Проект системы электроснабжения завода "Уральская кузница" - Физика и энергетика дипломная работа

Главная

Физика и энергетика
Проект системы электроснабжения завода "Уральская кузница"

Расчет электрических нагрузок систем электроснабжения. Нагрузка группы цехов. Обоснование числа, типа и мощности трансформаторных подстанций. Расчет токов короткого замыкания. Выбор токопроводов, изоляторов и средств компенсации реактивной мощности.


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.

СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ
1. РАСЧЕТ НАГРУЗОК ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
1.2 Определение приведенного числа электроприемников
1.3 Расчет электрических нагрузок по электроремонтному цеху
1.4 Расчет электрических нагрузок по предприятию
1.6 Расчет картограммы электрических нагрузок предприятия
2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЧИСЛА, ТИПА И МОЩНОСТИ ЦЕЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПРЕДПРИЯТИЯ
3. ВЫБОР И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ, СХЕМЫ И НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
3.1 Выбор мощности трансформаторов ГПП и напряжения схемы внешнего электроснабжения
3.2 Технико-экономическое обоснование схемы внешнего электроснабжения предприятия
3.3 Технико-экономические показатели сравниваемых схем внешнего электроснабжения
3.4 Выбор трансформаторов тока на каждом присоединении
4. ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ, РАСЧЕТ ПИТАЮЩЕЙ ЛИНИИ
4.2 Выбор схемы внутреннего электроснабжения
4.3 Конструктивное выполнение электрической сети
5. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
6. ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
6.1 Выбор выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и напряжения
6.2 Проверка кабеля на термическую стойкость
6.3 Выбор оборудования высоковольтного распределительного пункта РП-1
6.4 Выбор токопроводов для трансформаторов собственных нужд
6.6 Выбор трансформатора собственных нужд
7. КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СЭС ПРОМЫШЛЕНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
8. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
9. РАСЧЕТ ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ДВИГАТЕЛЯ И ПУСКОВОГО УСТРОЙСТВА
9.1 Расчет защиты высоковольтного синхронного двигателя СТД 3150-10
Развитие промышленности и требования прогресса диктуют необх одимость совершенствования промышленной электроэнергетики: создание экономичных надежных систем электроснабжения промышленных предприятий, автоматизированных систем управления электроустановками и технологическими процессами. Все это ставит большие задачи перед работниками проектных, монтажных и наладочных организаций, работающих в области электрификации промышленности.
Главными задачами проектирования и эксплуатации современных систем электроснабжения являются: правильное распределение электроэнергетики, обеспечение необходимой степени надежности электроснабжения, обеспечение необходимого качества электроэнергии на шинах подстанции, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.
Важным аспектом при проектировании систем электроснабжения становится экономия электроэнергии, ввиду ограниченности энергоресурсов и их удорожания по мере использования, а также нехваткой мощностей электростанций из-за увеличения единичной мощности потребителей. Около 10-15% электроэнергии теряется при передаче от источника до приемника. Решить этот вопрос можно посредством увеличения напряжения сетей, как внешних, так и внутренних, обеспечения оптимального коэффициента загрузки трансформаторов, применения глубоких вводов, уменьшения уровней трансформации, равномерно распределения однофазных приемников по фазам, компенсация реактивной мощности непосредственно у потребителя.
Решение выше изложенных проблем, воплощение в жизнь перспективных направлений электроэнергетики является первоочередным в процессе разработки качественной и надежной системы электроснабжения, что в частности и отражает эта работа.
1. Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 24158кВт.
2. Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением выше 1 кВ -28910кВт, из них:
3. Категория основных потребителей по надежности электроснабжения:
4. Полная расчетная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 34307 кВА.
5. Коэффициент реактивной мощности:
6. Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7. Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме 2866,3 МВА, тип и сечение питающих линий; ВЛ-110 провод: АС-70/11.
8. Расстояние от предприятия до питающей подстанции “Мисяш”: 6 км.
9. Количество, тип и мощность трансформаторов ГПП: 2хТРДН - 25000/110/10
10. Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия: 10кВ.
11. Тип принятых ячеек распределительного устройства ГПП
12. Количество цеховых трансформаторных подстанций - 11
13. Тип, мощность и количество трансформаторов цеховых ТП:
14. Количество низковольтных распределительных пунктов: 1
- 10 кВ - ААШвУ сечением от 3х35 до 3х185 мм 2 ;
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ
Открытое акционерное общество “Уральская кузница” (далее предприятие) основан 15 марта 1942 года. Предприятие является крупнейшим в России производителем штамповок из легированных сталей, жаропрочных и титановых сплавов. Предприятие расположено на восточной окраине города Чебаркуля Челябинской области.
В настоящее время предприятие выпускает:
- штамповки фланцев в обточенном состоянии, из углеродистых и нержавеющих сталей;
- штамповки крюков грузоподъемностью от 2,5 до 50 тон;
- штамповочные оси грузовых вагонов железнодорожного состава;
- штамповочные оси локомотивов подвижного состава;
- бандажи колес трамвайных вагонов;
- крышки шаровых запорных кранов для газо- и нефтепроводов;
- штамповки дисков компрессоров и турбин авиадвигателей;
- штамповки для аэрокосмического комплекса;
- штамповки коленвалов для автотракторной промышленности, судовых двигателей, компрессоров с массой от 3 до 800 кг (в том числе и на экспорт), штамповки шатунов этих же назначений с массой от 1,5 до 450 кг;
- штамповки долотьев для золотодобывающей промышленности;
- штамповки кулачковых валов, шестерен, валиков, звездочек, крышек и др.
Штамповки проходят испытание механических свойств при обычных и повышенных температурах, люминесцентным контролем поверхности, ультразвуковым контролем структуры.
Основными потребителями продукции предприятия являются предприятия практически всех отраслей машиностроения. Кроме этого, продукция предприятия широко реализуется на внешних рынках не только в странах ближнего зарубежья, но и в США, Словакии, Югославии, КНР, Индии, Болгарии, Германии.
Климатическая характеристика района:
- район по толщине стенки гололеда II,
- район по скоростному напору ветра II,
- средняя максимальная температура воздуха-22,6С,
- средняя максимальная температура грунта-14,2С,
- коррозионная активность грунта средняя.
Характеристика электроприемников предприятия:
- потребляемый ток переменный, промышленной частоты;
- годовое число часов использование максимума нагрузки 4355ч.
Стоимость электроэнергии по двух ставочному тарифу для 110кВ:
основная ставка- 218,58 руб./кВт в месяц;
дополнительная ставка- 1,153 руб./кВт ч.
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕ Ж НЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ
Автоматические выключатели (автоматы) -- наиболее широко известные и привычные защитные устройства. Предназначены для предохранения цепи от короткого замыкания и перегрузок по току. Они пришли на смену перегорающим «пробкам» -- одноразовым предохранителям -- лет 20-30 назад. Сегодня автоматы снабжены специальным механизмом -- расцепителем, который непосредственно воздействует на исполнительный механизм выключателя и размыкает электрическую цепь.
Все автоматические выключатели применяются либо для бытового назначения, либо для промышленных целей (общего и специального назначения).
Большинство представленных на российском рынке современных бытовых автоматических выключателей -- комбинированные. Они имеют электромагнитный и тепловой расцепитель и могут одновременно защищать и от перегрузок сети, и от коротких замыканий (КЗ). Электромагнитный расцепитель (на базе электромагнита) способен защитить цепь от короткого замыкания, когда ток мгновенно возрастает до критических значений, в 5-10 раз (категория С) превышающих номинальные показатели. Автомат при этом должен отключить цепь за время порядка 0,01 секунды. Тепловой расцепитель имеет, например, биметаллическую пластину, изменяющую свою форму при нагреве. Этот элемент предупреждает критические перегрузки, сопровождающиеся значительным разогревом проводников, изоляция которых может воспламениться. Автомат с таким механизмом при нагрузке, превышающей номинальное значение на 13%, должен отключить цепь в течение часа.
