close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Poyasnitelnaya zapiska(342)

код для вставкиСкачать
 Введение Проектирование систем электроснабжения связано с решением таких вопросов, как выявление мест расположения потребителей энергии, определение величин нагрузок и категорийности потребителей, номинальных напряжений и схем электрических сетей высокого и низкого напряжения, определение мест расположения подстанций, выбор трансформаторов, коммутационной аппаратуры и оборудования, сечений и марок проводников, определение величин отклонений и колебаний напряжения у приемников, выбор средств регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности и их размещение в сети, выбор способа прокладки и конструкции электросети, выбор и размещение устройств релейной защиты и автоматики.
Техническое задание на проектирование систем электроснабжения (СЭС) ставит целью обеспечение передачи и отпуска электроэнергии, необходимой для функционирования определенного народнохозяйственного объекта. При этом должны соблюдаться существующие технические нормативы надежности электроснабжения, безопасности установки и качества электроэнергии. Критерием оптимальности принимаемых технических решений являются требования сокращения капитальных затрат на сооружение установок СЭС и снижение ежегодных издержек на ее эксплуатацию. При равноэкономичных решениях предпочтение должно отдаваться вариантам более надежным, удобным в эксплуатации и позволяющим развивать СЭС без коренного переустройства.
Разработка проекта электроснабжения промышленного предприятия начинается с изучения технологии и оценки расчетных ожидаемых нагрузок его цехов и крупных технологических агрегатов
После определения расчетных нагрузок предприятия, требований к надежности электроснабжения и выявления графика нагрузки производится выбор точек присоединения к ЭЭС. В соответствии с Правилами пользования электрической энергией по согласованию с энергосистемой устанавливаются технические условия на присоединение.
В технических условиях на присоединение указываются:
- предполагаемые нагрузки предприятия на ближайшие пять лет,
- электрическая мощность собственной ТЭЦ, если она необходима,
- данные о других потребителях в районе проектируемого предприятия,
- точки присоединения к энергосистеме (подстанция, станция или линия электропередачи),
- напряжения, при которых возможно выполнение питающих воздушных или кабельных линий электропередачи,
- ожидаемый уровень напряжения в точке присоединения,
- требования к числу цепей и трассам линий, учитывающие перспективы энергетического строительства района,
- необходимость развития станций и подстанций ЭЭС,
- расчетные величины токов короткого замыкания в точке присоединения,
- требования к релейной защите, автоматике, изоляции и защите от перенапряжений на участках от ЭЭС до приемных подстанций предприятия включительно,
- рекомендуемые мероприятия по повышению коэффициента мощности и регулированию напряжения.
На основании технических условий на присоединение к ЭЭС проектируемого предприятия разрабатываются технический проект электроснабжения и рабочие чертежи.
Проектирование по курсу дисциплины "Электроснабжение отрасли" для специальности 140613 - Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования - осуществляется в форме курсового проекта. 2 Характеристики потребителей и определение категорий надёжности потребителей
Все потребители условно делятся на потребители первой, второй и третьей категорий надежности. Потребители первой категории - потребители, перерыв электроснабжения которых угрожает жизни людей, приводит к длительному нарушению технологического процесса, к выводу из строя дорогостоящего оборудования, к массовому браку выпускаемой продукции. Эти электроприёмники должны иметь два независимых взаиморезервируемых источника питания и перерыв электроснабжения при аварии на одном из источников питания может бать допущен лишь на время включения схемы АВР. Среди потребителей этой категории выделена особая группа: перерыв в электроснабжении, который недопустим вовсе. Потребители этой группы должны иметь третий независимый источник питания (например - больницы, шахты).
Потребители второй категории - потребители, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, длительному простою, моральному недовольству, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Питание таких потребителей возможно от одного источника при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта системы электроснабжения, не превышают одних суток.
Потребители третьей категории - все остальные потребители, не подходящие под определения первой и второй категорий. Для таких потребителей допустим один источник питания при наличии складского резерва, который может быть установлен в течение суток.
Насос кислородной фурмы-механизм,снабжающий охлаждающей водой установку вертикального перемещения трубопровода подачи кислорода. Относится к первуй категории надежности.
Кислорододувки- служат для подачи кислородана доменные печи. Относятся к первой категории надежности.
Машина точечной сварки- это машина для сварки ,при которой детали соединяются в отдельных местах их касания, условно называемыми точками. Относится ко второй категории надежности.
Погрузочная машина- предназначена для выполнения вспомогательных транспортных операций с грузами ограниченных весо-габаритных показателей. Относится к третьей категории надежности.
Дымосос- служит для откачки дыма из цеховых помещений. Необходим для газовоздушного тракта энергетических объектов. Относятся к первой категории надежности.
