Разработка и внедрение новых видов электрооборудования и систем электроснабжения для цветной металлургии
Расчет электрических нагрузок по заводу. Определение числа и мощности цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ. Подсчет токов короткого замыкания на шинах. Вычисление дифференциальной и максимальной токовой защиты.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.02.2020 |
| Размер файла | 1001,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Таблица 3.4. Выбор короткозамыкателей 110 кВ
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=110 кВ Iскв.ампл.=51 кА Iпред.терм. ст.=12,5 кА |
Uр=110 кВ iуд2=10,2 кА Iк2=4,01 кА |
UнUр Iскв.ампл. iуд2 Iпред.терм. ст Iк2 |
Определим капитальные затраты на выбранное оборудование:
Затраты на трансформаторы ГПП:
Ктр гпп=2Ч42=84 тыс у.е. (табл.4.24/3/)
Затраты на ЛЭП-110 кВ:
Клэп110=lЧКлэп=5Ч13,95=69,75 тыс.у.е. (табл.4.9/3/)
Затраты на выключатели В1,В2:
КВ1,В2=2Ч16,24=32,48 тыс.у.е. (табл.4.28/3/)
Затраты на разъединители, отделители, короткозамыкатели и 3 разрядника РВС:
Кввод=2Ч4,76=9,52 тыс.у.е. (табл.4.28/3/)
Суммарные затраты:
КI= КВ1,В2+ Клэп110+Кр+Код+Ккз+Крвс+Ктр гпп=84+70+32,48+9,52=195,75 тыс.у.е.
Суммарные издержки рассчитываются по формуле:
ИI=Иа+Ипот+Иэ, у.е.
Амортизационные отчисления Иа насчитываются по годовым нормам амортизации Еа (табл.2.23/2/) от капиталовложений на элементы электроснабжения: Иа=Еа. К
Для ВЛ-110 кВ на железобетонных опорах Еа=0,028
Для распредустройств и подстанций Еа=0,063
Амортизационные отчисления на оборудование:
Иа обор.=Еа оборЧКобор.=Еа обор.(Ктр+Кв+Кввод)=0,063(84+32,48+9,52)=7,9 тыс.у.е.
Амортизационные отчисления на ЛЭП:
Иа лэп=Еа лэпЧКлэп=0,028Ч70=1,96 тыс.у.е.
Издержки на эксплуатацию оборудования:
Иэкспл.обор.=Еэкспл.обор. ЧКобор.=0,03Ч(84+32,48+9,52)=3,78 тыс.у.е.
Издержки на эксплуатацию ЛЭП:
Иэкспл.лэп=Еэкспл.лэпЧКлэп=0,028Ч70=1,96 тыс.у.е.
Стоимость потерь электроэнергии Со=5 тг/кВт. ч
Определим издержки на потери электроэнергии:
Ипот=Со(Wтр гпп+Wлэп110)=5Ч(283204+70237)=2085957 тг=13457,8 у.е.
Определим суммарные издержки:
ИI= Иа обор.+ Иэкспл.обор.+ Иа лэп+Иэкспл.лэп+Ипот=7,9+1,96+3,78+1,96+13,458=29,1 тыс.у.е.
Приведенные затраты, являющиеся мерой стоимости, определяются по выражению:
ЗI=ЕЧКI+ИI,
где Е=0,12- нормативный коэф-т эффективности капиталовложений
ЗI=0,12Ч195,75+29,1=52,59 тыс.у.е.
Рисунок 3.3. Второй вариант схемы электроснабжения.
Выбираем электрооборудование по II варианту.
Выберем трансформаторы ГПП:
Выбираем два трансформатора типа ТДН-16000/35
Sн тр=16000 кВА; Кз=0,6
Паспортные данные трансформаторов:
Sн=16000 кВАUвн=36,75 кВUнн=10,5 кВ
Рхх=28,4кВтРкз=105кВтIхх=0,7%Uкз=8%
Рассчитаем потери мощности в этих трансформаторах:
Ртр гпп=2(Рхх+РкзЧКз2)=2(28,4+105Ч0,62)=132,4 кВт
Qтр гпп=2(ЧSнт+ЧSнЧКз2)=2(Ч16000+Ч16000Ч0,62)=1392квар
Найдем потери электроэнергии в трансформаторах ГПП:
При двухсменном режиме работы число часов включения Твкл=4000ч и число часов использования максимума активной нагрузки Тм=4000ч (табл.2.25/2/)
Wтр гпп=2(РххЧТвкл+РкзЧ?ЧКз2),
где ?=(0,124+)2Ч8760=2405,3 ч- время максимальных потерь
Wтр гпп=2(28,4Ч4000+105Ч 2405,3Ч 0,62)=409040,7 кВтЧч
2) Выберем сечение ЛЭП-35 кВ:
Определим мощность, проходящую по ЛЭП:
Sлэп===18399 кВА
Расчетный ток одной линии:
Iр===152 А
Аварийный ток:
Iав=2ЧIр=2Ч152=304А
а) Определим сечение по экономической плотности тока:
Fэ=Iр/Jэ=152/1,1=138 мм2
Jэ=1,1 А/мм2 (Al, Тм=4000ч)
Выбираем провод сечением 150 мм2 (Iдоп=375А)
Принимаем провод типа АС-150
б) Проверим провод по пропускной способности:
Iдоп провIр (375А>152А)
в) Проверим провод по аварийному режиму:
Iдоп авIав,
