Дипломная работа: Проектирование системы электроснабжения Тишинского рудника. Расчеты электрических нагрузок механического цеха

Таблица 8 - Параметры выбранных трансформаторов

Для определения типа кабеля, которым будет осуществляться прокладка распределительных сетей, необходимо учесть особенности грунта данного предприятия:

- коррозионная активность: низкая;

- присутствуют блуждающие токи;

- наличие колебания и растягивающие усилия в грунте;

Исходя из этих условий, принимаем кабель марки АПвБП прокладываются в земле (траншеях) и в помещениях с низкой и средней коррозионной активностью.

Сечение кабелей напряжением 6(10) кВ определяется по экономической плотности тока и проверяется по допустимому току кабеля в нормальном и послеаварийном режимах работы с учетом условий его прокладки, потере напряжения в нормальном режиме.

Рассмотрим пример расчета линии ГПП-ТП2, питающей цех №5 «Станция нейтрализация».

Исходные данные:

Р_Р + ДР_Т = 34,8+ 1,76 = 36,6 кВт,Q_Р = 16,1 квар, S_Р =40 кВ•А, 70 м,

категория по надежности электроснабжения - II.

Расчетный ток в кабельной линии в нормальном режиме:

А,

где S_p,k - полная мощность, которая должна передаваться по кабельной линии в нормальном режиме (при питании двухтрансформаторной подстанции - расчетная нагрузка, приходящаяся на один трансформатор).

Сечение кабельной линии, определяемое по экономической плотности тока:

мм²,

где: =1,2 - экономическая плотность тока для кабеля с алюминиевыми жилами и =2 с медными жилами.

Принимаем 2 параллельных кабеля АПвБП 3 Ч 2,5 (всего от ГПП до ТП1 будут проложены четыре кабеля), с параметрами: r_УД = 0,320 Ом/км, r_УД = =0,099 Ом/км, допустимая токовая нагрузка I_ДОП =25 А.

Определяем допустимый ток кабеля с учетом условий его прокладки:

где: - поправочный коэффициент на число параллельно прокладываемых кабелей, - поправочный коэффициент на температуру среды прокладки кабеля, - число запараллеленых кабелей в кабельной линии.

Под послеаварийным режимом кабельной линии следует понимать режим, когда выходит из строя одна из двух кабельных линий, питающих потребители 1-й и 2-й категории, при этом нагрузка на линию удваивается.

Рассчитывается потеря напряжения в кабельной линии:

Что меньше допустимых 5%., следовательно, выбранный кабель удовлетворяет всем необходимым требованиям.

Расчеты остальных кабельных линий и расчет кабелей 0,4 кВ производим аналогично, результаты расчётов занесены в таблицу 9.

Таблица 9. Выбор кабелей

2.2 Расчет токов КЗ

Расчет токов короткого замыкания проводим аналогично, схема замещения представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема для расчета токов к.з. U_баз = 110 кВ

Определяем параметры схемы замещения при приближенном приведении в именованных единицах. Принимаем за базисное напряжение среднее номинальное напряжение 35кВ.

Сопротивление системы: Ом;

Сопротивление ВЛ - 35 кВ:;

Рассчитаем ток короткого замыкания в точке К₁.

i_УД = ?1,8?74,8 = 190,5 кА,

iat1 = ? IK1 ? е -t/Та, iat1 = 105,8? е -t/0,05

Токи короткого замыкания в точке К₂:

i_УД = ?1,8?9,86 = 25,1 кА,

iat1 = ? IK1 ? е -t/Та, iat1 = 13,9? е -t/0,05

Расчет токов КЗ производится для выбора высоковольтных и низковольтных аппаратов, шин, кабелей и другого электрооборудования системы электроснабжения промышленного предприятия. При этом считается достаточным рассмотреть ток трехфазного КЗ в характерных точках системы электроснабжения предприятия и определить периодическую составляющую этого тока для наиболее тяжелого режима работы сети.

Для практических расчетов токов КЗ следует исходить из следующих условий:

1 Все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки к.з. работают одновременно с номинальной нагрузкой.

2 Короткое замыкание наступает в такой момент времени, при котором ток к.з. будет иметь наибольшее значение.

3 Все синхронные машины имеют автоматическую регулировку напряжения и устройства форсировки возбуждения.

4 ЭДС всех источников совпадают по фазе.

5 Расчётные напряжения каждой ступени принимаются на 5% выше номинального напряжения сети.

6 На токи к.з. оказывают влияния синхронные двигатели, присоединённые к данной сети.

7 Трансформаторы работают раздельно.

Для расчёта токов к.з. на рисунке 3 приведена схема замещения электроснабжения предприятия с указанием точек к.з..

Произведем расчет токов к.з. в данных точках.

1) Рассчитаем ток трехфазного к.з. в точке К3 приведенные к ступени 35 кВ, этот ток необходим для расчета дифференциальной защиты трансформатора.

Ток трехфазного к.з. в точке К1и К2 были рассчитаны ранее в п. 4.1и равны:

Найдем ток в точке К3, при этом в качестве источника будем учитывать только энергосистему:

X_С = 2,07 Ом, X_Л = 1,68 Ом,

Рисунок 3 - Схема замещения для расчетов токов к.з.

2) Рассчитаем ток трехфазного к.з. в точке К3 при U_баз = 10,5 кВ, в этом случае учтем подпитку от СД при к.з..Схема для расчета тока к.з. в точке К3 представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схема замещения для точки К3

Рассчитаем параметры питающих элементов ГПП:

Ом,

Ом,

Сопротивления кабельных линий:

Сопротивления двигателей СД 7:

Ом - суммарное сопротивление всех двигателей; теперь найдем сопротивление двух параллельно включенных двигателей:

аналогично найдем сопротивление других двигателей.

Расчёт ЭДС системы:

кВ;

Расчёт ЭДС синхронных двигателей:

кВ.

Найдем ток в точке К3.

- составляющая тока к.з. от системы:

кА;

- составляющая тока к.з. от группы двигателей СД9:

кА;

- составляющая тока к.з. от группы двигателей СД11:

кА;

Суммарный ток в точке К3:

Результаты расчетов сведены в таблицу 10.

Таблица 10 - Расчет токов короткого замыкания

2.3 Выбор электрооборудования до и выше 1000 В

Выбираем коммутационную аппаратуру в начале отходящих линий от подстанции энергосистемы и на вводе ГПП, результаты сведём в таблицу 11.

Таблица 11 - Выбор коммутационных аппаратов линий 110 кВ

Здесь:

кА;

где с - собственное время отключения выключателя;

кА²·c;

где с - минимальное время действие релейной защиты,

с - собственное время отключения выключателя.

Так же необходимо выбрать ограничитель перенапряжений. Для варианта с питающим напряжением 35 кВ выбираем: ОПН - 35 УХЛ1.

Здесь будет произведен выбор следующего электрооборудования:

- коммутационной аппаратуры на стороне низкого напряжения ГПП;

- трансформатора тока и напряжения на стороне низкого напряжения ГПП.

Выбор коммутационной аппаратуры на сторону низкого напряжения ГПП.

На сторону низкого напряжения ГПП (вводные и секционный выключатели) выбираем комплектное распределительное устройство внутренней установки (КРУ) типа К - 98М с вакуумным выключателем типа

ВЭ/TEL - 6-20/1600 У2. При этом номинальные токи сборных шин и шкафов выбираем 1600 А. Этот выбор обусловлен током утяжеленного режима (питание предприятия через один трансформатор ГПП):

Выбор выключателей сведем в таблицу 12.

Таблица 12 - Выбор выключателей в РУ-10 кВ ГПП

Здесь:

кА;

кА²·c.

На отходящие от ГПП линии выбираем выключатели

ВЭ/TEL - 10-12,5/630 У3, которые отличаются от выбранных вводного и секционного лишь номинальным током 630 А. Самый большой ток утяжеленного режима на отходящей линии ГПП-ТП11:

А.

Выбор трансформатора тока и напряжения на сторону низкого напряжения ГПП.

Трансформаторы тока выбираются из следующих условий:

- По номинальному напряжению ;

- По номинальному току ;

- Электродинамическая стойкость;

- Термическая стойкость;

- Класс точности.

Трансформаторы тока нужно выбирать с двумя вторичными обмотками, одна из которых предназначается для включения электроизмерительных приборов, другая - для релейной защиты. Класс точности ТТ при включении в их цепи счетчиков должен быть не ниже 0,5S. Для питания измерительных приборов принимаем к установке трансформатор тока ТЛМ - 6

Трансформаторы напряжения выбираются по: