Электроснабжение прядильной фабрики - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Электроснабжение прядильной фабрики

Определение электрических нагрузок фабрики. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности. Построение картограммы и определение условного центра электрических нагрузок. Расчет токов короткого замыкания и учет электроэнергии.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Электроснабжение прядильной фабрики
1. Определение электрических нагрузок
2. Выбор цеховых трансформаторов и расчёт компенсации реактивной мощности
3. Построение картограммы и определение условного центра электрических нагрузок
4. Разработка схемы электроснабжения предприятия на напряжение выше 1 кВ
5. Расчёт токов короткого замыкания
6. Выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1 кВ
7. Электрические измерения и учёт электроэнергии
электроснабжение фабрика трансформатор ток замыкание
Системы электроснабжения, обеспечивающие электрической энергией промышленные объекты, оказывают существенное влияние на работу электроприводов, осветительных, преобразовательных и электротехнологических установок и, в конечном счёте, на производственный процесс в целом.
Система электроснабжения (СЭС) - это совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией. В нее входят сети напряжением как до 1 кВ, так и выше 1 кВ. Электроснабжение предприятий принято делить на внешнее и внутреннее. В систему внутреннего электроснабжения входит комплекс электротехнических сооружений от точки присоединения к энергосистеме до пункта приёма электроэнергии предприятия: главной понизительной подстанции (ГПП) или центрального (главного) распределительного пункта (ЦРП, ГРП). Система внутреннего (внутризаводского) электроснабжения - это комплекс сетей и подстанций, расположенных на территории предприятия. Особенностью промышленного предприятия как потребителя электроэнергии является то, что для осуществления технологического процесса используется большое число разнообразных электроприёмников различных мощностей и номинальных напряжений, однофазного и трёхфазного переменного тока различной частоты, а также электроприёмников постоянного тока.
Надёжное и экономичное снабжение электроприёмников электроэнергией требуемого качества - необходимое условие нормального функционирования любого промышленного предприятия.
1. Определение электрических нагрузок
Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всех элементов системы электроснабжения: линий электропередачи, трансформаторных подстанций (ТП), питающих и распределительных сетей. Расчет силовых нагрузок по цехам прядильной фабрики будем производить по методу расчетных коэффициентов.
Для определения электрической нагрузки нашей фабрики необходимо знать электроприемники, которые будут установлены в наших цехах и их технические параметры. Таким образом, для каждого цеха выберем основное оборудование, которое будет установлено в цехах.
Электрооборудование завода и его технические характеристики
2. Блок цехов основного производства
Для примера произведем расчет электрической нагрузки ремонтно-механического цеха. Расчетную активную силовую нагрузку группы электроприемников находим по следующей формуле:
где - коэффициент расчетной нагрузки, принимаем по , в
зависимости от среднего значения Ки и эффективного числа электроприемников ;
- коэффициент использования i-го электроприемника;
- номинальная мощность i-го электроприемника;
Для того чтобы найти расчетный коэффициент нам необходимо найти среднее значение коэффициента использования Ки и эффективное число электроприемников . Среднее значение Ки находим по следующей формуле:
Эффективное число электроприемников находим по следующей формуле:
Расчетную реактивную силовую нагрузку группы электроприемников находим по следующей формуле:
где - средне значение коэффициента реактивной мощности i-го электроприемника.
Расчетную активную осветительную нагрузку для цеха определяем по формуле:
где Ефакт - фактическая (требуемая) освещенность;
Руд - удельная мощность общего равномерного освещения на 1 м2 площади при освещенности Е=100 лк, Вт/м2;
Для определения нагрузки освещения используем следующие данные:
- площадь цеха F = 80*120 = 9600 м2;
- освещенность цеха принимаем в зависимости от вида цеха, Ефакт = 400 лк.
Принимаем лампы ДРЛ и светильники РСП-08, для них тип кривой света Д, з = 80 %. При высоте подвеса 8-12 м и площади цеха свыше 1500 м2 Ртабл = 3,3 Вт/м2.