Кислородно-вертикальный конвертер- применяетсядля выплавки сталипродувкой жидкого чугуна технически чистым кислородом сверху. Относятся к первой категории надежности Вентилятор кислородной фурмы- механизм подачи кислорода. Относятся к первой категории надежности
Конвейер ленточный- это механическое непрерывное транспортное средство для перемещения различных грузов на небольшие расстояния. Относятся ко второй категории надежности. Шлаковозная тележка- для уборки шлаковых ковшей из-под печи, имеющая определённую вместимость ковша. Относится к третьей категории надежности. Освещение -создание освещённости поверхностей предметов, обеспечивающее возможность восприятия их.
3 Выбор рода тока и напряжения
Питание энергоемких предприятий от сетей энергосистемы следует осуществлять на напряжении 110, 220 или 380 кВ. Выбор напряжения питающей сети зависит от потребляемой предприятием мощности и от напряжения сетей энергосистемы в данном районе. При неоднозначности выбора напряжение питающей сети должно быть принято на основе технико-экономического сравнения сопоставимых вариантов.
Питание предприятий с незначительной нагрузкой следует осуществлять от сетейэнергосистемы на напряжении 6, 10, реже 35 кВ. Выбор напряжения питающей сети осуществляет, как правило, энергоснабжающая организация в зависимости от потребляемой предприятием мощности. Питание предприятий с малой нагрузкой может осуществляться на напряжении 0,4 кВ либо от сетей энергосистемы, либо от сетей 0,4 кВ соседнего предприятия.
Распределительную сеть промышленных предприятий (от пункта приема электроэнергии до распределительных и трансформаторных подстанций) рекомендуется выполнять на напряжении 10 кВ. Применение напряжения 6 кВ в качестве распределительного следует ограничивать. Использование напряжения 6 кВ рационально для предприятий, где устанавливается значительное количество двигателей 6 кВ небольшой мощности (до 500 кВт), а также в случае реконструкции или расширения действующего производства, ранее запроектированного на напряжение 6 кВ.
Распределительную сеть энергоемкого производства при сооружении нескольких ПГВ рекомендуется выполнять на напряжении 110 кВ.
Применение напряжения 35 кВ в качестве распределительного может быть принято для предприятия при следующих условиях: - ближайшие сети энергосистемы имеют напряжение 35кВ, - на предприятии отсутствуют электродвигатели высокого напряжения и невелико количество цеховых ТП 35/0,4 кВ.
При применении напряжения 660 В взамен 380 В следует учитывать нижеизложенное.
На напряжение 660 В не могут быть переведены люминесцентные светильники, лампы накаливания, тиристорные преобразователи электроприводов, питаемые напряжением 380 В,установки КИП и А, средства автоматизации, исполнительные механизмы, электродвигатели до 0,4 кВт и др. Необходимость устройства для одного объекта сетей напряжением 660 и 380 Вделает применение напряжения 660 В малоэффективным.
В первую очередь напряжение 660 В рекомендуется применять для вновь строящихся объектов, характеризуемых следующими признаками:
- применение напряжения 660 В позволяет отказаться от сооружения разветвленной сети 380 В;
- основную часть ЭП составляют низковольтные нерегулируемые электродвигатели переменного тока мощностью свыше 10 кВт;
- длины кабелей питающей и распределительной сетей низкого напряжения отличаются протяженностью;
- поставщики технологического оборудования (станков, автоматических линий, прессов, термического и сварочного оборудования, кранов и т. п.) обеспечивают поставку комплектуемого электрооборудования и систем управления на напряжение 660 В.
Перевод электродвигателей мощностью 250-500 кВт с напряжения 6 кВ на напряжение 660 В экономически нецелесообразно. Питание таких электродвигателей следует выполнять на напряжении 10 кВ или от трансформаторов (индивидуальных или групповых) 10/6 кВ. При значительном количестве двигателей 6 кВ следует рассматривать возможность их питания от трансформаторов с расщепленными обмотками напряжением 110-220/6/10 кВ.
Установки 660 В следует применять с заземленной нейтралью.
Цепи управления электродвигателями 660 В рекомендуется принимать на напряжение 220 В с питанием от индивидуальных понижающих трансформаторов 660/220 В.
4 Расчет электрических нагрузок
Pсум=N∙Pн,
где Рсум.- суммарная мощность электроприёмников, кВт,
N - количество электроприёмников, шт.,
Рн - номинальная мощность электроприёмников, кВт.
Рсм =Ки∙Рсум., где Рсм - сменная активная мощность, кВт,
Ки - коэффициент использования. Qсм=Рсм∙ tgφ, где Qсм - сменная реактивная мощность, кВАр.
tgφ-коэффициент мощности
Ки. ср.= ,
где Ки.ср. - средневзвешенный коэффициент использования.
nэ=, где nэ- эффективное число электроприёмников, шт.,
Рн.max.- номинальная мощность самого мощного ЭП, кВт.
Рр=Кр∙ ∑ Рсм, где Кр- коэффициент максимума расчетной нагрузки, Рр- расчётная активная мощность, кВт.
Qр=Кр∙ ∑ Qсм , где Qр- расчетная реактивная мощность, кВАр. Sр=, где Sр- полная расчётная мощность, кВА.
Рдл=Sн∙ cosφ∙ , где Рдл- мощность, приведённая к длительному режиму, кВт,
Sн - паспортная мощность сварочного трансформатора, кВА,
ПВ - продолжительность включения, %.
Рдл=ΣPн∙ ,
где Рн- номинальная мощность каждого кранового двигателя, кВт.
Результаты вычислений сводятся в таблицы 1,2
Таблица 1- Результаты расчета электрических нагрузок
Таблица 2 - Результаты расчёта нагрузок шкафа ШР
5 Расчет, выбор и проверка сетей низкого напряжения. Защита их от действия токов короткого замыкания и перегрузки.
Выбор электросетей от РУ - 0.4 кВ до ШР ,
где Ip - расчетный ток при нормальном режиме работы, А,
Uн - номинальное напряжение, кВ.
,
где Iрасц- расчетный ток расцепителяавтомата А.
Выбирается автомат по условию:
Iнрасц≥Iрасц,
где Iнрасц- номинальный ток расцепителя автомата А.
400 > 316,78
Автомат DPX(tm) - 630 Iнрасц=400А
Выбирается токовая отсечка автомата:
Iотс≥ 1,25 ∙ Iпик
800>742,29
Iпик=Iпуск max+ Ip - kи ∙ Iр max
где Iпуск max- пусковой ток максимального по мощности двигателя, А, Iр max - расчётный ток максимального по мощности двигателя, А,
ku - коэффициент использования максимального по мощности двигателя.
Iпик=363,74 + 269,26 - 0,7 ∙ 55,96 = 593,83 А
Выбирается кабель по условию:
Iд ≥ Iн расц ∙ kз,
где Iд - длительный допустимый ток кабельной линии А,
kз - коэффициент защиты.
421> 269,26
Выбирается кабель ВВГ (3×185 + 1×95)Iд= 421 А.
Выбор электросетей от РУ - 0.4 кВ до вентилятора кислородной фурмы
Используемые формулы: ,
где Pдл - номинальная мощность сварочного аппарата кВт,
где Iрасц- расчетный ток расцепителяавтомата ,А.
Выбирается автомат по условию:
Iн расц≥Iрасц
100>81,66
Выбирается автомат DPX(tm) - 125Iн.расц= 100 А
Выбирается кабель по условию: Iд≥ Iнрасц ∙ kз
Выбирается токовая отсечка автомата:
Iпуск=69,41 ∙ 6,5= 451,165 А
Iотс≥ 1,25 ∙ Iпуск Iотс≥ 1,25 ∙451,165
600> 563,96
Выбирается кабель по условию: Iд≥ Iнрасц ∙kз,
115>100
Выбирается кабель ВВГ(3×25+1×16) Iд=115 А.
115>69,41
Дальнейший расчет ведётся аналогично. Результаты сводятся в таблицу 3.
Выбор предохранителя от ШР до конвейера ленточного
,
где Pн - номинальная мощность двигателя кВт,
Iпуск=kп ∙Iр ,
где Iпуск - пусковой ток двигателя, А,
kп - коэффициент пуска двигателя.
Iпуск = 5,5 ∙ 37,81=207,95 А
где Iпл в - ток плавкой вставки, А,
α - коэффициент, зависящий от условий пуска.
Iн плв ≥Iпл в
100>83,18
Выбирается предохранитель gGIн пл в =100 А,
Выбирается кабель по условию:
Iд ≥ Iн пл в ∙ kз ,
45,57>37,81
Выбирается кабель ВВГ(4×6) Iд=45,57 А
Таблица 3 - Расчёт, выбор и проверка сетей низкого напряжения
НаименованиеРном, кВтIр, АIрасц, АТип автоматаIн расц, АIпуск , АIотс, АIд, А Марка и сечение
кабеляВентилятор кислородной фурмы3769,4181,66DPX - 125100451,15600115ВВГ
(3×25+1×16)Кислорододувка90166,1195,41DPX - 250ER2001162,71600226ВВГ
(3×70+1×35)Кислородно-вертикальный конвертер2244,9652,9DPX - 12563247,2831580,91ВВГ
(4×16)Насос кислородной фурмы3055,96316,78DPX - 630400363,74800421ВВГ
(3×185+1×95)Машина точечной сварки4560,7771,49DPX - 125100115ВВГ
(3×25+1×16)ЩО170135,94159,93DPX-250160177ВВГ
(3×50+1×25)Погрузочные машины1531,9537,59DPX-12540175,7332045,57ВВГ
(4×6)Шлаковозная тележка1125,6130,13DPX - 12540153,6620045,57ВВГ
(4×6)
6 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов
Мощность силовых трансформаторов определяется по формуле:
,
где Sт - расчётная мощность трансформатора, кВА,
N - количество трансформаторов, шт,
βТ - оптимальный коэффициент загрузки трансформатора.
Выбирается трансформатор по условию:
Sн т ≥ Sт
где Sн т - номинальная мощность трансформатора,
630> 602,84
Выбирается трансформатор ТСЗ - 630/10-УЗ, Sн т = 630 кВА,
Параметры трансформатора :
Iхх = 1,3%, ∆ Рм= 7500 Вт,
Uкз= 6%, ∆Рст = 1350 Вт,
Проверяется выбранный трансформатор на перегрузочную способность в аварийном режиме при отключении второго трансформатора и необходимости обеспечить электроснабжение потребителей первой и второй категорий с допустимой перегрузкой трансформатора на 40%.
1,4 ∙ Sнт ≥ 0,75 ∙ SР
882 > 793,87
Определяется фактический коэффициент загрузки:
,
где βф - фактический коэффициент загрузки трансформатора.
,
где βф' - фактический коэффициент загрузки трансформатора с учётом компенсации,
Sр ' - полная расчётная мощность с учётом компенсации, кВА.
Определяются потери мощности в трансформаторе с учётом полученного коэффициента.
∆Р= (∆Рм∙ βф' +∆ Рст) ∙ N, ∆Р= (7,5 ∙ 0,7 + 1,35) ∙ 2 = 10,05 кВт
,
По мощности трансформатора выбирается автоматический выключатель на стороне 0,4 кВ.
,
,
Iрасц=1126,1 А
Iнрасц≥Iрасц
1250 > 1126,1
Автомат DPX - 1600 Iнрасц= 1250 А
Выбираются шины для трансформатора из условия:
Iд ≥Iн расц. ∙ kз,
где Iд - допустимый ток для данных шин А, kз- коэффициент запаса.
1320 > 1250
Выбирается шина Al (80х8) Iд = 1320 А
Проверяются шины на динамическую устойчивость:
,
где F - сила взаимодействия между шинами ,кГ,
iуд - ударный ток короткого замыкания, протекающий в шинах, кА,
l - длина пролета, см,
a - расстояние между шинами, см.
,
где М - максимальный изгибающий момент, действующий на шину, кГ∙см.
,
где W - момент сопротивления сечения, см,
b - толщина шины, см,
h - ширина шины, см.
см3
,
где σрасч - расчётное напряжение в материале шин от изгиба, кГ/см2. кГ/см2
σдоп. ≥ σрасч, где σдоп. - допустимое напряжение в материале шин от изгиба, кГ/см2.
700 > 389,7 Выбираются изоляторы ОФ-1-375 по условию
0,6Fразр≥ F
225>221,7
7 Расчет и выбор компенсирующих устройств
,
где Qтр - мощность, которую могут передать в сеть трансформаторы, кВар,
Qнк1 = Qсм - Qтр ,
где Qнк1- мощность, которую нужно компенсировать, кВАр,
Qнк1 = 638,83 - 256,17 = 382,66 кВАр
Qнк2 = Qсм - Qнк1 - γ ∙ N ∙ Sнт ,
где Qнк2 - мощность, компенсируемая с целью снижения потерь втрансформаторах,кВар,
γ- расчётный коэффициент, зависящий от региона расположения, количествасмен, схемы электроснабжения, мощности трансформаторов и длины ЛЭП.
Qнк2 = 638,83 - 382,66 - 0,48∙ 2 ∙ 630 = -348,63 кВАр
Qк2 = 0
,
где Qну - мощность компенсирующего устройства, кВАр,
Выбирается батарея АКУ(0,5)- 0,4-200-25-УЗ-IP31 Qнкку=225 кВАр,
Для подключения батареи выбирается автомат
,
Выбирается автомат DPX(tm) - 630 Iн.расп.= 400 А
Iн.расп.≥ Iрасц
400>395,03
Выбирается шина Аl (40x4) I д = 480 А
Iд.≥ Кз ∙ Iн.расц
480>400 А
где Rразр - разрядное сопротивление,Ом,
Uф - фазное напряжение,кВ.
8 Расчет годового расхода электроэнергии.
Технологические приемники
Wтехн= Tr ∙ Pтехн ,
где Wтехн - расход активной электроэнергии на технологию, тыс.кВт ч,
Tr - годовое число часов использования нагрузки,ч
Pтехн - мощность технологического оборудования высокого и низкого напряжения,кВт Pтехн= Ритогон.н. без осв. + Рв.в
Pтехн= 640 + 690,98 = 1330,98 кВт
Wтехн= 1330,98 ∙ 6389 =8503,63 тыс.кВт ч
Vтехн=Qтехн ∙ Тr ,
где Vтехн - расход реактивной энергии на технологию, тыс.кВАр ч,
Qтехн - мощность технологических приемников, тыс.кВАр.
Qтехн=Qн.н. без осв+Qкку+Qв.в.,
Qтехн=588,34+(-445,44)+ (-400)=-118,86 кВАр
Vтехн=-118,86 ∙ 6389 =-759,4 тыс.кВАр ч
Освещение
Wосв. = Tосв ∙ Pосв,
где Wосв. - расход электроэнергии на освещение, тыс.кВт ч Tосв - годовое время использования осветительной нагрузки, ч.
Wосв. = 7689 ∙ 153=1176,42 тыс.кВт ч
Vосв. = Tосв ∙ Qосв, где Vосв. - расход реактивной электроэнергии на освещение, тыс.кВАр ч Vосв. = 7689 ∙ 50,49=388,22 тыс.кВАр ч
Потери в трансформаторах
ΔWтр. = (βф' ∙ Ркз ∙ τ + Рхх∙ Tr) ∙ N, где ΔWтр. - годовые потери активной электроэнергии в трансформаторах, тыс.кВт ч Tr - число часов работы трансформатора в год,ч.
τ - время максимальных потерь,ч
τ=(0,124 + Tmax ∙ 10 -4 )2 ∙ Tr
где Tmax-число часов использования максимума нагрузки в год,ч.
τ=(0,124 + 6389 ∙ 10 -4)2 ∙ 8729=5080,42ч
ΔWтр. = (0,7 2 ∙ 7,5 ∙ 5080,42 + 1,35 ∙ 8729) ∙ 2=60,91 тыс.кВт ч
где Vтр. - годовые потери реактивной электроэнергии в трансформаторе.
тыс.кВар ч Потери в линиях
ΔWлин.= 0,03 ∙ Pтех. ∙ τ ,
где ΔWлин. - годовые потери активной электроэнергии в линиях, тыс.кВт ч.
ΔWлин.= 0,03 ∙ 1330,98 ∙ 5080,42=202,86 тыс.кВт ч
Годовой расход электроэнергии
Wобщ.=Wтех + Wосв + ΔWтр + ΔWлин, Wобщ.= 9943,82 тыс.кВт ч
Vобщ. = Vтех + Vосв + ΔVтр ,
Vобщ.= -40тыс.кВАр ч
Определяется среднегодовой коэффициент мощности участка
,
9 Расчёт токов короткого замыкания Рассчитываются токи короткого замыкания в относительных единицах согласно рисункам 1, 2:
,
где Sб - базисная мощность, МВА, Uб - базисное напряжение, кВ, Iб - базисный ток, кА.
,
где x*c - относительное индуктивное сопротивление системы, приведенное к базисным величинам,
Sкз- мощность короткого замыкания энергосистемы,МВА.
,
где x*тр - относительное индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное к базисным величинам,
Sнт - номинальная мощность трансформатора на ГПП, МВА,
UКЗ- напряжение короткого замыкания трансформатора, %.
Точка К1
x*к1 = x*c + x*тр ,
где x*к1 - относительное индуктивное сопротивление до точки К1.
x*к1 = 0,625+3,594 = 4,219
,
где Iк1 - ток короткого замыкания в точке К1, кА.
кА
,
где iуд к1 - мгновенное значение ударного тока короткого замыкания в точке К1, кА,
kу - ударный коэффициент .
,
где Iуд к1 -действующее значение ударного тока короткого замыкания в точке К1, кА.
,
где Sкз к1 - мощность короткого замыкания в точке К1, МВА.
Точка К2
,
где x*кл1 - относительное индуктивное сопротивление кабельной линии,
l - длина кабельной линии, км,
x0 - индуктивное сопротивление кабеля на 1 км длины, Ом/км.
где r*кл1 - относительное активное сопротивление кабельной линии,
r0 - активное сопротивление кабеля на 1 км длины, Ом/км.
x*к2 = x*к1 + x*кл1 ,
где x*к2 - относительное индуктивное сопротивление до точки К2.
x*к2 =4,219+0,365=4,584
,
где Z*к2 - относительное полное сопротивление до точки К2.
,
где Iк2 - ток короткого замыкания в точке К2, кА.
,
где iуд к2 - мгновенное значение ударного тока короткого замыкания в точке К2, кА,
kу - ударный коэффициент.
,
где Iуд к2 - ударный ток короткого замыкания в точке К2, кА.
,
где Sкз к2 - мощность короткого замыкания в точке К2, МВА.
Точка К3 ,
где x*кл2 - относительное индуктивное сопротивление кабельной линии,
l - длина кабельной линии, км,
x0 - индуктивное сопротивление кабеля на 1км длины, Ом/км.
,
где r*кл2 - относительное активное сопротивление кабельной линии,
r0 - активное сопротивление кабеля на 1км длины, Ом/км.
x*к3 = x*к2 + x*кл2 ,
где x*к3 - относительное индуктивное сопротивление до точки К3.
x*к3 =4,584+0,481=5,065
r*к3 = r*к2 + r*кл2,
где r*к3 - относительное активное сопротивление до точки К3.
r*к3 =0,71+0,934=1,644
,
где Z*к3 - относительное полное сопротивление до точки К3.
,
где Iк3 - ток короткого замыкания в точке К3, кА.
,
где iуд к3 - мгновенное значение ударного тока короткого замыкания в точке К3,кА,
kу - ударный коэффициент.
,
где Iуд к3 - ударный ток короткого замыкания в точке К3, кА.
,
где S к3 - мощность короткого замыкания в точке К3, МВА.
Точка К6
где x*кл3 - относительное индуктивное сопротивление кабельной линии,
l - длина кабельной линии, км,
x0 - индуктивное сопротивление кабеля на 1 км длины, Ом/км.
где r*кл3 - относительное активное сопротивление кабельной линии,
r0 - активное сопротивление кабеля на 1 км длины, Ом/км.
x*к6 = x*к2 + x*кл3 ,
где x*к6 - относительное индуктивное сопротивление до точки К6.
x*к6 =4,584+0,144=4,728
r*к6 = r*кл2 + r*кл3,
где r*к6 - относительное активное сопротивление до точки К6.
r*к6 =0,71+0,28=0,99
где Z*к6 - относительное полное сопротивление до точки К6.
где Iк6 - ток короткого замыкания в точке К6, кА.
,
где iуд к6 - мгновенное значение ударного тока короткого замыкания в точке К6,кА,
kу - ударный коэффициент.
где Iуд к6 - ударный ток короткого замыкания в точке К6, кА.
где Sк6 - мощность короткого замыкания в точке К6 ,МВА.
〖x^'〗_пер=(U_ср^2)/S_кз ,
где x'пер- переходное сопротивление сети напряжением выше 1 кВ, мОм,
Uср-среднее напряжение на вторичной обмотке трансформатора, В,
Sк3- мощность короткого замыкания в точке K3 , МВА.
〖x^'〗_пер=160/187,793=0,852мОм
Точка К4
rтр=3,2 мОм xтр=13,4 мОм
x *к4 = x'пер + xтр ,
где x*к4 - индуктивное сопротивление до точки К4.
x *к4 =0,852 + 13,4 =14,252 мОм
где Z*к4 - полное сопротивление до точки К5.
где Iкз к4 - ток короткого замыкания в точке К4, кА.
где iудк4 - мгновенное значение ударного тока короткого замыкания в точке К4,кА,
где kу - ударный коэффициент.
где Iуд4 - ударный ток короткого замыкания в точке К4, кА.
S_к4=√3×Uср×I_к4,
Sк4- мощность короткого замыкания в точке K4, МВА.
S_к4=√3×0,4×15,81=10,953МВА
Точка К5
Результаты расчета сводятся в таблицу 5
ТочкиIкз,кАiуд,кАIуд ,кАSкз ,МВАК113,03433,17919,681237,023К211,85430,17517,899215,564К310,32726,28815,593187,793К415,8129,06617,17410,953К515,01927,61216,31510,405К611,38528,98117,191207,039Таблица 4 - Результаты расчёта токов короткого замыкания
10 Выбор и проверка электрических сетей напряжением выше 1 кВ.
От ГПП до РУ-10 кВ
По нагреву рабочим током
гдеIр - расчётный ток линии в аварийном режиме,А.
По условию Iд ≥ Iр выбирается кабель АПвПг-3-50/16-10 Iд=170 А
170>82,129
По экономической плотности тока
где j - экономическая плотность тока, зависящая от числа часов использования максимума нагрузок,
Fэк - экономически целесообразное сечение, мм2.
Выбирается кабель АПвПг-3-70/16-10 Iд=210 А
По термической устойчивости к токам короткого замыкания
Выбирается кабель АПвПг-3-150/25-10 Iд=320 A по уcловию
Iту ≥ Iкз,
14,2 > 13,03
Окончательно выбирается кабель АПвПг-3-150/25-10 Iд=320 А и проверяется по потере напряжения
∆U=(√3∙I_p∙l)/U∙(r_0∙cosφ+x_0∙sinφ)∙100%,
∆U=(√3∙82,129∙0,38)/10000∙(0,206∙0,999+0,106∙0,045)∙100%=0,11%<5%
От РУ-10 кВ до трансформатора
По нагреву рабочим током
По условию Iд ≥ Iр выбирается кабель АПвПг-3-50/16-10 Iд=185 А
185>36,373
По экономической плотности тока
Выбирается кабель АПвПг-3-50/16-10 Iд=185 А
По термической устойчивости к токам короткого замыкания
Выбирается кабель АПвПг-3-120/16-10 Iд=330 А по уcловию
Iту ≥ Iкз ,
11,3 > 10,327
Окончательно выбирается кабель АПвПг-3-120/16-10 Iд=330 Аи проверяется по потере напряжения
∆U=(√3∙I_p∙l)/U∙(r_0∙cosφ+x_0∙sinφ)∙100%,
∆U=(√3∙36,373∙0,5)/10000∙(0,206∙0,946+0,106∙0,324)∙100%=0,072%<5%
От РУ-10кВ до дымососа
По нагреву рабочим до двигателя током
По условию Iд ≥ Iр выбирается кабель АПвПг-3-50/16-10 Iд=185 А
185>54,6
По экономической плотности тока
Выбирается кабель АПвПг-3-50/16-10 Iд=185 А
По термической устойчивости к токам короткого замыкания
Выбирается кабель АПвПг-3-150/25-10 Iд=370 А по уcловию
Iту ≥ Iкз ,
14,2 > 11,385
Окончательно выбирается кабель АПвПг-3-150/25-10 Iд=370 А и проверяется по потере напряжения
∆U=(√3∙I_p∙l)/U∙(r_0∙cosφ+x_0∙sinφ)∙100%,
∆U=(√3∙54,6∙0,15)/10000∙(0,206∙0,9+0,106∙0,436)∙100%=0,033%<5%
11 Выбор и проверка высоковольтного оборудования Выбор вакуумных выключателей
Таблица 5 - Результаты выбора вакуумных выключателей
Выбирается выключатель BB/TEL-10-12,5/630 У2 Iн=630 А
Выбор трансформаторов тока
Таблица 6- Результаты выбора трансформаторов тока
12 Расчёт и выбор релейной защиты
Релейная защита трансформатора
Максимальная токовая защита
где Iср.р - ток срабатывания реле, А,
kн- коэффициент надёжности,
kвозв - коэффициент возврата реле,
kсх - коэффициент схемы,
kсз - коэффициент срабатывания защиты,
kт.т - коэффициент трансформации трансформатора тока,
Iн.г- максимальный ток нагрузки, А.
где Smax - максимальная мощность на низком напряжении с освещением и
учётом потерь, кВА,
Uвн.ном- номинальное напряжение на высокой стороне трансформатора, В.
Защита от бросков намагничивающего тока
где Iнт - номинальный ток силового трансформатора, А.
Выбирается реле типа РТ - 40/10 Iср.р = 7,5 А
Коэффициент чувствительности
где Iкз.прив - приведённый ток короткого замыкания, А.
где Iкз - ток короткого замыкания в точке К5,А,
kт.с. - коэффициент трансформации силового трансформатора.
Токовая отсечка
Выбирается реле типа РТ - 40/50 , Iср.р = 50А Коэффициент чувствительности
Защита от перегрузки
где Iсз - ток срабатывания реле, А,
kн- коэффициент надёжности.
Выбирается реле типа РТ-40/6 , Iср.р = 3,5 А
Коэффициент чувствительности
7,86> 1,5
Защита от однофазных коротких замыканий на землю
В основном выполняется установкой автоматических выключателей или предохранителей на выводах низшего напряжения.
Релейная защита двигателей
Максимальная токовая защита
где kн - коэффициент надежности,
kп - кратность пускового тока двигателя,
Iн.дв. - номинальный ток двигателя, А, kсх - коэффициент схемы,
kвозв - коэффициент возврата. Выбирается реле типа РТ-40/50 , Iср.р = 30 А
Коэффициент чувствительности
16,51> 1,5
Защита от перегрузки
Выбирается реле РТ-40/6, Iср.р=4А
Коэффициент чувствительности
Защита от асинхронного хода
Выбирается реле РТ-40/6,Iср.р=4 А
Защита минимального напряжения
где Uн - номинальное напряжение сети, В, kтн - коэффициент трансформации трансформатора напряжения.
Выбирается реле напряжения РН - 53/60, Uср.р =50 В
Форсировка возбуждения
Выбирается реле напряжения РН - 53 /200 Uср.р =85 В
13 Расчет заземляющего устройства
Грунт - песок с валунами,
Климатическая зона - I,
Сопротивление естественного заземлителя 6,8 Ом,
Сопротивление заземляющего устройства 4 Ом,
Искусственный заземлитель - уголок№65,
Т.к. Rе >RЗ., то необходимо искусственное заземление.