Аналогичные процессы происходят и в промышленных цепях, где уровень коммутируемых токов может достигать десятки и сотни килоампер. В таких защитных автоматах используются и более сложные расцепители (полупроводниковые, микропроцессорные), применяются системы токоограничения и селективности.
Повышение требований к электро и пожаробезопасности вызвало резкий спрос на устройства защитного отключения (УЗО). УЗО -- это быстродействующий автоматический выключатель, реагирующий на дифференциальный ток (ток утечки) в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке.
Рынок отечественных УЗО слаборазвит и пока не может конкурировать с зарубежными аналогами.
При правильной эксплуатации автоматические выключатели должны служить 15-20 лет. С другой стороны потребность в автоматах постоянно растет из-за ввода в действие новых промышленных и бытовых объектов.
Трехполюсные автоматические выключатели типа ВА57 предназначены для применения в электрических цепях с напряжением 400/690В переменного тока частотой 50 и 60 Гц, их защиты от токов короткого замыкания, токов перегрузки, недопустимых снижений напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений.
Номинальные токи выключателей до 630 А.
Отключающая способность - до 40 кА.
Широкий диапазон установок электромагнитных расцепителей.
Вспомогательные контакты (ВК) и вспомогательные контакты сигнализации (ВКС) автоматического отключения.
Расцепители минимального (PMН) и нулевого напряжения (PНН).
Кнопка тестирования механизма свободного расцепления.
Ручной дистанционный привод для оперирования через дверь.
Технические характеристики автоматического выключателя DPX - Legrand от 16 до 1600 A.
Существует возможность координировать различные типы автоматических выключателей. Магнитотермические автоматические выключатели: серия DPX от 16 до 1250 A, включают защиту от перегрузок переменного и постоянного тока и от коротких замыканий. Все автоматические выключатели имеют возможность регулирования термической установки. Порог магнитной установки можно регулировать на моделях DPX250, 400 и 1250.
Электронные автоматические выключатели: от 160 до 1600 A, включают больше защитных функций и более широкие диапазоны регулирования тока и времени отключения. Также в них предусматриваются функции сигнализации, измерения и связи и эксплуатируются они только при переменном токе.
Таблица 1-Электрические параметры автоматического выключателя DPX250
Электрические характеристики DPX250
1 . Р АСЧЕТ НАГРУЗОК ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Электрические нагрузки систем электроснабжения определяют для выбора числа и мощности силовых трансформаторов, мощности и места подключения компенсирующих устройств, выбора и проверки токоведущих элементов по условию допустимого нагрева, расчета потерь и колебаний напряжения и выбора защиты.
Определение расчетной нагрузки на разных ступенях системы электроснабжения предприятия проводим по методу упорядоченных диаграмм. Расчетная активная нагрузка группы трехфазных электроприемников на всех ступенях питающих и распределительных сетей находим по средней нагрузке и коэффициенту максимума.
где К ра - расчетный коэффициент по активной мощности [1];
К и а - коэффициент использования по активной мощности [1];
Р ном - номинальная активная мощность i-го приемника, кВт.
Расчетная реактивная мощность определяется по формуле:
где - коэффициент реактивной мощности i-го электроприемника [2];
К рр - расчетный коэффициент реактивной мощности группы электроприемников, определяющиеся величиной n э [1];
n э - эффективное число электроприемников.
При n э ? 10, то К рр =1,1, при n э > 10, то К рр =1.
Полная расчетная нагрузка группы трехфазных электроприемников определяется из выражения:
Расчетная нагрузка осветительных электроприемников определяется по удельной осветительной нагрузке на единицу производственной поверхности пола с учетом коэффициента спроса:
где K со - коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки [3];
P уо - удельная осветительная нагрузка на 1 м 2 производственной поверхности [3];
Данные о К иа , cosц как отдельных электроприемников, так и для характерных групп электроприемников по отраслям промышленности, производится в справочнике.
1.2 Определение приведенного числа электроприемников
При расчетах электрических нагрузок, пользуются следующими выражениями для определения эффективного числа электроприемников.
где P ном. max - номинальная мощность самого мощного электроприемника в группе (цехе).
Под n э понимается такое число одинаковых по режиму работы мощности электроприемников, которая обуславливает то же значение расчетного максимума, что и группа различных по мощности и режиму работы электроприемников.
1.3 Расчет электрических нагрузок по электроремонтному цеху
Рассмотрим расчет электрических нагрузок по цеху на примере электроремонтного цеха. Для расчета электрических нагрузок на различных ступенях СЭС цеха используется таблица 2.Средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену для каждого электроприемника или группы электроприемников определяется по формуле:
Среднее значение коэффициента использования:
Расчетная активная и реактивная нагрузка для 2-го уровня определяется из формул (1) и (2).
Вычисляются для цеха значения коэффициентов К иа , tg ц, cos ц , а также полная расчетная мощность S р и расчетный ток I р цеха. Расчетные значения P р и Q р по цеху определяется из формул (1) и (2).
1.4 Расчет электрических н а грузок по предприятию
Расчет производится по укрупненным показателям, так как заданны суммарные установленные мощности электроприемников по цехам, но неизвестен их состав. Низковольтные и высоковольтные ЭП рассчитываются отдельно, результаты сводим в таблицу 3 и 4. Число n э для большинства цехов находится в пределах от 5 до 50. Коэффициент использования К и и cos ц выбирается в соответствии с группой цеха и характером нагрузки Расчетный коэффициент по активной и реактивной мощности равны.
Таблица 2 - Расчет электрических нагрузок электроремонтного цеха
Ном. мощн. привед. к длит. реж., кВт
РП-3 Участок механической обработки
РП-7 Участок изготовления проволоки
1 .6 Расчет картограммы электрических нагрузок предприятия
Картограмма нагрузок представляет собой размещенные на генплане окружности, центры которых совпадают с центрами цехов, а площади кругов пропорциональны расчетным активным нагрузкам. Каждый круг делится на секторы, площади которых пропорциональны расчетным активным нагрузкам электроприемников напряжением до 1000В, электроприемников напряжением выше 1000В и электрического освещения. Радиус окружности R и углы секторов для каждого вида нагрузки б j цеха определяем по формулам:
где m - масштаб принятый при построение картограммы нагрузок, кВт/мм 2 .
где P p min - минимальная мощность цеха.
Определяем углы секторов окружности:
где P pi , P p. H .i , P p.B.i , P p.осв.i - расчетные активные нагрузки соответственно всего цеха, электроприемников напряжением до 1000В, электроприемников напряжением выше 1000В и электрического освещения, кВт/мм 2 .
Центр электрических нагрузок предприятия является символическим центром потребления электрической энергии (активной мощности) предприятия, координаты которого находим по формулам:
где x i , y i - координаты центра i - го цеха на плане предприятия, м.
Расчеты картограммы сводим в таблицу 5.
Место расположения главной понизительной подстанции выбрано с координатами исходя из следующих условий:
- площади необходимой для размещения ГПП;
- наличия коридоров для прокладки воздушных и кабельных линий с учетом охранной зоны.
ГПП сместим в сторону питания, т.к. установка ГПП в ЦЭН не возможна из-за ограничения местности: X гпп =409 м; Y гпп =347 м.
2 . В ЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЧИСЛА , ТИПА И МОЩНОСТИ ЦЕЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПРЕДПРИЯТИЯ
Выбираемые нами цеховые ТП предназначены для понижения напряжения с общезаводского до уровня напряжения цеховой сети.
Мощность трансформаторов определяется требуемой надежности электроснабжения, размером площади, на которой они размещены и т.п.. При одной и той же равномерно распределенной нагрузке с увеличением площади цеха должна уменьшаться единичная мощность трансформаторов.
Существует связь между экономически целесообразной мощностью отдельного трансформатора S э.т цеховых ТП и плотностью у электрической нагрузки цеха. Для того, чтобы определить S э.т необходимо получить у:
где - расчетная электрическая нагрузка цеха, кВА;
Но во многих случаях выбор мощности трансформаторов цеховых ТП по условию (14) не получается, поэтому в общем случае мощность трансформаторов корректируется в зависимости от величины расчетной нагрузки цеха, а также ее категории, числа типа габаритов трансформаторов на предприятии и ряда других факторов.
Произведем подробные расчеты по выбору трансформаторов малой кузницы. Нагрузка цеха Р рцеха = 640 кВт, Q рцеха =420,9 квар, S рцеха = 766 кВА, площадь цеха F ц =3744 м 2 . Категория по надежности электроснабжения - 2. Тогда:
Таким образом, S э.т =1250 кВА. Так как потребитель 2 категории, то количество трансформаторов на ТП равно 2 (n i ), а допустимый коэффициент загрузки 0,8 (К здi ). Примем к установке двухтрансформаторную подстанцию с трансформаторами марки ТМЗ (Т - трехфазный, М - масляный, З - защищенного исполнения). S э.т = 1250 кВА, а это не целесообразно, т.к к з - коэффициент загрузки в нормальном режиме очень мал, то произведем выбор трансформатора:
Определим придельную реактивную мощность, которую могут пропустить выбранные трансформаторы.
Величина Q 1p является расчетной, поэтому в общем случае реактивная нагрузка трансформатора Q 1 не равна ей:
Q 1i = Q 1pi , если Q 1pi < Q pi ; (21)
Таким образом, Q 1 =0 квар, а мощность конденсаторных батарей необходимых для восполнения реактивной мощности:
Коэффициенты загрузки трансформатора в нормальном и послеаварийном режимах соответственно:
где n тв/рез -число взаимно резервированных трансформаторов;
n т -общее число трансформаторов в цехе.
Коэффициенты загрузки трансформатора в послеаварийном режиме К з =1,6, что не допустимо, значит, в после аварийном режиме часть нагрузки отключим.
Определяем потери мощности в трансформаторах.
Р хх = 0,95 кВт, Р кз = 5,5 кВт, I хх = 2,1%, u кз = 4,5% [4], таким образом:
Реактивные потери в трансформаторе:
Тогда активные и реактивные мощности на стороне высшего напряжения трансформаторов:
Для всех остальных цехов подобные расчеты сведены в таблице 6.
В столбце К зп/ав * указывает, что в п/ав режиме нужно отключить часть нагрузки.
Местоположение подстанций выбираем по возможности ближе к центрам электрических нагрузок с учетом расположения технологического оборудования. Все устанавливаемые нами подстанции внутрицеховые и встроенные. На ТП используются трансформаторы масляные (ТМЗ).
3 . В ЫБОР И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ, СХЕМЫ И НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
3.1 Выбор мощности трансформаторов ГПП и напряжения схемы внешнего электроснабж е ния
Величина напряжения питания ГПП завода определяется наличием конкретных источников питания, уровнями напряжения на них, расстоянием от ГПП до этих источников, возможностью сооружения воздушных линий для передачи электроэнергии и другими факторами.
Из всех возможных вариантов внешнего электроснабжения выберем оптимальный, то есть имеющий наилучшие технико-экономические показатели. Для этого находим величину рационального напряжения с помощью формулы Стилла:
где l - длина питающей ГПП линии, равная 6 км;
Р р.п. - расчетная активная нагрузка предприятия, которую находим по формуле:
где К ом =0,85 - коэффициент одновременности максимума;
Р р. нн - расчетная активная высоковольтная нагрузка всех цехов и других потребителей;
Р р.вн - расчетная активная высоковольтная нагрузка предприятия;
Р ос цех - расчетная активная нагрузка освещения цехов;
Р ос тер - расчетная активная нагрузка освещения территории;
?Р ?Т - суммарные потери в трансформаторах ТП.
Сравним варианты внешнего электроснабжения предприятия 35 и 110 кВ.
Полная расчетная нагрузка предприятия, необходимая для выбора трансформаторов главной понизительной подстанции:
где - экономически целесообразная реактивная мощность на стороне внешнего напряжения главной понизительной подстанции, потребляемая предприятием от энергосистемы ().
- потери реактивной мощности в трансформаторах главной понизительной подстанции, квар.
Мощность трансформаторов главной понизительной подстанции выбирается исходя из соотношения:
К установке принимаем трансформатор ТРДН-25000/110/10.
Коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах определяем по формуле (34):
Аналогично и для варианта 35 кВ проводим расчет силового трансформатора, учитывая, что , по формулам (30), (31), (32):
Мощность трансформаторов главной понизительной подстанции определяем по формуле(33):
К установке принимаем трансформатор ТРДН-25000/35/10.
Коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах определяем по формуле (34):
Результаты расчетов сведены в таблицу 7.
Таблица 7 - Сравнение вариантов целесообразного напряжения
Схемы внешнего электроснабжения на 35 и 110 кВ одинаковы по составу оборудования и отличаются лишь типоразмерами оборудования и включением в нейтраль трансформатора 110 кВ ЗОН-110.
Рисунок 1- Схема внешнего электроснабжения на 35 кВ
Рисунок 2- Схема внешнего электроснабжения на 110 кВ
3 .2 Технико-экономическое обоснование схемы внешнего эле к троснабжения предприятия
Определим потери мощности в силовых трансформаторах ГПП. Параметры трансформаторов ТРДН-25000/35: ?Рхх = 25 кВт, ?Ркз = 115 кВт, Iхх = 0,5%, Uкз =10% [5]. Потери мощности в трансформаторах находим по формулам:
Потери мощности в силовых трансформаторах:
Потери электрической энергии в трансформаторах:
где Тг=8760 часов - годовое число часов работы предприятия.
где Тм=4355часов - годовое число часов использования максимума активной нагрузки.
Расчет линии электропередач от районной подстанции энергосистемы до главной понизительной подстанции. Нагрузка в начале линии:
Расчетный ток линии в нормальном режиме:
Сечение проводов линии по экономической плотности тока :
Стандартное сечение - провод АС-240/32, Iдоп=605А, r0=0,12 Ом/км, х0=0,405 Ом/км. Проверка по нагреву в послеаварийном режиме: А.
Потери активной энергии в проводах линии за 1 год:
Расчет токов короткого замыкания в начале отходящих линии от подстанции энергосистемы и на вводах в главную понизительную подстанцию.
Исходная схема и схема замещения для расчетов короткого замыкания приведена на рисунке 3.
По данным предприятия расчётный ток короткого замыкания в месте присоединения ВЛ к энергосистеме 14,39кА.
Рисунок 3 - Схема замещения для расчета токов короткого замыкания
Определим ток короткого замыкания в точке К1, .
Периодическая составляющая постоянна в течение всего процесса замыкания:
где =1,8- ударный коэффициент [6] .
где Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей, для установок напряжением выше 1000 В, Та = 0,05 с.
Устанавливаем вакуумный выключатель типа: ВВК-35Б-20 с встроенным приводом.
где tc.з = 0,01 - время срабатывания защиты;
tc.в =0,03 -собственное время отключения (с приводом) выключателя [4].
где tрз - время срабатывания релейной защиты (МТЗ);
tов - полное время отключения выключателя [4].
Определим показатели тока короткого замыкания в точке К2 (48), (49),(50), (52):
Вк = 8,89 2 •(0,44 +0,05) =38,73 кА 2 с.
Согласно завода изготовителя апериодическая составляющая в отключаемом токе для времени ф равна:
где вн - содержание апериодической составляющей, равное 35%.
Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих линий от подстанции энергосистемы и на вводе главную понизительную подстанцию.
Выбранные типы аппаратов и их паспортные данные [4] сведены в таблицу 8.
Для защиты трансформаторов от перенапряжений в питающей сети устанавливаем .
Определим потери мощности в силовых трансформаторах ГПП по формулам (35), (36). Параметры трансформаторов ТРДН-25000/110: ?Рхх=25 кВт, ?Ркз=120 кВт, Ixx=0,5%, Uк=10,5%. Потери мощности в трансформаторах:
Потери электроэнергии по формуле (37):
Нагрузка в начале линии электропередач по формуле (39):
Расчетный ток одной цепи линии по формуле (40):
Послеаварийный ток в линии по формуле (41):
Сечение проводов по экономической плотности тока по формуле (42):
Минимальное сечение по короне для 110кв: 70. Устанавливаем провод АС-70/11 с характеристиками: , , [7]. Проверка по нагреву: 265А > 176,4А.
Потери активной энергии в проводах линии за 1 год определяем по формуле (43):
По данным предприятия расчётный ток короткого замыкания в месте присоединения ВЛ к энергосистеме 14,39 кА.
Исходная схема и схема замещения для расчетов короткого замыкания приведены на рисунке 4. Определяем параметры схемы замещения. Нам задана мощность короткого замыкания на шинах подстанции энергосистемы.
Рисунок 4 - Исходная схема и схема замещения для расчета токов короткого замыкания
Мощность короткого замыкания определяем по формуле (44):
Сопротивление системы определяем по формуле (45):
Сопротивление, максимальный рабочий, ударный ток и воздушной линии 110 кВ в относительных единицах определяем по формулам (46), (47), (49):
Выбираем коммутационную аппаратуру в начале отходящих линий от подстанции энергосистемы и на вводе главную понизительную подстанцию.
Намечаем к установке на подстанции системы и ГПП однотипные элегазовые выключатели ВГБ-110-40/2000У1 с встроенными трансформаторами тока.
Апериодическую составляющую тока определяем по формуле (50).
где с - время расхождения контактов;
Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей, для установок напряжением выше 1000В, Та = 0,05 с.
Определим показатели тока короткого замыкания в точке К-2 (48), (49),(50), (52), (54):
Т.к. ток короткого замыкания меньше на шинах ГПП, то выбранный тип выключателя по номинальному напряжению, по Iном, Iдин, Iотк ном проходит.
Согласно завода изготовителя апериодическая составляющая в отключаемом токе для времени ф равна:
где вн - содержание апериодической составляющей = 30%.
Выбранные типы аппаратов и их паспортные данные сведены в таблицу 9.
Для защиты трансформаторов от перенапряжении в питающей сети устанавливаем ОПН - У110/77, в нейтраль силового трансформатора включаем ОПН-У110/56, ЗОН-110У (Iн = 400 А, tтер = 380 кА 2 с).
Таблица 9 - Параметры выключателя и разъединителя
3 .3 Технико-экономические показатели сравниваемых схем внешнего электроснабжения
При сравнении вариантов учитываются: коммутационная аппаратура отходящих линий от питающей подстанции энергосистемы, воздушные линии, вводные коммутационные аппараты главной понизительной подстанции, силовые трансформаторы главной понизительной подстанции.
Годовые приведенные затраты находятся по формуле:
где =0,213 - общие ежегодные отчисления от капитальных вложений, это сумма нормативного коэффициента Ен=0,12, отчислений на амортизацию, обслуживания, текущий ремонт ;
- сумма капитальных затрат i-ой группы одинаковых электроприёмников;
-стоимость годовых потерь электроэнергии.
Результаты расчетов экономических показателей сведены в таблицы 8 и 9.
При проектировании сетей электроснабжения промышленных предприятий учитывается стоимость потерь электроэнергии по двухставочному тарифу:
- удельная стоимость потерь электроэнергии;
Км = ?Рэ/?Рм = 0,85-отношение потерь активной мощности предприятия ? Рэ в момент наибольшей активной нагрузки энергосистемы к максимальным потерям ?Рм активной мощности предприятия [8].