По выражению (1.6) произведем пересчет удельной нагрузки:
Расчетную реактивную осветительную нагрузку для цеха определяем по формуле:
где tgцо - коэффициент реактивной мощности освещения.
Расчетная активная мощность цеха определяется по выражению:
Расчетная реактивная мощность цеха определяется по выражению:
Полную мощность расчетной нагрузки вычисляем по формуле:
Расчетный ток нагрузки находим по формуле:
Расчет нагрузки остальных цехов произведем аналогично, результаты расчетов сводим в таблицу 1.2.
Результаты расчета силовых нагрузок цехов
Результаты расчета осветительных нагрузок цехов
2. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности
Произведем выбор количества и мощности силовых трансформаторов для ремонтно-механического цеха.
Так как данный цех относится ко второй категории по надежности электроснабжения, то предварительно можно предположить, что для питания нашего цеха можно установить как однотрансформаторную так и двухтрансформаторную подстанцию.
Число трансформаторов вычисляем по формуле
где - коэффициент загрузки трансформатора;
- номинальная мощность трансформатора, кВА;
- расчетная активная нагрузка цеха, по таблице 1.2.
Предварительно считаем, что питание цеха будет осуществляться от однотранс-форматорной подстанцией с мощностью трансформатора 630 кВА и = 0,8.
Окончательно принимаем однотрансформаторную подстанцию с трансформатором типа ТМГ-630/10.
Выбор числа и мощности трансформаторов для остальных цехов производим аналогично, результаты расчетов сводим в таблицу 2.1.
Технические характеристики выбранных трансформаторов
2.2 Расчет компенсации реактивной мощности
Элементы СЭС и электроприемники переменного тока, обладающие индуктивностью (электродвигатели, трансформаторы, токопроводы, линии электропередач), потребляют наряду с активной и реактивную мощность. Ее передача по электрическим сетям снижает пропускную способность линий и трансформаторов по активной мощности и вызывает дополнительные потери активной мощности и напряжения.
Существует много способов для снижения потребляемой реактивной мощности (установка высоковольтных синхронных двигателей, конденсаторные установки и т.д.). В нашей курсовой работе для снижения потребляемой реактивной мощности будем устанавливать батареи низковольтных конденсаторов (БНК).
Расчет для ремонтно-механического цеха.
Наибольшее значение реактивной мощности, которое может быть передано через трансформаторы в сеть до 1 кВ определяется по следующему выражению
Суммарная реактивная мощность, которую необходимо скомпенсировать с помощью установки БНК
Мощность БНК, приходящаяся на один трансформатор:
Принимаем к установке батарею марки УКМ58 - 0,4 - 536 - 67У3.
Суммарная установленная мощность БНК в данном цеху:
Расчет компенсации реактивной мощности для остальных цехов производим аналогично, а результаты расчетов сводим в таблицу 3.2.
Расчет мощности низковольтных батарей
Суммарная мощность Qнк1=550+536+125 =1211 квар.
Произведем пересчет расчетной полной мощности с учетом установленных низковольтных конденсаторных батарей по (2.7) и рассчитаем действительные значения коэффициентов загрузки трансформаторов по (2.6). Результаты расчетов сведем в таблицу 2.6.
Действительные коэффициенты загрузки трансформаторов с учетом Qнк1
2.3 Определение потерь мощности в трансформаторах
Потери активной мощности в трансформаторе рассчитываются по формуле:
где ДРх - потери холостого хода, кВт;
- фактический коэффициент загрузки трансформатора.
где Sp - полная расчетная мощность с учетом низковольтных батарей.
Расчетная полная мощность с учетом БНК определяется по выражению:
Нагрузочные потери в трансформаторе определяются по выражению:
где ДРк - мощность потерь короткого замыкания, кВт.
Потери реактивной мощности в трансформаторе определяются по выражению:
где Sном - номинальная мощность трансформатора, кВ•А;
Iх - ток холостого хода в процентах;
Uк - напряжение короткого замыкания в процентах.