где Iдоп ав=1,3ЧIдоп=1,3Ч375=488А (488А>304А)
Определим потери электроэнергии в ЛЭП-35 кВ:
Wлэп=2(3Iр2ЧRЧ10-3Ч)=2Ч3Ч1522Ч1,04Ч10-3Ч2405,3=346769 кВтЧч
R=r0Чl=0,208Ч5=1,04 Ом,
где r0=0,208 (стр.55/3/)
3) Выберем трансформаторы энергосистемы:
Выбираем два трансформатора типа ТДТН-40000/110
Паспортные данные трансформаторов:
Sн=40000 кВАUвн=115 кВUсн=38,5 кВUнн=11кВ
Рхх=43кВт Ркз=200кВтUкВ-С=10,5%;UкВ-Н=17,5%;
UкС-Н=6,5%;
Найдем 1-коэффициент долевого участия проектируемого завода в мощности трансформаторов энергосистемы:
1===0,23%
Долевым участием в потерях Р и Q в трансформаторах энергосистемы пренебрегаем
4) Выбираем выключатели, разъединители, отделители, короткозамыка-тели на напряжение 35 кВ:
Для выбора оборудования рассчитаем ток кз:
Составим схему замещения:
Sкз=900 МВА
Sб=1000 МВА
Хс Uб=37 кВ
Iб==15,6 кА
Хтр Сопротивление системы:
Хс=Sб/Sкз=1000/900=1,1
Хтр сист=Uв-сЧSб/100ЧSн тр =10,5Ч1000/100Ч40=2,63 о.е.
Сопротивление ЛЭП:
Хлэп=Х0ЧlЧ=0,32Ч5Ч=1,17 о.е.
Рассчитаем действующее значение тока кз в точке К1:
Iк1===4,18 кА
Ударный ток кз:
iуд1=КудЧIк1=Ч1,8Ч4,18=10,64 кА
Действующее значение тока кз в точке К2:
Iк2===3,18 кА
iуд2=КудЧIк2=Ч1,8Ч3,18=8,09 кА
Мощность кз в точке К1:
Sк1=UбЧIк1=Ч37Ч4,18=267,88 МВА
Мощность кз в точке К2:
Sк2=UбЧIк2=Ч37Ч3,18=203,8 МВА
Выключатели В1, В2 выбираем по аварийному току трансформаторов системы.
Принимаем, что мощность по двум вторичным обмоткам трансформатора распределена поровну-по 50%, поэтому мощность аварийного режима трансформаторов равна 220=40 МВА.
Найдем ток, проходящий через выключатели В1и В2:
IавВ1,В2== =624,9А
Выбираем выключатели В1,В2 типа МКП-35-1000 (таблица 3.5)
Таблица 3.5. Выбор выключателей 35 кВ
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=35 кВ Iн=1000А Iоткл=10 кА Sоткл=606,22 МВА |
Uр=35 кВ Iавтр сист=624,9А Iк1=4,18 кА Sк1=267,88 МВА |
UнUр Iн Iавтр сист Iоткл Iк1 Sоткл Sк1 |
Секционный выключатель В3 выбираем по току в 2 раза меньше аварийного.
Найдем ток, проходящий через выключатель В3:
IВ3===312,45А
Выбираем выключатель типа МКП-35-630 (таблица 3.6)
Таблица 3.6. Выбор секционного выключателя 35 кВ
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=35 кВ Iн=630А Iоткл=10 кА Sоткл=606,22 МВА |
Uр=35 кВ Iртр сист=312,45А Iк1=4,18 кА Sк1=267,88 МВА |
UнUр Iн Iртр сист Iоткл Iк1 Sоткл Sк1 |
2В1,В2===0,63В3===0,48
Выключатели В4,В5 выбираем по аварийному току завода. Iав зав=604 А Выбираем выключатели типа МКП-35-630 (таблица 3.7)
Таблица 3.7. Выбор выключателей 35 кВ
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=35 кВ Iн=630А Iоткл=10 кА Sоткл=606,22 МВА |
Uр=35 кВ Iавзав=604 А Iк1=4,18 кА Sк1=267,88 МВА |
UнUр Iн Iавзав Iоткл Iк1 Sоткл Sк1 |
Выбираем разъединители типа РНДЗ-2-35/1000У1 (таблица 3.8)
Таблица 3.8. Выбор разъединителей 35 кВ
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=35 кВ Iн=1000А Iскв.ампл.=63 кА Iпред.терм. ст.=25 кА |
Uр=35 кВ Iав=604 А iуд2=8,1 кА Iк2=3,18 кА |
UнUр Iн Iав Iскв.ампл. iуд2 Iпред.терм. ст Iк2 |
Выбираем отделители типа ОДЗ-35/630У1 (таблица 3.9)
Таблица 3.9. Выбор отделителей 35 кВ
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=35 кВ Iн=630А Iскв.ампл.=80 кА Iпред.терм. ст.=12,5 кА |
Uр=35 кВ Iав=604А iуд2=8,1 кА Iк2=3,18 кА |
UнUр Iн Iав Iскв.ампл. iуд2 Iпред.терм. ст Iк2 |
Выбираем короткозамыкатели типа КЗ-35-УХЛ1 (таблица 3.10)
Таблица 3.10. Выбор короткозамыкателей 35 кВ
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=35 кВ Iскв.ампл.=51 кА Iпред.терм. ст.=12,5 кА |
Uр=35 кВ iуд2=8,1 кА Iк2=3,18 кА |
UнUр Iскв.ампл. iуд2 Iпред.терм. ст Iк2 |
Суммарные издержки рассчитываются по формуле:
ИII=Иа+Ипот+Иэ, у.е.
Определим капитальные затраты на выбранное оборудование:
1) Затраты на трансформаторы ГПП:
Ктр гпп=2Ч37=74 тыс у.е. (табл.4.24/3/)
2) Затраты на ЛЭП-35 кВ:
Клэп35=lЧКлэп=5Ч14,4=72 тыс.у.е. (табл.4.7/3/)
3) Затраты на выключатели В4,В5:
КВ4,В5=2Ч5,54=11,08 тыс.у.е. (табл.4.28/3/)
4) Затраты на разъединители, отделители, короткозамыкатели и 3 разрядника РВС:
Кввод=2Ч2,92=5,84 тыс.у.е. (табл.4.28/3/)
5) Затраты на трансформаторы системы:
Ктр сист=1Ч2ЧКтр=0,23Ч2Ч74=34,04 тыс.у.е. (табл.4.24/3/)
6) Затраты на выключатели В1,В2:
КВ1,В2=2Ч2ЧКВ1,В2=0,6Ч2Ч5,54=6,648 тыс.у.е. (табл.4.28/3/)
7) Затраты на выключатель В3:
КВ3=3ЧКВ3=0,48Ч5,54=2,66 тыс.у.е. (табл.4.28/3/)
Суммарные затраты:
КII= Ктр гпп+ Клэп35+КВ4,В5+Кввода+Ктр сист+КВ1,В2+КВ3=74+72+11,08+5,84+34,04+6,648+2,66=207 тыс.у.е.
Амортизационные отчисления Иа насчитываются по годовым нормам амортизации Еа (табл.2.23/2/) от капиталовложений на элементы электроснабжения: Иа=ЕаЧК
Для ВЛ-35 кВ на железобетонных опорах Еа=0,028
Для распредустройств и подстанций Еа=0,063
Амортизационные отчисления на оборудование:
Иа обор.=Еа оборЧКобор.=0,063(74+11,08+5,84+34,04+6,648+2,66)=0,063Ч135=8,505 тыс.у.е.
Амортизационные отчисления на ЛЭП:
Иа лэп=Еа лэп. Клэп=0,028Ч72=2,016 тыс.у.е.
Издержки на эксплуатацию оборудования:
Иэкспл.обор.=Еэкспл.обор. ЧКобор.=0,03Ч135=4,05 тыс.у.е.
Издержки на эксплуатацию ЛЭП:
Иэкспл.лэп=Еэкспл.лэп. Клэп=0,028Ч72=2,016 тыс.у.е.
Стоимость потерь электроэнергии Со=5 тг/кВт. ч
Определим издержки на потери электроэнергии:
Ипот=Со(Wтр гпп+Wлэп35)=5(409041+346769)=3779048,4 тг=24381 тыс. у.е.
Определим суммарные издержки:
ИII= Иа обор.+ Иэкспл.обор.+ Иа лэп+ Иэкспл.лэп+Ипот=8,505+2,016+4,05+2,016+24,381=40,97 тыс.у.е.
Приведенные затраты, являющиеся мерой стоимости, определяются по выражению:
ЗII=ЕЧKII+ИII,
где Е=0,12-нормативный коэф-т эффективности капиталовложений
ЗII=0,12Ч207+40,97=65,81 тыс.у.е.
Составим сводную таблицу результатов расчета:
|
Варианты |
Uн, кВ |
К, тыс.у.е. |
И, тыс.у.е. |
З, тыс.у.е. |
|
|
I |
115 |
195 |
29,1 |
52,9 |
|
|
II |
37 |
207 |
40,97 |
65,81 |
Вывод: проходит I вариант по минимальным приведенным годовым затратам.
4. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания U>1кВ
Для выбора оборудования необходимо произвести расчет ТКЗ на шинах ГПП предприятия.
4.1 Расчет токов короткого замыкания Iкз (U=10,5 кВ) с учетом подпитки от СД
Рисунок 4.1. Схема замещения электроснабжения ГПП.
Sкз=900 МВАSб=1000 МВАUб=10,5 кВ
Iб==5,5 кА
Сопротивление системы: Хс=Sб/Sкз=1,1 о.е.
Сопротивление ЛЭП: Хл=ХоЧlЧSб/Uср2=0,15 о.е.
Сопротивление трансформатора ГПП:
Ударный ток кз равен:
iУД=КудЧIкз=Ч1,8Ч2,8=7,1 кА
Мощность кз равна:
Sкз=UбЧIкз=Ч10,5Ч2,8=50,86 МВА
Номинальная мощность двигателей равна:
Sн сд===1667 кВА
Сопротивление двигателей:
Хсд=Хd// =0,2=90,09 о.е.