Результаты сравнения вариантов сведены в таблицы 10, 11.
Таблица 10 - Технико-экономическое сравнение показателей схем внешнего электроснабжения
Трансформатор силовой ТРДН-25000/35
Трансформатор силовой ТРДН-25000/110
Таблица 11 - Сравнение экономических показателей схем внешнего электроснабжения
Приведенные капитальные затраты УЕiКi, тыс.руб
Стоимость потерь электроэнергии Сэ, тыс.руб
Приведенные затраты для рассмотренных схем приблизительно одинаковы, при выборе оптимального варианта следует обратиться к техническим показателям. При сравнении вариантов внешнего электроснабжения таким показателем является величина напряжения питания. Согласно «Правилам устройства электроустановок» принимаем вариант 110кВ, так как его экономические показатели хуже лишь на 2,17%, что не превышает 10…15%.
3.4 Выбор трансформато ров тока на каждом присоединении
Трансформаторы тока используем встроенные в выключатель «ВГБ-110У1» ТВ-110 и дополнительные расчеты на динамическую и термическую стойкость не производим.
К обмотке трансформатора тока класса 0,5 на подстанции системы включены многофункциональные трехфазные счетчики электроэнергии типа СЭТ 3р-01-07А предназначены для:
- учета активной и реактивной энергии в трехфазных цепях переменного тока трансформаторного или прямого включения, в одно- и много тарифных режимах;
- использования в составе автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) и передачи измеренных или вычисленных параметров на диспетчерский пункт по контролю, учету распределенной электрической энергии.
От атмосферных и коммутационных перенапряжений устанавливаем ограничители перенапряжений ОПН-У-110-77 с U ном =110 кВ. В нейтрали трансформаторов устанавливаем ограничители перенапряжений. Они предназначены для защиты нейтрали трансформаторов ОПН-У-110/56 от коммутационных перенапряжений при отключенном положении заземляющих ножей в нейтрали трансформатора.
4 . В ЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ, РАСЧЕТ ПИТА Ю ЩЕЙ ЛИНИИ
В настоящее время на предприятиях промышленности целесообразно устанавливать трансформаторы для цеховых ТП, имеющие высшее напр
Проект системы электроснабжения завода "Уральская кузница" дипломная работа. Физика и энергетика.
Курсовая работа по теме Основные новообразования личности подростка
Курсовая работа по теме Ринок горілки в Україні
Реферат: Rainforest Destruction The Amazon Essay Research Paper
Эссе 250 Сөз
Статья: Диктатура Х. Буша и конец режима военных-социалистов
Курсовая работа по теме Обслуживание частных клиентов в АККСБ 'КС-Банк'
Как Писать Заключение Эссе
Agriculture in the USA
Менеджмент Как Организационно Целевое Управление Курсовая Работа
Реферат по теме Экологическое воспитание младших школьников
Дипломная работа: Навигационный проект перехода судна типа Сормовский по маршруту порт Анапа порт Порт-Саид
Курсовая работа по теме Исследование авторского стиля романа Ф.М. Достоевского 'Преступление и наказание' в переводах на английский язык
Реферат по теме Microsoft Word 97
Реферат Для Магистерской Диссертации Пример
Курсовая работа по теме Открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности
Реферат Анатомо Физиологическое Особенности
Дипломная работа по теме Розробка комплексу апаратних засобів для апаратно-студійного блоку телеканалу
Контрольная работа: Развитие и размещение производительных сил. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Особенности перевода пословиц и поговорок, как устойчивых метафорических выражений
Контрольная работа по теме Проект маркетинговых исследований поведения потребителей автомобилей
Уголовное наказание - Государство и право реферат
Особенности костной и мышечной системы у детей - Медицина презентация
Формирование установки на здоровый образ жизни у подростков в процессе внеклассной воспитательной работы - Психология курсовая работа