Пример расчета активных и реактивных потерь в трансформаторах рассмотрим на цехе №5, расчет активных и реактивных потерь в трансформаторах других цехов производиться аналогично по формулам (2.5) - (2.9). Результаты расчетов сводим в таблицу 2.7.
Расчетная полная мощность цеха с учетом БНК по выражению (2.7):
Фактический коэффициент загрузки трансформатора по выражению (2.6):
Потери активной мощности в трансформаторе по выражениям (2.5) и (2.8):
Потери реактивной мощности в трансформаторе по выражению (2.9):
Для расчета суммарных потерь активной и реактивной мощности умножаем потери в трансформаторе на количество трансформаторов в цеху, результаты заносим в таблицу 2.7.
Результаты расчета потерь в цеховых трансформаторах
2.4 Определение нагрузок на КТП и РП
Для определения расчетных нагрузок на КТП суммируем расчетную силовую нагрузку с нагрузкой освещения и потерями в трансформаторах.
Расчетная активная мощность определяется по выражению:
Расчетная реактивная мощность определяется по выражению:
где Ррс и Qрс - расчетная силовая активная и реактивная нагрузка цеха.
Пример расчета рассмотрим на цехе №5, для которого рассчитаем расчетную активную и реактивную нагрузки по выражениям (2.10) и (2.11):
Результаты расчета нагрузок остальных цехов сводим в таблицу 2.8.
Расчетная активная мощность на шинах РП определяется по выражению:
Расчетная реактивная мощность на шинах РП определяется по выражению:
где Ко - коэффициент одновременности, Ко = f(N,Ки);
Определяем коэффициент одновременности при числе присоединений к РП N=9 и средневзвешенном коэффициенте использования Ки = 0,54, значение Ко = 0,9. Рассчитываем значения расчетной активной и реактивной мощности на шинах РП по выражениям (2.12) и (2.13):
2.5 Расчет экономического значения реактивной мощности, потребляемой из сети энергосистемы
Экономически целесообразное значение реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы, определяется по выражению:
где - математическое ожидание расчетной активной нагрузки на шинах РП;
tgцэ - максимальное значение экономического коэффициента реактивной мощности.
Математическое ожидание расчетной активной и реактивной нагрузок на шинах РП определяется по выражениям:
где Рр и Qр - расчетная активная и реактивная мощность предприятия с учетом потерь в трансформаторах;
0,9 - коэффициент приведения расчетной нагрузки к математическому ожиданию.
Экономический коэффициент реактивной мощности определяется по выражению:
где tgцб - базовый коэффициент реактивной мощности, принимаем tgцб = 0,3;
а - основная ставка действующего тарифа на активную мощность, а =248880 руб/(кВт•год);
b - дополнительная ставка действующего тарифа на активную мощность, b=188 руб/кВт•ч;
dmax - отношение потребления энергии в квартале максимальной нагрузки энергосистемы к потреблению в квартале максимальной нагрузки предприятия, при отсутствии сведений принимаем dmax = 1;
k1 - коэффициент отражающий изменение цен на конденсаторные установки, его величина может быть принята равной коэффициенту увеличения ставки двухставочного тарифа на электроэнергию kw .
где kw1 и kw2 - коэффициенты увеличения основной и дополнительной ставок тарифа на электроэнергию, данные коэффициенты определяются делением действующих ставок тарифа на а = 60 руб/(кВт•год) и b=1,8• 10-2 руб/кВт•ч соответственно, kw1 = 4148 и kw2 = 10444;
Tmax - число часов использования предприятием максимальной нагрузки, для двухсменного предприятия принимаем Tmax = 4300ч.
Определяем коэффициент удорожания конденсаторных установок, равный коэффициенту увеличения ставки двухставочного тарифа на электроэнергию по выражению (2.18):
Определяем значение экономического коэффициента реактивной мощности по формуле (2.17):
Определяем математические ожидания расчетных активных и реактивных нагрузок на шинах РП по формулам (2.15) и (2.16):
Определяем экономически целесообразное значение реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы, по выражению (2.14):
Уравнение баланса реактивной мощности на шинах РП завода:
Из уравнения баланса реактивной мощности видно, что баланс реактивной мощности на границе раздела завода и энергосистемы не соблюдается. Следовательно, требуется произведение расчета о целесообразности дополнительного потребления реактивной мощности сверх экономического значения из энергосистемы или дополнительной установки батарей низковольтных конденсаторов.
2.6 Определение целесообразности дополнительной установки БНК
Определяем удельную стоимость потерь активной мощности и энергии в конденсаторных установках при годовом фонде рабочего времени для двухсменного предприятия Тг = 4000ч:
Вычисляем степень компенсации реактивной мощности по выражению:
Принимаем удельную стоимость БНК Снк = 9 руб/квар, и с учетом k1 = kw = определяем удельные затраты на компенсацию реактивной мощности по выражению:
Принимаем для двухсменного предприятия значение kм = 0,8 , определяем годовое число часов использования максимальной реактивной мощности ТМQП. Так как (0,7 < 0,8), то значение ТМQП определяется по выражению:
Определяем удельную стоимость потребления реактивной мощности и энергии, превышающую экономическое значение, по выражению:
где d2 - плата за 1 квар•ч потребляемой реактивной энергии, превышающей экономическое значение, принимается равной 0,2 коп/квар•ч. Удельная стоимость потребления мощности и энергии сверх экономического значения:
Из приведенного расчета видно, что СQП > Знк ( > 20090,1 руб/квар), следовательно потребление дополнительной реактивной мощности из энергосистемы не выгодно. Поэтому дальнейший расчет является нецелесообразным, и для компенсации реактивной мощности устанавливаем батареи низковольтных конденсаторов суммарной мощностью Qнк2= квар.
Распределим полученную мощность по цехам завода пропорционально расчетным реактивным мощностям по выражению:
Приведем пример расчета для цеха N5:
Аналогично производим расчет для других цехов, результаты расчета заносим в таблицу 2.10.
Распределение Qнк2 по цехам и трансформаторам
Проверим баланс реактивной мощности на границе раздела с энергосистемой:
Из приведенного расчета видно, что можно увеличить величину реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы, на значение Q=13,12 квар. Произведем пересчет расчетных полных мощностей и действительных коэффициентов загрузки цеховых трансформаторов после установки конденсаторных батарей. Результаты расчета сведем в таблицу 2.11.
Действительные коэффициенты загрузки цеховых трансформаторов
Как видно из таблицы 2.11, значения действительных коэффициентов загрузки цеховых трансформаторов находятся в нормальных пределах.
3. Построение картограммы и определение условного центра электрических нагрузок
Выбор места расположения ГПП, РП и цеховых ТП удобно производить с помощью картограммы нагрузок, которая представляет собой размещенные на генеральном плане предприятия окружности. Площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе отражают расчетные нагрузки цехов. Картограмма электрических нагрузок позволяет визуально оценить нагрузки того или иного цеха, а также ту часть, которая приходится на освещение. При этом расчетная мощность цеха представляется в виде круга радиусом r, а площадь сектора на этом круге равна в масштабе расчетной нагрузке освещения.
Расчетная активная нагрузка цеха, представленная в виде окружности радиуса r, может быть определена по выражению:
где - масштаб, кВт/мм2,принимаем масштаб 2 кВт/мм2;
Откуда требуемый радиус окружности выразим в виде:
Угол сектора расчетной нагрузки освещения определяется по выражению:
Приведем пример расчета для цеха N5, расчет для остальных цехов будет аналогичным. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.1.
Радиус окружности по формуле (3.2):
Угол сектора расчетной нагрузки освещения по формуле (3.3):
Как и для плоского тела, координаты условного центра нагрузки завода определяются по выражениям, известным из курса теоретической механики:
где и - координаты центра нагрузок i-того цеха, при равномерном распределении нагрузки по площади цеха принимаются равными геометрическому центру i-го цеха и определяются по генплану предприятия.
Произведем замеры центров нагрузок каждого из цехов и результаты замеров сведем в таблицу 4.1.
Рассчитаем координаты условного центра электрических нагрузок по выражениям (4.1)-(4.2):
Зная место расположения ЦЭН по рассчитанным координатам по рис. 4.1. можно определить место расположения РП. При выборе месторасположения распределительного пункта смещаем РП в сторону источника питания.
Картограмма электрических нагрузок прядильной фабрики приведена на рис.3.1.
Рис. 3.1 Картограмма электрических нагрузок
4. Разработка схемы электроснабжения предприятия на напряжение выше 1 кВ
Для приёма и распределения электроэнергии на напряжении 6…35 кВ на больших и средних предприятиях, как правило, предусматриваются распределительные пункты (РП). Количество РП на предприятиях зависит от суммарной нагрузки. На напряжении 6…10 кВ РП комплектуются камерами КСО-385, КСО-285, КСО-292, КСО-298 и т.п. На проектируемом предприятии предусматриваем один РП с камерами КСО-298, которые комплектуются вакуумными выключателями ВВ/TEL.
В схемах должно обеспечиваться глубокое секционирование всех звеньев от источника питания до шин низкого напряжения цеховых ТП, что значительно повышает надёжность электроснабжения. Схемы распределительных сетей 6 - 10 кВ системы внутризаводского электроснабжения предназначены для питания электроприёмников и потребителей электроэнергии, расположенных на территории промышленного объекта. Они могут быть радиальными, магистральными и смешанными (комбинированными) в зависимости от расположения потребителей, их мощности и требуемой степени бесперебойности питания.
Для электроснабжения предприятия применяем смешанную схему, при которой питание крупных и ответственных потребителей осуществляется по радиальной схеме, а средних и мелких, менее ответственных, при упорядоченном расположении ТП, - по магистральным линиям. Достоинствами радиальных схем являются: удобство эксплуатации, высокая надёжность работы, возможность применения простой и надёжной защиты и автоматики, а недостатками - большое количество коммутационных аппаратов и линий 6 - 10 кВ. Достоинства магистральных схем: меньшее число звеньев коммутации, недостатки - усложнение конструктивного исполнения высоковольтного вводного устройства цеховых ТП и одновременное отключение нескольких трансформаторов, подключаемых к одной магистрали, при ее повреждении. Число трансформаторов, подключаемых к одной магистрали, обычно не превышает 2-3 при мощности трансформаторов 1000-2500 кВ•А.
Цеховые трансформаторы могут присоединяться через выключатель нагрузки или разъединитель - при магистральной схеме, либо наглухо - при радиальной схеме. Взаимное резервирование однотрансформаторных ТП осуществляется при помощи кабельных или шинных перемычек на вторичном напряжении. Пропускная способность перемычек должна составлять 20…30 % мощности трансформатора.
Распределительная сеть напряжением 6 - 10 кВ обычно выполняется кабелями марки ААШвУ, ААШв, ААБ и др. Трассы кабельных линий намечаются вдоль зданий и проездов с учётом наименьшего расхода кабельной линии. Наиболее экономичной и простой является прокладка кабеля в траншеях. В одной траншее рекомендуется размещать не более 6 кабелей напряжением 6 - 10 кВ. Глубина заложения кабельных линий от планировочной отметки должна быть не менее 0,7 м.
Внутри зданий кабельные линии можно прокладывать непосредственно по конструкциям зданий (открыто, в коробах или трубах, в каналах, блоках, туннелях, шахтах, кабельных этажах и двойных полах).
Исходя из вышеизложенного, произведём разработку и проектирование схемы электроснабжения предприятия напряжением выше 1 кВ. Упрощенная схема электроснабжения напряжением выше 1 кВ представлена на рисунке 4.1.
Рис. 4.1. Упрощенная схема электроснабжения прядильной фабрики
Определение нагрузок и выбор кабелей
Рассчитаем нагрузки по участкам сети, пересчитав потери в трансформаторах с учетом действительных коэффициентов загрузки трансформаторов.
Коэффициент загрузки трансформатора определяем по выражению:
где Sрн - расчетная полная мощность, приходящаяся на один трансформатор;
Sном - номинальная мощность трансформатора.
Расчетная полная мощность определяется по выражению:
где и - соответственно расчетная активная и реактивная мощности, приходящиеся на один трансформатор.
Расчетная активная мощность в расчете на один трансформатор определяется по выражению:
Расчетная реактивная мощность в расчете на один трансформатор определяется по выражению:
где - число трансформаторов на в цеху.
Приведем пример расчета нагрузок для цеха N1 по формулам (4.3) - (4.6). Расчет нагрузок для остальных цехов осуществляется аналогичным образом. Результаты расчета заносим в таблицу 4.3.
Расчетная активная мощность на один трансформатор:
Расчетная реактивная мощность на один трансформатор:
Расчетная полная мощность на один трансформатор:
Коэффициент загрузки трансформатора:
Потери активной мощности в трансформаторе:
Потери реактивной мощности в трансформаторе:
Расчетная полная мощность с учетом потерь мощности в трансформаторе:
Результаты расчета нагрузок трансформаторов
Выбираем кабели линии РП-ТП2 по экономической плотности тока исходя из условия:
где - экономическая плотность тока, принимается в зависимости от Тmax, для двухсменного предприятия Тmax =4300 ч и экономическую плотность тока принимаем = 1,4 А/мм2;
Расчетный ток линии определяется по выражению:
Экономическое сечение жилы кабеля по выражению (5.7):
Принимаем условия прокладки кабеля: кабель прокладывается в земле. Принимаем нормальные условия прокладки. Принимаем к прокладке кабель ААШвУ-3х70-10 с А.
Проверяем выбранное сечение кабеля по допустимому нагреву рабочими токами по условию:
следовательно, выбранное сечение кабеля по условию нагрева рабочими токами проходит.
Произведем проверку по нагреву токами послеаварийного режима исходя из условия:
где Iрла - расчетный ток линии в послеаварийном режиме;
Кпер- коэффициент перегрузки, принимаем равным 1,25.
Данная подстанция является двухтрансформаторной, поэтому аварийным режимом для нее будет являться отключение одного из кабелей, при котором вся нагрузка будет передаваться по одному из кабелей
Производим перерасчет нагрузоклиниипо формулам (4.3)-(4.6):
Выбранное сечение кабеля проходит по условиям нагрева токами послеаварийного режима, так как 165 > 118,24 А. Аналогично, производим расчет и выбор кабелей других линий, результаты расчетов заносим в таблицы (4.4) и (4.5). При расчете принимаем во внимание, что в некоторых случаях на 2-х трансформаторных ТП при повреждении КЛ или одного трансформатора, когда вся нагрузка цеха передается через один оставшийся в работе трансформатор, значение действительного коэффициента загрузки трансформатора может превысить значение 1,4. В таком случае должны приниматься меры для автоматического и неавтоматического отключения части наименее ответственных потребителей с целью снижения нагрузки на трансформатор до значения, при котором коэффициент загрузки станет меньше или равен 1,4.
Расчет для остальных кабельных линий является аналогичным вышеприведенному расчету. Результаты расчета и выбора сечений жил кабелей по экономической плотности тока и нагреву в послеаварийном режиме заносим в таблицы 4.4 и 4.5.
Проверка кабелей токами нагрева в послеаварийном режиме
Определяем расчетные нагрузки на шинах РП.
Расчетная активная мощность на шинах РП определяется по выражению:
Расчетная реактивная мощность на шинах РП определяется по выражению:
где - число трансформаторов на i-той ТП;
Ррi, Qрi - расчетные активная и реактивная нагрузка трансформаторов с учетом потерь;
- коэффициент одновременности, Ко=0,95 при числе присоединений к РП n=8 и средневзвешенном коэффициенте использования Ки = 0,54.
Определим значения расчетной активной и реактивной мощности на шинах РП по формулам (4.11) и (4.12):
Определим расчетную полную мощность на шинах РП по формуле:
Определим ток линии в нормальном режиме по формуле:
Определяем сечение кабеля по экономической плотности тока:
Принимаем кабель ГПП-РП с бумажной изоляцией марки ААБ-3х185-10 с допустимым током А.
Проверяем выбранное сечение кабеля по условию нагрева током послеаварийного режима:
- коэффициент допустимой перегрузки, принимается в зависимости от загрузки кабеля.
Ток послеаварийного режима определяется по формуле:
Определяем коэффициент загрузки кабеля по выражению:
Приняв коэффициент допустимой перегрузки кабеля Кпер=1,25, проверим кабель по условию нагрева:
Так как допустимый ток кабеля Iдоп=310 А < 327,52 А, то условие не соблюдается и выбранный кабель по условию нагрева послеаварийным током не проходит. Поэтому принимаем к прокладке кабель марки ААБ-3х240-10 с допустимым током А, прокладываемый в земле.
Проверим новое выбранное сечение кабеля по условию нагрева током послеаварийного режима по формуле (4.14):
Допустимый ток кабеля А > 343,68 А, значит выбранное сечение кабеля проходит по условию нагрева в послеаварийном режиме. Выбранный кабель принимаем к прокладке.
5. Расчет токов короткого замыкания
Вычисление токов короткого замыкания производится с целью:
· проверки устойчивости элементов схемы при электродинамическом и термическом действии токов КЗ;
Расчетным видом КЗ является трехфазное, так как при нем обычно получаются большие значения сверхпереходного и ударного токов, чем при двухфазном и однофазном.
Для вычисления токов КЗ составляем расчётную схему (рис.5.1), включающую в себя все элементы, по которым протекают токи к выбранным точкам. На схеме приводим основные параметры оборудования, которое потребуется для последующего расчёта. По расчётной схеме составляем схему замещения (рис. 5.2), в которой каждый элемент заменяется своим сопротивлением. Генераторы, трансформаторы, высоковольтные линии и короткие участки распределительных сетей представляем индуктивным сопротивлением.
Рис. 5.1. Расчетная схема для определения токов КЗ
Расчет производим в относительных единицах, при этом все расчетные величины приводятся к базисным напряжению и мощности. Принимаем за базисное напряжение среднее номинальное напряжение сети Uб=Uср.ном=10,5 кВ. Базисную мощность принимаем равной Sб=100 МВ•А. Мощность трезфазного КЗ на стороне 110 кВ по заданию на курсовой проект SК=700 МВ•А.
Базисный ток определяется по выражению, кА:
Сопротивление системы в относительных единицах, приведенное к базисным условиям, определяется по выражению:
Предполагаем, что на подстанции энергосистемы установлены трансформаторы ТРДН-25000/110 с расщепленной обмоткой низшего напряжения. Сопротивление одного луча трансформатора с расщепленной обмоткой вычисляется по формуле:
где UК - напряжение короткого замыкания, % (для трансформатора ТРДН-25000/110 UК=10,5 %); SНТ - номинальная мощность трансформатора, МВ•А (SНТ=25 МВ•А).
Сопротивление трансформатора по (5.7) равно:
Индуктивное сопротивление кабельной линии от подстанции энергосистемы до РП предприятия определяется по выражению:
где x0 - индуктивное сопротивление одного км кабельной линии (индуктивное сопротивление 1 км кабельной линии, выполненной кабелями ААБ-3Ч240-10, равно x0=0,075 Ом/км); l - длина линии, которая равна l=1,2 км.
Активное сопротивление кабельной линии от подстанции энергосистемы до РП:
где r0 - активное сопротивление одного км кабельной линии (активное сопротивление 1 км кабельной линии, выполненной кабелями ААБ-3Ч240-10, равно r0=0,13 Ом/км).
По (5.8) и (5.9) находим сопротивления кабельных линий, питающих предприятие:
Ток короткого замыкания при питании от энергосистемы определяется по выражению, кА:
где Xрез - результирующее сопротивление между ИП и точкой КЗ.
Ударный ток КЗ определяется по формуле, кА:
где Ку - ударный коэффициент (Ку=1,8).
Выполним расчет токов КЗ для точки К1. Находим результирующее сопротивление между ИП и точкой К1:
Расчет токов КЗ для точки К2. Результирующее сопротивление между ИП и точкой К2:
6. Выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1 кВ
Произведем проверку ранее выбранных кабелей напряжением 10 кВ по термической стойкости. Для линии ГПП-РП, которая состоит из двух параллельно проложенных кабелей, проверку производим по току КЗ в начале линии. Для остальных линий проверку производим аналогично.
Тепловой импульс тока КЗ определяется по выражению:
- время затухания апериодической составляющей тока КЗ.
Минимальное сечение по термической стойкости определяется по выражению:
где С - коэффициент, для кабелей 10 кВ с бумажной изоляцией принимается С = 100.
Рассчитаем минимальное сечение проводника для линии ГПП-РП:
Тепловой импульс тока короткого замыкания:
Минимальное сечение по термической стойкости:
Линия ГПП-РП имеет выбранное сечение 240 мм2, которое больше минимального сечения по термической стойкости, поэтому кабель термически стоек. Аналогично проверяем выбранные сечения остальных кабелей и результаты проверки сводим в таблицу 6.1.
Результаты выбора кабелей выше 1 кВ
Выбор электрических аппаратов напряжением выше 1 кВ
Электрические аппараты в условиях эксплуатации работают в трех основных режимах: длительном, перегрузки и режиме короткого замыкания.
В длительном режиме надёжная работа аппаратов обеспечивается правильным выбором их по номинальному току и номинальному напряжению.
В режиме перегрузки - ограничением величины и длительности повышения напряжения или тока в таких пределах, при которых гарантируется нормальная работа за счёт запаса прочности.
При коротких замыканиях надёжная работа аппаратов обеспечивается их термической и электродинамической стойкостью.
1. Выбор высоковольтных выключателей и разъединителей
Условия выбора электрических выключателей и разъединителей представлены в таблице 6.2.
Условия выбора выключателей и разъединителей
В таблице 6.2 приняты следующие обозначения:
Uн, - номинальное напряжение аппарата, кВ; Iн - номинальный ток аппарата
Электроснабжение прядильной фабрики курсовая работа. Физика и энергетика.
Курсовая работа по теме Невменяемость и её критерии по российскому уголовному праву
Дипломная работа по теме Млекопитающие как объект экологического туризма
Реферат: Конфликты и пути их решения
Реферат: Обеспечение безопасности персонала кредитно-финансовых организаций
Реферат по теме Революция в термодинамике
Недействительные Сделки Курсовая Работа
Принципы И Условия Обработки Персональных Данных Реферат
Геометрия 7 Кл Контрольные Работы
Реферат по теме Пушкин и физика
Как Написать Дипломную Работу Книга
Норма Право Реферат
Русская Литература Сочинения На Тему Творчества Есенина
Диссертации О Здоровье Подростков В Северной Осетии
Курсовая работа по теме Изучение оборудования ОАО 'Минский завод строительных материалов'
Курсовая работа по теме Формирование сбытовой политики на примере магазина "Самара"
Реферат: Кровеносная система человека. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Мировой рынок ссудных капиталов
Сочинение по теме Зигфрид Ленц. Урок немецкого
Сочинение Капитанская Дочка Проблема Чести И Долга
Сочинение Главные Герои Комедии Горе От Ума
Роль Бисмарка в объединении Германии - История и исторические личности курсовая работа
Хеджирование и страхование рисков - Международные отношения и мировая экономика реферат
Технологический процесс механической обработки детали "Корпус клапана" - Производство и технологии курсовая работа