Найдем ток синхронных двигателей:
Iсд===77,8А
По току Iсд выбираем кабель ААШВ-10(325) к СД
Iдоп=105А (>78А)
По экономической плотности тока:
Fэ==77,9/1,4=56 мм2
Принимаем кабель сечением 70 мм2 типа ААШВ-10(370)
По условию термической стойкости току кз:
SminКЗ=ЧIкзЧ=12Ч4,18Ч=44,86 мм2
Окончательно принимаем кабель типа ААШВ-10(370); Iдоп=165А
Удельные сопротивления для данного кабеля:
rO=0,447 Ом/км
хО=0,0612 Ом/км
Сопротивление кабеля:
Хкаб=ХоЧlЧ=0,0612Ч0,14Ч=0,04,
где l=140 м
Есд=Е// =1,1Ч=1,048
Найдем ток кз от синхронных двигателей:
IкзСД===0,64 кА
Найдем суммарный ток кз:
Iкз=Iкз+Iсд=2,8+0,64=3,44 кА
Ударный ток кз:
iУД=ЧКудЧIкз=Ч1,8Ч3,44=8,73 кА
Мощность кз равна: Sкз=IкзЧUб=Ч3,44Ч10,5=62,48 МВА
4.2 Выбор основного оборудования
Выбор выключателей.
Выберем вводные выключатели В1-В4:
Определим расчетную мощность выключателей В1,В3:
SрВ1,В3=
Sр=9210 кВА
Расчетный ток одной линии:
Iр===253 А
Аварийный ток равен:
Iав=2Iр=506 А
Выбираем выключатели типа ВМПЭ-10-630-20У2 (стр.166 /4/ )
Выбор выключателей представлен в таблице 4.1
Таблица 4.1. Выбор вводных выключателей 10 кВ
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=630А Iоткл=20 кА iДИН= 52 кА Вк= 1600 кА2. с Привод ППВ |
Uр=10 кВ Iав=506А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА Вк= 9,4 кА2. с |
UнUр Iн Iав Iоткл Iк1 iДИН iУД ВкПАСПВкРАСЧ |
ВкРАСЧ=Iк2 (tОТКЛ+Та)=3,442 (0,1+0,7)=9,4 кА2. с
ВкПАСП=Iкз2ТЕРМ . tТЕРМ=31,52. 4=3969 кА2. с
2) Выберем секционные выключатели:
Выключатель на первой секции шин: Расчетный ток Iр=253 А
Выбираем выключатель типа ВМПЭ-10-630-10У2 (стр.166 /4/ )
Выбор выключателя представлен в таблице 4.2.
Таблица 4.2. Выбор секционного выключателя 10 кВ
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=630А Iоткл=10 кА iДИН=25,5 кА Вк= 300 кА2. с Привод ППВ |
Uр=10 кВ Iр=253 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА Вк= 9,4 кА2. с |
UнUр Iн Iав Iоткл Iк1 iДИН iУД ВкПАСПВкРАСЧ |
3) Выберем выключатели отходящих линий:
а) Линия ГПП-ТП1,ТП2:
Sр===4941 кВА
Расчетный ток одной линии:
Iр===135,8 А
Аварийный ток равен:
Iав=2Iр=272 А
Выбираем выключатели типа ВММ-10-400-10У2 стр.166 /4/ )
Выбор выключателей представлен в таблице 4.3.
Таблица 4.3. Выбор выключателей линии ГПП-ТП1,ТП2
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=400А Iоткл=10 кА iДИН=25,5 кА Вк= 300 кА2. с Привод ППВ |
Uр=10 кВ Iав=272 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА Вк= 9,4 кА2. с |
UнUр Iн Iав Iоткл Iк1 iДИН iУД ВкПАСПВкРАСЧ |
б) Линия ГПП-ТП3,ТП4,ТП5,:
Sр===6360 кВА
Расчетный ток одной линии:
Iр===175 А
Аварийный ток равен:
Iав=2Iр=349,7 А
Выбираем выключатели типа ВММ-10-400-10У2 (стр.166/4/)
Выбор выключателей представлен в таблице 4.4.
Таблица 4.4. Выбор выключателей линии ГПП-ТП3,ТП4,ТП5
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=400А Iоткл=10 кА iДИН=25,5 кА Вк= 400 кА2. с Привод ППВ |
Uр=10 кВ Iав=349,7 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА Вк= 9,4 кА2. с |
UнUр Iн Iав Iоткл Iк1 iДИН iУД ВкПАСПВкРАСЧ |
в) Выключатели к СД:
SнСД=1667 кВА
Iсд= ==78А
Выбираем выключатели типа ВММ-10-400-10У2 (стр.166 /4/)
Выбор выключателей представлен в таблице 4.5.
г) Выключатели к ДСП-10т.
Рр дсп=Sн cos ??Кз=2000. 0,86. 0,85=1462 кВт
Qр дсп=Рр tg ?=1462?0,59=863 квар
Qвбк=1800 квар
Sр дсп===1517 кВА
Расчетный ток ДСП:
Iр дсп===83,4 А
Таблица 4.5. Выбор выключателей к СД
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=400А Iоткл=10 кА iДИН=25,5 кА Вк= 300 кА2. с Привод ППВ |
Uр=10 кВ Iсд=78 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА Вк= 9,4 кА2. с |
UнUр Iн Iсд Iоткл Iк1 iДИН iУД ВкПАСПВкРАСЧ |
Выбираем выключатели типа ВММ-10-400-10У2 (стр.166 /4/)
Выбор выключателей представлен в таблице 4.6.
Таблица 4.6. Выбор выключателей к ДСП-10т
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=400А Iоткл=10 кА iДИН=25,5 кА Вк= 300 кА2. с Привод ППВ |
Uр=10 кВ Iдсп=83,4 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА Вк= 9,4 кА2. с |
UнUр Iн Iдсп Iоткл Iк1 iДИН iУД ВкПАСПВкРАСЧ |
д) Выключатель к ВБК на шинах ГПП
Qвбк10=450 квар
Iр==24,7 А
Выбираем выключатели типа ВММ-10-400-10У2 (стр.166 /4/)
Выбор выключателей представлен в таблице 4.7.
Таблица 4.7. Выбор выключателей к ВБК
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=400А Iоткл=10 кА iДИН=25,5 кА Вк= 300 кА2. с Привод ППВ |
Uр=10 кВ Iр=24,7 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА Вк= 9,4 кА2. с |
UнUр Iн Iдсп Iоткл Iк1 iДИН iУД ВкПАСПВкРАСЧ |
Выбор трансформаторов тока
а) Трансформаторы тока ввода
Iр=Iав=506 А
Sном2=Iном2 Zном тт,
где Zном тт- полное допустимое сопротивление внешней сети.
Zном тт=rПРИБ + rДОП.ПРОВ.+rКОНТ
Рассчитаем нагрузку трансформаторов тока (таблица 4.8)
Выбираем трансформаторы тока типа ТЛ-10УТ3 (/4/, табл.31.9)
Iн=750А
Uн=10 кВ
Sн2=20 ВА
Iдин=140 кА
Iдоп ТЕРМ.СТ.=31,5 кА
tДОП=4с
Таблица 4.8. Нагрузка трансформатора тока
|
Прибор |
Тип |
S, ВА фазы А |
S, ВА фазы В |
S, ВА фазы С |
|
|
Амперметр Ваттметр Варметр Счетчик активной энергии Счетчик реактивной энергии ИТОГО |
Э-350 Д-365 И-395 САЗ-И681 СР4-И689 |
0,5 0,5 0,5 2,5 2,5 6,5 |
0,5 - - 2,5 2,5 5,5 |
0,5 0,5 0,5 2,5 2,5 6,5 |
rПРИБ==6,5/52=0,26 Ом
rН2=S2НТТ/I22=20/52=0,8 Ом
rКОНТ=0,1 Ом
rДОПпров=r2 НОМ-rПРИБ-rКОНТ=0,8-0,26-0,1=0,44 Ом
Fпров===0,32 мм2
Принимаем кабель АКРТВ F=2,5 мм2
RпровДЕЙСТВ.==0,056 Ом
R2=Rприб+Rпров+Rконт=0,26+0,056+0,1=0,416 Ом
S2=R2 I22=0,416. 52=10,4 ВА
Проверим выбранные трансформаторы тока (таблица 4.9)
Таблица 4.9. Выбор вводных трансформаторов тока
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=750А Iоткл=20 кА iДИН=140 кА S2=20 ВА |
Uр=10 кВ Iр=506 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА S2=10,4 ВА |
UнUр Iн Iр Iоткл Iк1 iДИН iУД S2ПАСПS2РАСЧ |
б) Секционные трансформаторы тока.
Выбираем трансформатор тока на первой секции шин:
Iр=Iав/2=253 А
Выбираем трансформатор тока типа ТЛ-10У3 (/4/, табл.31.9)
Проверим выбранный трансформатор тока (таблица 4.10)
Таблица 4.10. Выбор секционного трансформатора тока ТА7
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=300А Iоткл=15 кА iДИН=51 кА S2=20 ВА |
Uр=10 кВ Iр=253 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА S2=10,4 ВА |
UнUр Iн Iр Iоткл Iк1 iДИН iУД S2ПАСПS2РАСЧ |
в) Трансформаторы тока отходящих линий.
Линия ГПП-ТП1,ТП2
Iр=Iав=136 А
Выбираем трансформаторы тока типа ТЛ-10У3 (/4/, табл.31.9)
Проверим выбранные трансформаторы тока (таблица 4.11)
Таблица 4.11. Выбор трансформаторов тока линии ГПП-ТП1,ТП2,ТП3
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=300А Iоткл=15 кА iДИН=51 кА S2=20 ВА |
Uр=10 кВ Iр=136 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА S2=10,4 ВА |
UнUр Iн Iр Iоткл Iк1 iДИН iУД S2ПАСПS2РАСЧ |
Линия ГПП-ТП3,ТП4,ТП5
Iр=Iав=350 А
Выбираем трансформаторы тока типа ТЛ-10У3 (/4/, табл.31.9)
Проверим выбранные трансформаторы тока (таблица 4.12)
Таблица 4.12. Выбор трансформаторов тока линии ГПП-ТП4,ТП5,ТП6
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=500А Iоткл=20 кА iДИН=81 кА S2=20 ВА |
Uр=10 кВ Iр=350 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА S2=10,4 ВА |
UнUр Iн Iр Iоткл Iк1 iДИН iУД S2ПАСПS2РАСЧ |
Линия к СД
Iсд=78 А
Выбираем трансформаторы тока типа ТЛ-10У3 (/4/, табл.31.9)
Проверим выбранные трансформаторы тока (таблица 4.13)
Таблица 4.13. Выбор трансформаторов тока к СД
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=100А Iоткл=15 кА iДИН=51 кА S2=20 ВА |
Uр=10 кВ Iсд=78 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА S2=10,4 ВА |
UнUр Iн Iсд Iоткл Iк1 iДИН iУД S2ПАСПS2РАСЧ |
Линия к ДСП-10т
IрДСП=83,4 А
Выбираем трансформаторы тока типа ТЛ-10У3 (/4/, табл.31.9)
Проверим выбранные трансформаторы тока (таблица 4.14)
Таблица 4.14. Выбор трансформаторов тока к ДСП-10т
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=200А Iоткл=15 кА iДИН=51 кА S2=20 ВА |
Uр=10 кВ Iдсп=83,4 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА S2=10,4 ВА |
UнUр Iн Iдсп Iоткл Iк1 iДИН iУД S2ПАСПS2РАСЧ |
Линия к ВБК
IрВБК=24,7 А
Выбираем трансформаторы тока типа ТЛ-10У3 (/4/, табл.31.9)
Проверим выбранные трансформаторы тока (таблица 4.15)
Таблица 4.15. Выбор трансформаторов тока к ВБК
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=50А Iоткл=15 кА iДИН=51 кА S2=20 ВА |
Uр=10 кВ Iвбк=24,7 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА S2=10,4 ВА |
UнUр Iн Iвбк Iоткл Iк1 iДИН iУД S2ПАСПS2РАСЧ |
Выбор трансформаторов напряжения
Рассчитаем нагрузку трансформатора напряжения (таблица 4.15)
Таблица 4.15. Нагрузка ТН
|
Прибор |
Тип |
Sобм, ВА |
Число обмот. |
cos ? |
sin ? |
Число приб. |
Р, Вт |
Q, вар |
|
|
V W Var Wh Varh ИТОГО |
Э-335 Д-335 Н-395 САЗ-И681 СР4-И659 |
2 1,5 1,5 3 Вт 3 Вт |
2 2 2 2 2 |
1 1 1 0,38 0,38 |
0 0 0 0,925 0,925 |
2 1 1 7 8 |
8 3 3 42 48 104 |
- - - 102 117 219 |
S2РАСЧ===242,4 ВА
Выбираем трансформатор напряжения типа НТМИ-10-66-У3 10000/100 ( стр.216 /4/)
Проверим выбранный трансформатор напряжения (таблица 4.16)
Таблица 4.16. Выбор трансформатора напряжения
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ S2ПАСП=500 ВА |
Uр=10 кВ S2РАСЧ=242,4 ВА |
UнUр S2ПАСПS2РАСЧ |
Выбор выключателей нагрузки
Выключатели нагрузки выбираются по аварийному режиму для одной ТП.
а) ТП-1,ТП-2:
Sтп1=SрТП1,2= 4941=2471 кВА
IавТП1==136 А
Выбираем выключатель типа ВН-16У3 (стр.183 /4/)
Проверим выбранный выключатель (таблица 4.17)
Таблица 4.17. Выбор выключателей нагрузки линии ТП1,ТП2
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=200А Iоткл=10 кА iДИН=25 кА Вк= 360 кА2. с |
Uр=10 кВ Iав=136 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА Вк= 9,4 кА2. с |
UнUр Iн Iав Iоткл Iк1 iДИН iУД ВкПАСПВкРАСЧ |
б) ТП-3,ТП-4,ТП-5:
Sтп4=SрТП3,4,5=6360=2760 кВА
IавТП4==151,8 А
Выбираем выключатель типа ВН-16У3 (стр.183 /4/)
Проверим выбранный выключатель (таблица 4.18)
Выбор шин ГПП.
Выбор шин проводим по длительно допустимому току.
Таблица 4.18. Выбор выключателей нагрузки линии ТП3,ТП4,ТП5
|
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
|
Uн=10 кВ Iн=200А Iоткл=10 кА iДИН=25 кА Вк= 360 кА2. с |
Uр=10 кВ Iав=151,8 А Iк1=3,44 кА iУД=8,73 кА Вк= 9,4 кА2. с |
UнUр Iн Iав Iоткл Iк1 iДИН iУД ВкПАСПВкРАСЧ |
Iав=506 А; Iр=253 А.
Iдоп=К1К2К3Iн
Берем (из табл. 4-41 Л-1) шину из аллюминия с длительной токовой нагрузкой Iн=800 А, сечением 80 мм.
К1 -поправочный коэф., при горизонтальном расположении шин К1=0,95.
К2 -поправочный коэф. для многополосных шин.
К3 -поправочный коэф. для t0 воздуха отличной от t0=25 0C. К3=1,05 (при t=20 0C)
Iдоп=0,951,051170=1186 А.
IдопIав; 800 А506А.
а)Проверка шин на эл. динамическую стойкость к токам К.З.
Fр=1,76iуд2
где;iуд - ударный ток на шинах.
L - расстояние между изоляторами в пролетах.
а - расстояние между фазами.
L=200 cм. а=35 см.
Fр=1,7619,12=37 Н.
W=0,17nbh2
Где; n - число полос в плите.
b - толщина одной полосы.
h - высота шины.
W=0,170,682=6,53 см2 - момент сопротивления.
расч==112,4кгс/см211,3 мПа.
допрасч;65 МПа11,3 МПа.
доп - для шин марки АТ (=650кгс/см2=65 МПа.
б)Проверка шин на термическую стойкость.
Минимальное сечение шины по термической стойкости.
Sтс= Iкз
где; - коэффициент термической стойкости, для аллюминевых шин =11.
Iкз - ток К.З. в установившемся режиме.
tп - пииведенное время.
t= t защ + t выкл.
t выкл = 0,095 сек. - время срабатывания выключателя.
t защ - время срабатывания Р.З.
t прп =
t прп=1,58
Sтс=11 7,5=103,7 мм2
Sн=4,77 см2Sтс=1,04 см2.
Выбор изоляторов.
ИЧ-80-4 ХЛЗ
Условия выбора.
1)UнаUн.уст;12 кВ10,5 кВ.
2)FдопFрасч;0,6=240 Н33 Н.
3)IннI;20кА7,5 кА.
Выбор силовых кабелей отходящих линий
Условия выбора кабелей:
По напряжению установки: UнКАБUнУСТ
По способу прокладки (в траншеях, по эстакадам, в каналах)
По экономической плотности тока.
Для кабелей с алюминиевыми жилами:
При Tm= (1000-3000)ч Jэ=1,6 А/мм2
При Tm= (3000-5000)ч Jэ=1,4 А/мм2
При Tm5000ч Jэ=1,2 А/мм2
Fэ=; где Iр=
Проверка по длительному току:
IдопКАБ = Кпрокл КоТЕМП IдопТАБЛ,
где Кпрокл- поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле (табл.21.12/3/),
КоТЕМП- поправочный коэффициент на токи для кабелей в зависимости от температуры земли и воздуха (табл.21.2/3/).
IдопКАБIр
Проверка по аварийному режиму:
IдопКАБ АВIавУСТ,
где IдопКАБ АВ= IдопКАБ . Кав; IавУСТ=2Iр
Кав=1,3
Проверка по минимальному сечению по току короткого замыкания:
FminКЗ= Iкз ,
где =12- для кабелей с алюминиевыми жилами;
Iкз-начальное действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания;
tП=tПЕРИОД+tАПЕР (принимаем tП=0,3-0,4)
Линия ГПП-ТП1:
Расчетная мощность ТП1 равна:
SрТП1=4941 кВА
Определим расчетный ток ТП1:
IрТП1==136 А
Аварийный ток равен:
Iав=2.136=272 А
Проверяем по длительному току:
IдопКАБ = Кпрокл КоТЕМП IдопТАБЛ;
При количестве кабелей N=4 Кпрокл=0,8 (табл.21.12/3/)
Принимаем Ктемп=1 (табл.21.2/3/)
Принимаем кабель сечением F=120 мм2 ; Iдоп=295 А
IдопКАБ =295. 0,8.1=230 А [>Ip=136 A]
Проверяем по аварийному режиму:
IдопКАБ АВ=1,3 IдлДОП=1,3.295=390 А [>Iав=168 A]
Проверяем по экономической плотности тока:
При Тм=4000ч Jэ=1,4 А/мм2
Fэ===96 мм2
Принимаем кабель сечением F=120 мм2
Проверяем кабель по минимальному сечению по току короткого замыкания:
Fту= Iкз =12. 3,44. =25 мм2
Окончательно принимаем кабель марки ААШВ-10-(3120)
Проверяем данный кабель по потере напряжения:
R=r0. l=0,28. 0,35=0,098 Ом
Х=х0. l=0,065. 0,35=0,022 Ом
Длина кабельной линии от ГПП до ТП1 равна 350 м (см. ген. план)
Р=РрТП1+Ртп1=4367+49,34=4416 кВт
Q=QрТП1+Qтп1=2773+275=3048 квар
Потери напряжения определяются по формуле:
U===41,22 В
Определим потери напряжения в процентах:
U%===0,39% <5%
Остальные кабельные линии выбираются аналогично. Результаты расчетов сведем в таблицу 4.19 («Кабельный журнал»).
Таблица 4.19. «Кабельный журнал».
|
Наименование участка |
Sр, кВА |
Кол-во кабелей в траншее |
Нагрузка |
По экономической плотности тока, мм2 |
По току короткого замыкания, мм2 |
Выбранный кабель |
Iдоп, A |
||||
|
Iр, A |
Iав, A |
jэ |
Fэ |
Iк, A |
S |
||||||
|
ГПП-ТП1-ТП2 |
4941 |
6 |
136 |
272 |
1,4 |
96 |
3,44 |
120 |
ААШВ-10-(3120) |
295 |
|
|
ТП1-ТП2 |
2554 |
2 |
70 |
140 |
1,4 |
50 |
3,44 |
70 |
ААШВ-10-(370) |
165 |
|
|
ГПП-ТП3-ТП4-ТП5 |
6360 |
4 |
174 |
349 |
1,4 |
124 |
3,44 |
150 |
ААШВ-10-(3150) |
385 |
|
|
ТП3-(ТП4-ТП5) |
4208 |
6 |
116 |
232 |
1,4 |
83 |
3,44 |
95 |
ААШВ-10-(395) |
200 |
|
|
ТП4-ТП5 |
2152 |
6 |
118 |
236 |
1,4 |
84 |
3,44 |
95 |
ААШВ-10-(395) |
200 |
|
|
ГПП-ДСП |
1517 |
6 |
83,4 |
- |
1,4 |
59 |
3,44 |
70 |
ААШВ-10-(370) |
165 |
|
|
ГПП-СД |
1667 |
4 |
78 |
- |
1,4 |
56 |
3,44 |
70 |
ААШВ-10-(370) |
165 |
|
|
ГПП-ВБК |
450 |
6 |
24,7 |
- |
1,4 |
18 |
3,44 |
25 |
ААШВ-10-(325) |
80 |
5. Релейная защита и автоматика
5.1 Релейная защита трансформатора ГПП
В процессе эксплуатации системы электроснабжения возникают повреждения отдельных ее элементов. Наиболее опасными и частыми видами повреждений являются КЗ между фазами электрооборудования и однофазные КЗ на землю в сетях с большими токами замыкания на землю. В электрических машинах и трансформаторах наряду с междуфазными КЗ и замыканиями на землю имеют место витковые замыкания. Вследствие возникновения КЗ нарушается нормальная работа системы электроснабжения, что создает ущерб для промышленного предприятия.
При протекании тока КЗ элементы системы электроснабжения подвергаются термическому и динамическому воздействию. Для уменьшения размеров повреждения и предотвращению развития аварии устанавливают совокупность автоматических устройств, называемых релейной защитой и обеспечивающих с заданной степенью быстродействия отключение поврежденного элемента или сети.
Основные требования, предъявляемые к релейной защите, следующие: надежное отключение всех видов повреждений, чувствительность защиты, избирательность (селективность) действия - отключение только поврежденных участков, простота схем, быстродействие, наличие сигнализации о повреждениях.
Устройства релейной защиты для силовых трансформаторов предусматривают от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы: многофазных замыканий в обмотках и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью; витковых замыканий в обмотках; токов в обмотках, обусловленных перегрузкой; понижения уровня масла.
1. Дифференциальная защита.
Подобные документы
Расчёт нагрузок напряжений. Расчет картограммы нагрузок. Определение центра нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Варианты электроснабжения завода. Расчёт токов короткого замыкания.
дипломная работа [840,8 K], добавлен 08.06.2015Расчет электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор места, числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор схемы распределения энергии по заводу. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита, автоматика, измерения и учет.
курсовая работа [704,4 K], добавлен 08.06.2015Определение электрических нагрузок, выбор цеховых трансформаторов и компенсации реактивной мощности. Выбор условного центра электрических нагрузок предприятия, разработка схемы электроснабжения на напряжение выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [304,6 K], добавлен 23.03.2013Определение электрических нагрузок предприятия. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности. Разработка схемы электроснабжения предприятия и расчет распределительной сети напряжением выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 21.11.2016Расчёт электрических и осветительных нагрузок завода и цеха. Разработка схемы электроснабжения, выбор и проверка числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности. Выбор кабелей, автоматических выключателей. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [511,9 K], добавлен 07.09.2010Проектирование системы внешнего электроснабжения. Определение центра электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет потерь в кабельных линиях. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [273,0 K], добавлен 18.02.2013Характеристика потребителей. Расчет электрических нагрузок. Выбор питающих напряжений, мощности и числа цеховых трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Выбор токоведущих частей и расчет токов короткого замыкания. Выбор и расчет аппаратов.
курсовая работа [498,7 K], добавлен 30.12.2005Проект внутреннего и внешнего электроснабжения нефтеперерабатывающего завода. Расчет электрических нагрузок, выбор числа цеховых трансформаторов, силовых кабелей; компенсация реактивной мощности. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [452,4 K], добавлен 08.04.2013Определение ожидаемых электрических нагрузок промышленного предприятия. Проектирование системы электроснабжения группы цехов сталелитейного завода. Компенсация реактивной мощности в электрических сетях. Расчёт максимальной токовой защиты трансформаторов.
дипломная работа [796,8 K], добавлен 06.06.2013Система электроснабжения понизительной подстанции. Расчет электрических нагрузок, токов короткого замыкания, потерь напряжения и мощности, установки блоков микропроцессорной защиты распределительных линий и трансформаторов. Выбор электрооборудования.
дипломная работа [7,0 M], добавлен 29.01.2013