Определяется сопротивление растеканию тока искусственного заземления
где Rз - сопротивление заземляющего устройства, Ом,
Rе - сопротивление естественного заземлителя, Ом.
Определяется расчётное удельное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей
где ρтаб- удельное сопротивление грунта в данной климатической зоне, Омм, Ксв- коэффициент сезонности для вертикальных заземлителей.
Определяется расчётное удельное сопротивление грунта для горизонтальных полос
где kсг- коэффициент сезонности для горизонтальных полос.
Определяется сопротивление растеканию тока одного вертикального заземлителя
где t'- расстояние от поверхности земли до середины вертикального
заземлителя, м,
l- длина вертикального заземлителя, м,
d- диаметр вертикального заземлителя, м.
d=0,95×0,065=0,062м,
Определяется число вертикальных заземлителей
где Ƞв- коэффициент использования вертикальных заземлителей.
Определяется длина соединительной полосы
где а - расстояние между вертикальными заземлителями, м.
Определяется сопротивление растеканию токагоризонтального заземлителя
где d - диаметр горизонтального заземлителя, м,
t -длина соединительной полосы, м.
Определяется действительное сопротивление растеканию тока горизонтального заземлителя с учетом коэффициента использования
R_г^'=R_г/η_г ,
где Ƞг.- коэффициент использования горизонтальных заземлителей.
R_г^'=25,831/0,33=78,276 Ом
Уточняется сопротивление растеканию тока вертикального заземлителя с учетом сопротивления горизонтального заземлителя
Определяется уточненное число вертикальных заземлителей
Принимается к установке 76 вертикальных заземлителей.
14 Спецификация на выбранное в проекте оборудование
Таблица 7 - Спецификация на проектируемое оборудование
НаименованиеТип оборудованияКоличествоЭлектрооборудование напряжением выше 1 кВКРУ/TEL
с высоковольтными выключателями ВВ/TEL
с трансформаторами напряжения НАМИ-10-0,1
с секционным разъединителем
7
2
1Электрооборудование напряжением до 1 кВКТП(2х630)
сошкафамиPrisma
PrismaPlus
2
2
Кабели и материалыАПвПг (3х150/25)-10
АПвПг (3х120/16)-10
ВВГ (3x185+1х95)
ВВГ (3х70+1х35)
ВВГ (3х50+1х25)
ВВГ (3х25+1х16)
ВВГ (4×16)
ВВГ (4×6)0,720км
1,300км
0,600км
1,800км
0,300км
3,000км
1,200км
3,600кмШиныAl (80x8)
Al (40x4)0,030км
0,012км Заключение
Курсовой проект выполнен в полном соответствии с заданием. Произведены все необходимые расчеты, выбрано и проверено электрическое оборудование и электрические сети напряжением до и выше 1 кВ, составлена спецификация. В процессе работы над проектом умело использовалась техническая и справочная литература.
Освоенные методы расчета, выбора и проверки электрического оборудования и электрических сетей будут использованы в работе над дипломным проектом. На основании данных расчетов будет выполняться курсовой проект по дисциплине "Экономика и управление производством" на 4 курсе.
Список использованных источников
1 Барыбин Ю. Г., Федоров Л. Е. Справочник по проектированию электроснабжения, М.: Энергоатомиздат, 1990. 2 Постников Н.П., Рубашов Г.М. Электроснабжение промышленных предприятий. - Л.: Стройиздат, 1989.
3 Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. - М.: ФОРУМ - ИНФРА-М, 2003.
4 Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. Госэнергонадзор Минэнерго России. - СПб: ООО Альтернативная Полиграфия, 2003. 5 Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1989.
6 Иванов В.С., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1987. (Экономия топлива и электроэнергии).
7 Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения, Справочник, М.: ФОРУМ - ИНФРА-М, 2006.
8 ПУЭ (Правила устройства электроустановок): 6-е и 7-е изд.-Новосибирск, Сибирское Университетское Издание, 2005.
9 Каталог 2005-2006 года фирмы Legrand.
10 Журнал "Энергетик" №№ 3,4, 2005.
11 Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий. - М.: Энергия, 1973.
12 Каталог продукции фирмы Таврида Электрик, 2003.
13 Каталог Prisma Plus 2005 года фирмы Schneider Electric.
14 Чернобровов Н.В. Релейная защита. - М.: Энергия, 1971.
Документ
Категория
Экономика и Финансы
Просмотров
268
Размер файла
537 Кб
Теги
poyasnitelnaya, zapiska, 342
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа