной нагрузкой;

=0,4 ч 0,5 - для сварочных трансформаторов.

По справочным данным, выбираем сечения проводов и кабелей:

, (1.82)

К установке на заготовительно - сварочном участке принимаем шинопроводы типа ШРА4-250-44 с номинальным током 250 А, i_дин=15 кА, которые комплектуются автоматическими выключателями А3710 с = 160 А и А3790 с = 250 А и распределительный пункт ПР85-3-023-21-У3.

Питание распределительных шинопроводов осуществляется кабелями марки АВВГ, а электроснабжение электроприемников - проводами типа АПВ, проложенными в трубах.

Выбираем провод для роликовых ножниц.

Определяем номинальный ток по формуле:

По найденному току выбираем сечение провода - АПВ 4(1Ч8); диаметр стальной трубы, в которой проложен провод - Т20.

Далее расчет аналогичен, сводим его в таблицу 1.25.

Выбор автоматических выключателей осуществляется по условию:

, (1.83)

где - номинальный ток теплового (комбинированного) расцепителя, А.

Выбранный автоматический выключатель проверяем по условию:

(1.84)

Расчет и выбор аппаратов защиты сводим в таблицу 1.25.

Расчет токов короткого замыкания напряжением до 1000 В

Расчетной величиной для проверки оборудования и аппаратов защиты на динамическую устойчивость и отключающую способность является ток трехфазного короткого замыкания, а для проверки аппаратов защиты на надежность срабатывания - ток однофозного короткого замыкания у наиболее мощного из наиболее удаленных электроприемников.

На основе расчетной схемы (рисунок 1.3) составляем схему замещения (рис. 1.4).

Для трансформатора мощностью 630 кВ·А:



А;

А.

Выбираем по справочным данным [8] трансформатор тока 1000/5 и автоматический выключатель Э-16В на =1600 А, iдин = 40 кА.

Значения сопротивлений элементов схемы заносим в таблицу 1.25.

Таблица 1.25 - Расчет сопротивлений схемы замещения

Элемент схемы	Активное сопротивление	Индуктивное сопротивление
	r , мОм	х , мОм
Трансформатор S=630кВ·А,Y/Y0	3,1	13,6
Выключатель QF1, Iн = 1600А	0,14	0,08
Трансформатор тока 1000/5	-	-
Rпер	15	-
Итого	18,24	13,68

Результирующие сопротивления схемы:

r_У = r_T + r_QF1 + r_пер1 = 3,1 + 0,14 +15 = 18,24 мОм;

х_У = х_Т + x_QF1 = 13,1 + 0,08 = 13,68 мОм;

мОм;

Ток трехфазного короткого замыкания определяется по формуле:

(1.85)

Подпитка от электродвигательной нагрузки, присоединенной к месту короткого замыкания, учитывается величиной:

, (1.86)

где - расчетный ток участка, А;

- номинальная установленная мощность участка, кВт;

- номинальная установленная мощность электродвигателей на участке, кВт.

Действующее значение суммарного тока КЗ в точке К3 с учетом токов подпитки:

(1.87)

Амплитудное значение ударного тока КЗ:

, (1.88)

где - ударный коэффициент;

= 1,3- для трехфазного короткого замыкания на шинах подстанции.

По ударному току i_уд проверяется вводной автоматический выключатель на динамическую стойкость. Условие i_дин i⁽³⁾_уд выполняется.

40 кА 19,6 кА - удовлетворяет условию.

Расчет тока однофазного короткого замыкания

Ток однофозного короткого замыкания у наиболее мощного из наиболее удаленных электроприемников необходим для проверки надежности срабатывания аппаратов защиты.

Наиболее удаленный потребитель, выбранный для расчета - это сварочная машина (номер позиции на плане цеха 6).

На основе расчетной схемы (рис. 1.5) составляем схему замещения (рис. 1.6).

Для расчета тока однофазного короткого замыкания определяем сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей. При этом сопротивления обратной последовательности принимаются равными сопротивлениям прямой последовательности, т.е. R₁=R₂, X₂=X₁, сопротивление же нулевой последовательности R₀ и X₀ принимаются по справочным материалам.

Если электроснабжение ЭУ напряжением до 1кВ осуществляется от энергосистемы через понижающий трансформатор, то начальное значение периодической составляющей тока однофазного КЗ от системы следует рассчитывать по формуле:

(1.89)

Результаты расчета сопротивлений элементов целесообразно представить в форме таблицы 1.26.

Таблица 1.26 - Расчет сопротивлений схемы замещения

Элемент схемы	Активное сопротивление	Индуктивное сопротивление
	, мОм	, мОм	, мОм	, мОм
Трансформатор S=630кВ·А,Y/Y0	2•3,1=6,2	30,2	2•13,6=27,2	95,8
QF1, Iн = 1600А	2•0,14=0,28	0,14	2•0,08=0,16	0,08
ТТ 1000/5	0	0	0	0
QF2, Iн=250 А, Iрц=250 А	2•1,1=2,2	1,1	2•0,5=1,0	0,5
Кабель АВВГ 4Ч185, L=25 м	2x0,256x25 = =12,8	10x0,256x25= =64	2x0,056x25=2,8	4x0,1x25 =10
QF3, Iн=160А, Iрц=125 А	2·7=14	7	2·4,5=9,0	4,5
Провод АПВ3(1Ч70),L=6, м	2·2,57=5,15	10·12,21=122,1	2·0,6=1,2	4·0,6=2,4
Rпер	2·30=60	30	-	-
Кабель АВВГ 1Ч185, L=25 м	2x0,256x25 = =12,8	10x0,256x25= =64	2x0,056x25=2,8	4x0,1x25 =10
Провод АПВ 1Ч70, L=6 м	2·2,57=5,15	10·12,21=122,1	2·0,6=1,2	4·0,6=2,4
Итого	118,6	441	45,4
Итого	184,08	575,44	70,04	127

кА = 1460А.



Проверку автоматического выключателя на надежность срабатывания при однофазном коротком замыкании в сети проводим по условию: аппарат защиты будет обеспечивать автоматическое отключение аварийного участка, если ток однофазного короткого замыкания, превышает не менее чем в три раза ток нерегулируемого расцепителя автоматического выключателя, то есть:

(1.90)

Проверяем автоматический выключатель А3710, Iн=160 А, Iрц=125 А:

1460 А >3·125=375А - условие выполняется. Из этого следует, что выбор аппаратов защиты произведен правильно.

1.12 Выбор защит трансформаторов ГПП и расчёт защит одной из отходящих линий

Для силовых трансформаторов с обмоткой высшего напряжения 110 кВ должны быть предусмотрены устройства защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

- многофазных замыканий в обмотках и на выводах;

-однофазных замыканий в обмотке и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью;