Электроснабжение инструментального завода

Экономическая мощность трансформаторов:

Для остальных ТП рассчитываем так же. Выбор трансформаторов в ТП осуществляется на основе технико-экономических обоснований. Таким образом выбираем следующие трансформаторы (таблица 9 и 10 ([4], стр. 47-51):



Таблица 11

Подбор силовых трансформаторов ТП

№ цеха	Расчетная мощность предприятия	Коэффициент загрузки	Расчетная экономическая мощность с учетом коэффициента загрузки трансформатора,	Тип трансформатора	Размещение
5, 9, 10	4155,29	0,8	2077,64	ТМ-2500/10	ТП-1
4,13,17,20	408,42	0,9	204,21	ТМ-400/10	ТП-2
18	240,95	0,7	344,21	ТМ-250/10	ТП-3
11,15,16	2220,85	0,8	1110,43	ТМ-1600/10	ТП-4
19,12,3,8	779,64	0,8	389,82	ТМ-630/10	ТП-5
7,6,1,2	1707,46	0,8	853,73	ТМ-1000/10	ТП-6

Таблица 12

Технические данные силовых трансформаторов, установленных в ТП

Тип	Номинальная мощность, КВА	Номинальное напряжение	Потери, кВТ	Напряжение КЗ, %	Ток ХХ, %	Схема и группа соединения обмоток	Цена, руб
		ВН	НН	ХХ	КЗ
ТМ-400/10	400	6	0,4	0,95	5,9	4,5	2,1	Д/Ун-11	-
ТМ-630/10	630	6	0,4	1,31	8,5	5,5	2	Д/Ун-11	-
ТМ-1000/10	1000	6	0,4	2,45	12,2	5,5	1,4	Д/Ун-11	2320
ТМ-1600/10	1600	6	0,4	3,3	18	5,5	1,3	Д/Ун-11	3200
ТМ-250/10	250	6	0,4	0,61	3,7	4,5	1,9	Д/Ун-11	-
ТМ-2500/10	2500	6	0,4	4,6	26	5,5	1	Д/Ун-11	4600

Все цены на оборудование взяты из справочника [4] 1985 года.

8. Размещение ГПП и РП на территории предприятия

В данном разделе рассматривают и решают вопросы передачи электроэнергии от ГПП к цехам и административно-производственным зданиям предприятий.

В первом приближении местоположение ГПП может быть выбрано в ЦЭН. Однако выбранное таким образом расположение подстанции должно корректироваться с учетом конкретных условий производства, его территория и т.д. Для расположения подстанции с ее реальными геометрическими размерами необходима определенная свободная площадь на территории предприятия. Также необходимо предусмотреть наличие определенной площади для конструктивного осуществления кабельных трасс, эстакад и линии.

В условиях севера предпочтение нужно отдавать прокладке кабелей по эстакадам. Контрольные кабели для цепей управления и защиты по территории ОРУ также необходимо вести по надземным конструкциям. Эта рекомендация вызвана тем, что прокладка кабелей в траншеях и каналах затрудняет условия эксплуатации. В короткий летний период каналы и траншеи обводняются, и при замерзаниях в зимних условиях происходит разрыв кабелей. Расположение ГПП, воздушных и кабельных линий не должно создавать затруднения для внутризаводского транспорта.

Следует также принимать во внимание требования технической эстетики и промышленной архитектуры. Приведенные выше соображения часто вынуждают располагать ГПП на границе или вблизи территории предприятия.

В условиях Севера ОРУ-110 кВ подвергаются сильным снежным заносам. В связи с этим оборудование открытых распределительных устройств (ОРУ) размещают на высоте 5-6 м, соответственно подняв их приводы. Для удобства обслуживания и ремонтов оборудования сооружают стационарные площадки.

Внутризаводское распределение электроэнергии выполняется по магистральной, радиальной или смешанной схеме в зависимости от территориального размещения нагрузок, их величины, требуемой степени надежности питания. При прочих равных условиях применяются магистральные схемы как наиболее экономичные.

Важным является обеспечение питания осветительных и силовых нагрузок в ночной период, в выходные и праздничные дни по возможности без больших затрат на дополнительные сетевые устройства. Наиболее удачно эта задача решается при однотрансформаторных цеховых подстанциях, которые для взаимного резервирования подстанций обычно связываются между собой перемычками низкого напряжения, рассчитанными на мощность до 15--30 % мощности трансформатора. Это дает возможность отключать часть трансформаторов в период малых нагрузок, что обеспечивает получение экономического эффекта за счет снижения потерь электроэнергии и повышения коэффициента мощности.

Схемы распределения электроэнергии внутри предприятий имеют ступенчатое построение. В большинстве случаев применяется две-три ступени, так как многоступенчатые схемы усложняют коммутацию и защиту. На небольших предприятиях применяются одноступенчатые схемы распределения электроэнергии с применением второй ступени лишь для удаленных от приемного пункта потребителей.

Компоновка и конструктивное выполнение трансформаторных и распределительных подстанций производятся на основании главной схемы электрических соединений.

Компоновка подстанции должна быть увязана с генеральным планом объекта электроснабжения, необходимо учитывать действующие строительные нормы, стандарты и размеры типовых элементов зданий.

Расположение подстанций напряжением выше 1 кВ должно учитывать и предусматривать удобный подвод автомобильной и, если требуется, железной дороги.

Компоновка и конструктивное выполнение трансформаторных и распределительных подстанций производятся на основании главной схемы электрических соединений.

Компоновка подстанции должна быть увязана с генеральным планом объекта электроснабжения, необходимо учитывать действующие строительные нормы, стандарты и размеры типовых элементов зданий.

Расположение подстанций напряжением выше 1 кВ должно учитывать и предусматривать удобный подвод автомобильной и, если требуется, железной дорог, удобные подходы и выходы воздушных линий электропередач и кабельных сооружений в требуемых направлениях.

Компоновка электрооборудования, конструктивное выполнение, монтаж токоведущих частей, выбор несущих конструкций, изоляционные и другие минимальные расстояния выбираются таким образом, чтобы обеспечить:

· безопасное обслуживание оборудования в нормальном режиме работы установки;

· удобное наблюдение за указателями положения выключателей и разъединителей, уровнем масла в трансформаторах и аппаратах;

· необходимую степень локализации повреждений при нарушении нормальных условий работы установки, обусловленных действиями дугового короткого замыкания;

· безопасный осмотр, смену и ремонт аппаратов и конструкций любой цепи при снятом с нее напряжении без нарушения нормальной работы соседних цепей, находящихся под напряжением;

· необходимую механическую стойкость опорных конструкций электрооборудования;

· возможность удобного транспортирования оборудования;

· максимальную экономию площади подстанции.

Территория подстанции должна иметь внешнее ограждение, однако ограждение может не предусматриваться для закрытых подстанций.

При проектировании электроустановок, содержащих маслонаполненное оборудование с количеством масла более 60 кг, должны обеспечиваться требования пожарной безопасности в соответствии с нормативными документами.

Каждая трансформаторная подстанция имеет три основных блока: распределительные устройства высшего напряжения, трансформатор, распределительные устройства низшего напряжения.

Распределительные устройства содержат коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства.

По конструктивному исполнению РУ трансформаторных и распределительных подстанций могут быть внутренними - закрытыми (ЗРУ) - с размещением электрооборудования в зданиях и наружными - открытыми (ОРУ) - с установкой электрооборудования на открытом воздухе.

Подстанции могут быть комплектными или сборными.

Комплектные подстанции изготовляются на заводах и транспортируются к месту установки узлами и блоками без демонтажа оборудования. На месте монтажа производят установку узлов и блоков и присоединения между ними и к сетям электроснабжения.

Комплектное распределительное устройство - распределительное устройство, состоящее из шкафов, закрытых полностью или частично, или блоков с встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, измерительными приборами и вспомогательными устройствами, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде и предназначенное для внутренней установки.

Комплектное распределительное устройство наружной установки (КРУН) - это КРУ, предназначенное для наружной (открытой) установки.

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП - для внутренней и КТПН - для наружной установки) - подстанция, состоящая из трансформаторов и блоков КРУ или КРУН, поставляемых в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.

На сборных подстанциях отдельные элементы изготавливаются на заводах и в электромонтажных организациях, доставляются к месту монтажа для сборки.

Камера (ячейка) - помещение, предназначенное для установки аппаратов и шин. Закрытая камера закрыта со всех сторон и имеет сплошные (несетчатые) двери. Огражденная камера имеет проемы, защищенные полностью или частично несплошными (сетчатыми или смешанными) ограждениями.

Размещение подстанций

По месту нахождения на территории объекта различают следующие подстанции:

· отдельно стоящие на расстоянии от зданий;

· пристроенные, непосредственно примыкающие к основному зданию снаружи;

· встроенные, находящиеся в отдельных помещениях внутри здания, но с выкаткой трансформаторов наружу;

· внутрицеховые, расположенные внутри производственных зданий с размещением электрооборудования непосредственно в производственном или отдельном закрытом помещении с выкаткой электрооборудования в цехи.

В городских сетях напряжением 6…10 кВ применяют закрытые подстанции, оборудованные одним или двумя трансформаторами мощностью 100...630 кВ-А каждый с первичным напряжением 6…10 кВ и вторичным напряжением 0,4/0,23 кВ с воздушными или кабельными вводами. В небольших поселках и в сельской местности часто подстанции с одним трансформатором мощностью до 400 кВ·А устанавливают открыто на деревянных или бетонных конструкциях. В городах с небольшой плотностью застройки широко применяют отдельно стоящие подстанции. В городах с большой плотностью застройки применяют двухтрансформаторные подстанции. Строительная часть подстанций выполняется из железобетона и кирпича.

В промышленных сетях напряжением 6…10 кВ в целях наибольшего приближения к электроприемникам рекомендуется применять внутренние, встроенные в здания или пристроенные к ним подстанции. Встроенные и пристроенные подстанции обычно располагаются вдоль одной из длинных сторон цеха, желательно ближайшей к источнику питания, или же при небольшой ширине цеха в шахматном порядке вдоль двух его сторон. Минимальное расстояние между соседними камерами разных внутрицеховых подстанций, а также между КТП допускается 10 м.

Внутрицеховые подстанции могут размещаться только в зданиях с первой и второй степенями огнестойкости и с производствами, отнесенными к категориям Г и Д согласно противопожарным нормам. Число масляных трансформаторов на внутрицеховых подстанциях не должно быть более трех.

Эти ограничения не распространяются на трансформаторы сухие или заполненные негорючей жидкостью.

Отдельно стоящие ТП применяются, например, при питании от одной подстанции нескольких цехов, при невозможности размещения подстанций внутри цехов или у наружных их стен по соображениям производственного или архитектурного характера при наличии в цехах пожароопасных или взрывоопасных производств.

Выбор местоположения, типа, мощности и других параметров главной понижающей подстанции в основном обуславливается величиной и характером электрических нагрузок и размещением их на генплане и в производственных, архитектурно-строительных и эксплуатационных требованиях. Важно, чтобы ГПП располагалась возможно ближе к центру питаемых его нагрузок. Намеченное место расположения уточняется по условиям планировки предприятия, ориентировочных габаритов и типа (отдельно стоящая, пристроенная, внутренняя, закрытая, комплектная) подстанции и возможности подвода высоковольтных линий от места ввода ЛЭП от энергосистемы к ГПП.

При выборе места расположения подстанции следует учитывать продолжительность работы приемников. Очевидно, что при одинаковой расчетной нагрузке, но различном числе часов работы подразделений завода подстанция должна быть расположена ближе к группе потребителей с большей продолжительностью работы (с большим коэффициентом использования).

Допускается смещение подстанций на некоторое расстояние от геометрического центра питаемых ею нагрузок в сторону ввода от энергосистемы.

Распределительные подстанции напряжением 6…10 кВ также рекомендуется пристраивать или встраивать в производственные здания и совмещать с ближайшими трансформаторными подстанциями во всех случаях, когда это не вызывает значительного смещения ТП от центра их нагрузок. Выбор места РП в первую очередь определяется наличием двигателей напряжением выше 1 кВ или электропечей с трансформаторами. Если на объекте электроснабжения имеются потребители только напряжением до 1 кВ, питаемые от ТП, то место главной распределительной подстанции выбирается на генплане смещенным от центра нагрузки ближе к источнику питания. Если по условиям среды нельзя сделать встроенную или пристроенную РП, например, из-за взрывоопасное, то сооружается отдельное здание РП.



9. Выбор электрооборудования подстанции 110/6 КВ

Электрические аппараты, изоляторы и токоведущие устройства работают в условиях эксплуатации в трех основных режимах: длительном, перегрузки (с повышенной нагрузкой, которая для некоторых аппаратов достигает значения до 1,4 номинальной) и короткого замыкания. Режим несимметричной работы в данном разделе не рассматривается.

В длительном режиме надежная работа аппаратов, изоляторов и токоведущих устройств обеспечивается правильным выбором их по номинальному напряжению и току.

В режиме перегрузки надежная работа аппарата и других устройств электрических установок обеспечивается ограничением значения и длительности повышения напряжения или тока в таких пределах, при которых еще гарантируется нормальная работа электрических установок за счет запаса прочности.

В режиме к.з. надежная работа аппаратов, изоляторов и токоведущих устройств обеспечивается в соответствии выбранных параметров устройств условиям термической и электродинамической стойкости. Для выключателей, предохранителей и выключателей нагрузок добавляется условия выбора их по отключающей способности.

При выборе аппаратов и параметров токоведущих устройств следует учитывать места установки (в помещении или на открытом воздухе), температуру окружающей среды, влажность и загрязненность ее, и высоту установки аппаратов над уровнем моря.

При составлении схемы для расчетов токов к.з. для каждого аппарата выбирают такой режим, при котором он находился бы в наиболее тяжелых, но реальных условиях работы. Не учитывают только такие режимы, которые не предусмотрены для продолжительной эксплуатации.

За расчетную принимают такую точку к.з., при которой через аппарат проходит наибольший ток. Исключение из этого положения отмечены для каждого аппарата при рассмотрении методики его выбора и проверки.

Выбор по номинальному напряжению.

Номинальное напряжение аппарата, указанное на его заводской табличке, соответствует уровню его изоляции, причем нормально всегда имеется некоторый запас электрической прочности, позволяющей аппарату неограниченно длительное время работать при напряжении на 10-15 % выше номинального. Это напряжение называют максимальным рабочим напряжением аппарата. Так как отклонение напряжения в условиях эксплуатации обычно не превышают 10-15 % номинального, то при выборе аппаратов по напряжению достаточно выполнить условие:

?

Здесь - номинальное напряжение установки;

- номинальное напряжение аппарата,

+ +

где U ном. а U ном., а - допустимое повышение сверх номинального, при котором завод-изготовитель гарантирует номинальную работу кабеля, аппарата или изолятора;

- возможное отклонение рабочего напряжения установки от номинального в условиях эксплуатации.

Для электрических аппаратов, изоляторов и кабелей в условиях эксплуатации допускают некоторые повышения напряжения. Ниже приведены допустимые отклонения напряжения номинального :

Кабели ……………………………………………………………….…....1,1

Разрядники ……………………………………………………….....1,25

Изоляторы ……………………………………………………..........1,15

Разъединители ………………………………………………….......1,15

Выключатели …………………………………………………….....1,15

Реакторы ………………………………………………………….......1,1

Трансформаторы тока …………………………………………….....1,1

Трансформаторы напряжения ……………………………………....1,1

Предохранители ………………………………………………….......1,1

Выбор по номинальному току.

Номинальным током аппарата называют ток, который при номинальной температуре окружающей среды может проходить по аппарату неограниченно длительное время и при этом температура наиболее нагретых частей его не превышает длительно допустимых значений.

Правильный выбор аппарата по номинальному току обеспечивает отсутствие опасных перегревов частей аппарата при его длительной работе в нормальном режиме. Для этого необходимо, чтобы максимальный действующий ток цепи за время t > 3T не превышал номинального тока аппарата:

?

Максимальный рабочий ток цепи имеет место для цепей параллельных линий при отключении одной из них; для цепей трансформаторов при использовании их перегрузочной способности; для нерезервированных кабелей при использовании их перегрузочной способности; для сборных шин станций и подстанций и шин в цепях секционных и шиносоеденительных аппаратов при наиболее неблагоприятных условиях эксплуатационного режима; для генераторов при их работе с номинальной мощностью и напряжении, сниженным на 5 % относительно номинального.

Согласно общесоюзным стандартам нормальную температуру среды (воздуха), окружающей электрические аппараты, принимают равной 35 С.

Если расчетная температура окружающей среды _о.с. отличается от нормальной, то следует вычислить дополнительно допустимый ток аппарата для расчетных условий охлаждения при _о.с. 35 ^оС

где _доп.- наименьшая допустимая температура отдельных частей аппарата.

При _о.с? 35^о С ток можно повысить относительно на 0,005 на каждый градус понижения температуры всех 35^оС, но всего не более, чем на 0,2

Выбранные по номинальным условиям электрические аппараты, изоляторы и токоведущие устройства проверяются на электродинамическую и термическую стойкость при к.з. Отключающие аппараты, кроме того, должны быть проверены и по отключающей способности относительно токов к.з.

Исходя из вышесказанного, производим выбор электрооборудования на стороне 6-110кВ (таблицы 12 -17).

Выбор выключателей.

Расчетный полный ток для каждого выключателя определим по формуле:

Для примера рассчитаем ток для выключателя QF1:

- мощность, потребляемая всеми цехами, кВА.

Таблица 13

Выбор выключателя QF1 МКП-110-400-20У1 ([4], стр.166 )

Параметр	Обозначение	Формула	Расчет
Номинальное напряжение, кВ			110 110
Номинальный длительный ток, А			400 56,53

Расчет тока для остальных выключателей аналогичен приведенному выше расчету. Результаты выбора выключателей сведем в таблицу 14.

Таблица 14

Выбор выключателей ([4], стр. 166-169)

№	Тип выключателя
QF1; QF2; QF3	МКП-110-400-20У1	110	400
QF4; QF5; QF6;	МГГ-10-3150-45У3	10	3150
QF7;QF13	ВМПЭ-10-630-20УЗ	10	630
QF8-QF12; QF14-QF19	ВММ-10-320-10ТЗ	10	320

Выбор разъединителей.

Расчетный полный ток для каждого разъединителя определим по формуле:

Для примера рассчитаем ток для разъединителя QS1:

- мощность, потребляемая всеми цехами, кВА.

Таблица 15

Выбор разъединителя QS1: РНД(3)-110/630Т1 ([4], стр. 186)

Параметр	Обозначение	Формула	Расчет
Номинальное напряжение, кВ			110 110
Номинальный длительный ток, А			630 56,53

Расчет тока для остальных разъединителей аналогичен приведенному выше расчету. Результаты выбора разъединителей сведем в таблицу 16.

Таблица 16

Выбор разъединителей ([4], стр. 186-189)

№	Тип разъединителя
QS1; QS2; QS3	РНД(3)-110/630Т1	110	630
QS4; QS5; QS6	РВР(3)- Ш-10/2000У3	10	2000
QS7-QS19	РВ-6/400	6	400

Выбор трансформаторов напряжения.

Таблица 17

Выбор трансформаторов напряжения TV1:НКФ-110-57У1 ([4], стр.215)

Проверяемая величина	Формула	Расчет
Номинальное первичное напряжение, Uном.т.н., кВ	Uном. т.н. Uном.у.	110 110
Тип и схема соединения обмоток	В зависимости от назначения	1/1/1-0-0

Остальные трансформаторы напряжения выбираем аналогично. Результаты выбора трансформаторов напряжения сведем в таблицу 18.

Таблица 18

Выбор трансформаторов напряжения ([4], стр.215-216)

№	Тип трансформатора напряжения
TV1; TV2; TV3; TV4	НКФ-110-57У1	110	1/1/1-0-0
TV5; TV6; TV7; TV8	НТМК-6-У4	6	У/Ун-0

Выбор трансформаторов тока.

Расчетный полный ток определим по формуле:

Для примера рассчитаем ток в ТП1 на стороне 6 кВ для цехов 5, 9 и 10:

Цех №5:

Цех №9:

Цех №10:

Суммируем расчетные токи цехов №5, №9 и №10 с учетом работы цехов от одного трансформатора в ТП1:

По справочнику [4], стр. 198 выбираем трансформатор тока ТЛМ-6УТ3

Таблица 19

Выбор трансформатора тока ТВЛМ-6-1 ([4], стр. 198)

№	Тип трансформатора тока
ТА15	ТВЛМ-6-1	6	400

Остальные трансформаторы тока выбираем аналогично приведенному выше расчету. Результаты сведем в таблицу 20.

Таблица 20

Выбор трансформаторов тока ([4], стр. 198-202)

№	Тип трансформатора тока
ТА1; ТА2; ТА3; ТА4	ТФНД-110М-ХЛ	110	150
ТА5; ТА6; ТА7; ТА8	ТПШЛ-10УЗ	10	3000
ТА	ТВЛМ-6-1	6	630
ТА10; ТА13; ТА14; ТА16; ТА19; ТА20	ТВЛМ-6-1	6	150
ТА11; ТА12; ТА17; ТА18	ТВЛМ-6-1	6	300
ТА9; ТА15	ТВЛМ-6-1	6	400

Выбор разрядников.

Расчетный полный ток для каждого разрядника определим по формуле:

Для примера рассчитаем ток для разрядника F4:

- мощность, потребляемая всеми цехами, кВА.

Таблица 21

Выбор разрядника F1: РВС-110 ([4], стр. 224)

Параметр	Формула выбора	Расчет
Номинальное напряжение, кВ		110 110

Остальные разрядники выбираем аналогично приведенному выше расчету. Результаты сведем в таблицу 22.

Таблица 22

Выбор разрядников ([4], стр. 224-225)

№	Тип разрядника
F1; F2	РВС-110	110
F3; F4	РВО-6У1	6

Выбор отделителей.

Расчетный полный ток для каждого отделителя определим по формуле:

Для примера рассчитаем ток для отделителя QR1:

- мощность, потребляемая всеми цехами, кВА.

Таблица 23

Выбор отделителя QR1: ОД(3)-110У/630 ([4], стр. 192-193)

Параметр	Формула выбора	Расчет
Номинальное напряжение, кВ		110 110
Номинальный ток, А		630 56,53

Так как на принципиальной схеме инструментального завода два отделителя на высокой стороне 110 кВ, в таком случае и второй отделитель QR2 будет аналогичным.

Выбор короткозамыкателей.

Таблица 24

Выбор короткозамыкателя QN1: КЗ-110У1 ([4], стр. 192-193)

Параметр	Формула выбора	Расчет
Номинальное напряжение, кВ		110 110

Так как на принципиальной схеме инструментального завода два короткозамыкателя на высокой стороне 110 кВ, в таком случае и второй короткозамыкатель QN2 будет аналогичным.

Выбор заземлителей.

Расчетный полный ток для каждого заземлителя определим по формуле:

Для примера рассчитаем ток для заземлителя:

- мощность, потребляемая всеми цехами, кВА.

Таблица 25

Выбор заземлителя: ЗОН-110М-1 ([4], стр. 192-193)

Параметр	Формула выбора	Расчет
Номинальное напряжение, кВ		110 110
Номинальный ток, А		400 56,53

Остальные заземлители выбираем аналогично приведенному выше расчету. Результаты сведем в таблицу 26.

Таблица 26

Выбор заземлителей ([4], стр. 192-193)

№	Тип заземлителя
На стороне 110 кВ	ЗОН-110М-1	110	400
На стороне 6 кВ	ЗР-10У3	10	235



10. Расчет токов короткого замыкания, выбор и проверка электрооборудования

Расчет токов короткого замыкания (КЗ) в проектируемой системе электроснабжения должен выявить величины токов КЗ в точках расчетной схемы, где намечается установка соответствующих высоковольтных и низковольтных аппаратов и производится выбор токоведущих частей (шин и кабелей).

При проектировании системы электроснабжения токи КЗ рассчитывают от источника неограниченной мощности и по расчетным кривым.

За расчетную принимают схему длительного режима при условии, что включены все рабочие и резервные источники питания и с учетом подпитки места КЗ от высоковольтных двигателей двух секций при включенном секционном выключателе. Не следует рассматривать параллельный режим работы трансформаторов, если он создается в момент оперативных переключении. В расчетных схемах электроустановок напряжением выше 1000В обычно принимают во внимание только индуктивные сопротивления электрических машин, силовых трансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий, токопроводов. Активные сопротивления кабельных линий и цеховых трансформаторов учитывают для удаленных точек КЗ, когда результирующее активное сопротивление составляет более 0,3 от суммарного индуктивного.

В схеме замещения результирующее сопротивление отдельных элементов цепи КЗ выражают в омах, мегаомах и в относительных единицах, приведенных к базисному напряжению или базисной мощности. За базисные напряжения принимают 0,23; 0,4; 0,525; 0,69; 3,115; 6,3; 10,5; 37; 115; 230 кВ, за базисную мощность - мощность, равную 1. Например, можно принимать системы, генераторов станций, трансформаторов подстанций или число, удобное для расчета - кратное 10 (10, 100, 1000 МВ·А).

Все электрические аппараты, токоведущие части и изоляторы схемы электроснабжения выбирают по условию нормального режима и проверяют на устойчивость действия при КЗ. При этом определение токов КЗ необходимо для следующих целей:

а) проверки элементов системы электроснабжения на динамическую устойчивость (расчет ударного тока КЗ i_у и наибольшего значения тока КЗ за первый период I");

б) проверки элементов системы электроснабжения на термическую устойчивость (расчет действующего значения установившегося тока КЗ I_? и приведенного времени t_п, соответствующего полному току КЗ);

в) проверки выключателей по отключающей способности (расчет действующего значения периодической составляющей тока КЗ I_t для t=0,2 c - времени отключения выключателя).

В необходимых случаях расчетную величину КЗ определяют на основании ТЭР по минимуму приведенных затрат на ограничение токов КЗ.

Произведем расчет токов КЗ для схемы с двумя двухобмоточными трансформаторами на стороне 110 кВ.

Расчетная схема и схема замещения приведены на рисунках 2 и 3. Мощность трансформатора питающей ГПП S_н.т = 10 МВА, напряжение КЗ трансформатора u_кВН= 10,5%,.

Примем, что базисная мощность S_б= 100 МВА; базисный ток I_б=5,5 кА.

Сопротивления выражены в относительных единицах.

Требуется рассчитать токи КЗ в точках с по

Составим расчетную схему и схему замещения химического завода для расчета токов КЗ.

Рисунок 2 Расчетная схема к расчету токов КЗ

Рисунок 3 Схема замещения к расчету токов КЗ

На схеме замещения:

- индуктивное сопротивление силового трансформатора ТДН-10000/10;

- индуктивное сопротивление кабельной линии;

- индуктивные сопротивления трансформаторов ТП.

Данные по линиям внутреннего электроснабжения сведем в таблицу 27.

Таблица 27

Линии внутреннего электроснабжения

Номер линии	Напряжение, кВ	Длина линии, м	Марка и сечение провода,	Допустимый длительный ток, А	Расчетный ток, А	Количество кабелей
ГПП-ТП-1	6	40,2	АСКП-95	330	319,87	1
ГПП-ТП-2	6	12,5	АСКП-10	84	35,37	1
ГПП-ТП-3	6	98,649	АСКП-35	175	153,25	1
ГПП-ТП-4	6	113,5181	АСКП-35	175	170,96	1
ГПП-ТП-5	6	196,82	АСКП-10	84	60,017	1
ГПП-ТП-6	6	134	АСКП-25	142	131,44	1

Рассчитаем ток КЗ в точке К₁₀. Для этого необходимо найти индуктивные сопротивления элементов схемы

Индуктивное сопротивление силового трансформатора ТДН-10000/10:

- полная мощность трансформатора, МВА;

- напряжение короткого замыкания трансформатора ТДН-10000/10, % (таблица 10)

Индуктивное сопротивление кабельной линии от ГПП до трансформаторов ТП:

- удельное сопротивление провода, Ом/км;

- длина кабеля от ГПП до ТП-1, км;

- базисное напряжение, кВ.

Примем, что на предприятии кабельная линия прокладывается из сталеалюминевого провода АСКП. Так как ток в линии равен 153,25 А, то линия будет прокладываться из одного провода АСКП-35, параметры которого выбираем по [4], стр. 428.

Таблица 28

Параметры провода АСКП-35

Номинальное сечение,	Диаметр,	Удельное сопротивление провода, Ом/км	Масса, кг	Допустимый длительный ток, А
	провода	стального сердечника		1 км алюмиевого провода	1 км стального сердечника
35/6,2	8,4	2,8	0,7897	100	48	175

Тогда:

Индуктивное сопротивление трансформаторов в ТП-3:

- напряжение короткого замыкания трансформатора ТМ-250/10, % (таблица 12)

Индуктивное сопротивление кабельной линии:

В таком случае:

Суммарное индуктивное сопротивление:

Ток КЗ в точке

Ток КЗ в остальных точках считается аналогичным образом. Результаты расчетов сведем в таблицу 29.

Таблица 29

Токи короткого замыкания

Точки короткого замыкания	Сопротивления в точках	Токи короткого замыкания
	1.05	5.24
	0.031	5.09
	0.0872	4.84
	0.1963	4.41
	0.2259	4.31
	1.37	2.273
	0.397	3.8
	1.1	2.522
	11.25	0.446
	0.1474	3.95
	1.719	1.836
	4.365	0.811
	1	2.248

Выбор и проверка электрооборудования.

Выбор и проверка выключателей.

Таблица 30

Выбор и проверка выключателя QF4: МКП-110-400-20У1 ([5], стр.166 )

Параметр	Обозначение	Формула	Расчет
Номинальное напряжение, кВ			110 110
Номинальный длительный ток, А			400
Номинальный ток отключения, кА			20 5,24

Проверка остальных выключателей аналогична. Результаты проверки выключателей сведем в таблицу 31.

Таблица 31

Выбор и проверка выключателей ([5], стр. 166-169)

№	Тип выключателя
QF4	МГГ-10-3150-45У3	10	3150	45	5,24
QF5	МГГ-10-3150-45У3				5,24
QF6	МГГ-10-3150-45У3				5,24
QF7	ВМПЭ-10-630-20У3		630	20	5,09
QF8	ВММ-10-320-10ТЗ		320	10	4,84
QF9	ВММ-10-320-10ТЗ				4,41
QF10	ВММ-10-320-10ТЗ				4,31
QF11	ВММ-10-320-10ТЗ				2,273
QF712	ВММ-10-320-10ТЗ				3,8
QF13	ВММ-10-320-10ТЗ				2.522
QF14	ВММ-10-320-10ТЗ				0.446
QF15	ВММ-10-320-10ТЗ				3.95
QF16	ВММ-10-320-10ТЗ				3.95
QF17	ВММ-10-320-10ТЗ				1.836
QF18	ВММ-10-320-10ТЗ				0.811
QF19	ВММ-10-320-10ТЗ				2.248



Заключение

В данном курсовом проекте было спроектировано электроснабжение инструментального завода. Мною были сгруппированы приемники электроэнергии по категориям надежности электроснабжения, дана краткая характеристика инструментального завода. Методом коэффициента спроса была найдена расчетная мощность цехов предприятия. Методом удельной мощности производился расчет осветительной нагрузки завода с последующим построением картограммы электрических нагрузок и нахождения центра электрических нагрузок.

В курсовом проекте также производились технические расчеты с последующим выбором схемы внешнего электроснабжения завода и выбором места расположения ГПП и ТП.

На основании полученных данных расчетных мощностей, токов и технического обоснования производился подбор силовых трансформаторов химического завода.

В курсовом проекте после построения однолинейной схемы и построения схемы замещения химического завода мною производился предварительный выбор коммутационного оборудования из справочников. После производился расчет токов короткого замыкания с последующей проверкой коммутационного оборудования по номинальному напряжению, по номинальному длительному току и номинальному току отключения.



Список использованной литературы

1. Иванникова Н.Ю. Методические указания к курсовому проекту.

2. Крючков И.П., Кувшинский Н.Н., Неклепаев Б.Н. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник для вузов. М.: “Энергия”, 1973. 584 с. с ил.

3. Мукосеев Ю.А. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования.М.: Энергия, 1978. 456 с., ил.

4. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электричекая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования.М.: Энергоатомиздат, 1989. 604 с., ил.

5. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. В 2 т. Т.1/ Под общ. ред. А.А.Федорова. М.: Энергоатомиздат, 1987. 568 с.

6. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. В 2 т. Т.1/ Под общ. ред. А.А.Федорова. М.: Энергоатомиздат, 1987. 589 с.

Размещено на Allbest.ru