Материал: Расчет системы электроснабжения завода железнодорожного машиностроения

3.5 Выбор типа трансформаторов и КТП

Для трансформаторов одной мощности выбираем одинаковый тип трансформаторов для облегчения складирования резервных трансформаторов.

КТП с трансформаторами мощностью 1000кВА, 1600кВА, 630 кВА по конструкции и типам коммутационных аппаратов мало отличаются друг от друга, по этому принимаем один тип КТП для всех подстанций, с учетом разного количества отходящих присоединений. План завода представлен на рисунке 1.

Рис.1.

3.6 Определение потерь мощности и электроэнергии в цеховых трансформаторах

Потери активной  и реактивной  мощностей трансформаторов определяются по формулам:

;

Где: - ток холостого хода трансформатора;

- напряжение короткого замыкания;

- потери активной мощности при холостом ходе;

- потери в меди трансформатора.

Полные потери рассчитываются по формуле:

Потери электроэнергии составляют:

где

Т=8760 часов в год.

Т_м=4700часов (цех работает в три смены)  - время максимальных потерь

Результаты расчетов по другим цехам сводим в таблицу 8:

Потери мощности и энергии в цеховых трансформаторах.

Таблица 8.

4. Выбор схемы внутризаводского электроснабжения

Схемы электроснабжения, обеспечивающие питание предприятия на его территории, в виду большой разветвленности, большого количества аппаратов должны обладать в значительно большей степени, чем схемы внешнего электроснабжения, дешевизной и надежностью одновременно.

Схемы внутризаводского электроснабжения бывают радиальными, магистральными и смешанными.

При выборе схемы распределения электроэнергии на промышленном предприятии рассмотрим экономические и технические вопросы, в которых учтем капитальные вложения, потери электроэнергии и расхода проводников при разных вариантах.

Электроснабжение КТП осуществляется по кабельным линиям (КЛ).

Рассмотрим два варианта схемы электроснабжения завода.

Рис.2

5. Выбор параметров схемы сети

.1 Выбор сечения кабельных линий

Сечение жил кабелей выбирается по техническим и экономическим условиям.

К техническим условиям относятся:

·        выбор сечения, по нагреву максимальными рабочими токами;

·        механической прочности;

·        нагреву от кратковременных токов КЗ;

·        потере напряжения в нормальном и послеаварийном режимах.

Экономические условия выбора заключаются в определении сечения линии приведенные годовые затраты которой будут минимальными. Выбор сечения по нагреву осуществляется по расчетному току. Для параллельно работающих линий в качестве расчетного тока принимается ток послеаварийного режима. По справочным данным в зависимости от расчетного тока определяют ближайшее стандартное сечение. Это сечение приводят для конкретных условий прокладки кабеля, если условия прокладки отличается от приведенных, то длительно допустимая токовая нагрузка определяется по формуле:

где:  - длительно допустимый ток одиночного кабеля;

- коэффициент, учитывающий температуру среды, отличную от расчетной;

 - коэффициент снижения токовой нагрузки;

- коэффициент повышения допустимого тока при недогруженности отдельных кабелей в группе.

где: n1 число недогруженныхкабелей;

n - общее число кабелей в группе.

При выборе сечения кабелей учитывают допустимые кратковременные перегрузки. Для жил кабелей самое малое стандартное сечение обеспечивает отсутствие коронирования.

Выбор сечения кабеля по механической прочности также не производиться, так как минимальное стандартное сечение кабеля удовлетворяет этому условию.

Воздействие тока КЗ учитывают только при выборе сечения кабельных линий защищаемых релейной защитой. Кабели, защищаемые плавкими предохранителями на термическую стойкость токам КЗ, не проверяют, так как время срабатывания предохранителя мало. Проверку на термическую стойкость токам КЗ проведем после расчетов токов КЗ.

.2 Расчет сечения кабельных линий

ПУЭ рекомендуют для определения расчетного экономического сечения метод экономической плотности тока.

где  - экономическое сечение провода, мм²;

 - максимальный расчетный ток в линии при номинальном режиме работы, А.

Для трехфазной сети:

 - экономическая плотность тока, А/мм²; принимается на основании опыта эксплуатации.

Полученное расчетное экономическое сечение приводят к ближайшему стандартному значению.

Необходимо произвести проверку КЛ по падению напряжения:

Результаты расчетов занесены в таблицу 9.

Таблица 9.

6. Разработка схемы внешнего электроснабжения (ВЭС)

.1 Общие положения

Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения является важной задачей при построении оптимальной системы электроснабжения предприятия.

При выборе напряжения питания завода необходимо учитывать следующие факторы:

·   напряжение 35кВ экономически оправдано при передаваемой мощности не более 10МВА;

·        напряжение 110кВ экономически оправдано при передаваемой мощности от 10МВА до 150МВА.

Находим величину рационального напряженияпо формуле Илларионова:

где:  -расстояние от завода до РПС;

- передаваемая активная мощность завода.

Питание завода осуществляется от РПС 220/110/10кВ, находящийся в 6 км от завода.

Исходя из этого, определяем: =83,63кВ.

Полученное напряжение округляем до ближайшего большего стандартного напряжения. Принимаем=110кВ.

6.2 Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП

На проектируемом предприятии в основном преобладают электроприемники второй категории по степени надежности электроснабжения, наряду с которыми имеются также электроприемники первой и третьей категории. Поэтому для внешнего электроснабжения необходимо применять два независимых источника.

Принимаю двухцепную ЛЭП от РПС два трансформатора U_ном.=110кВ.

Трансформаторы и токопровод подключаются к секционированным шинам для взаимного резервирования и уменьшения токов КЗ.

При выборе мощности трансформаторов ГПП необходимо учитывать следующие факторы:

·  Величину нагрузки.

·        Продолжительность использования максимума нагрузки.

·        Годовое число часов работы предприятия.

·        Перспективу роста нагрузки.

· Форму графика нагрузки.

Согласно СН-174-75 выбор мощности трансформаторов ГПП следует производить таким образом, чтобы при выходе из строя одного трансформатора оставшийся в работе трансформатор обеспечил работу предприятия на время замены вышедшего из строя с учетом возможного ограничения нагрузки (отключения электроприемников 3-й категории), без ущерба основной деятельности предприятия. При этом допускается 40 % перегрузка оставшегося в работе трансформатора на время максимума нагрузки общей продолжительностью не более 6-и часов в сутки в течение 5-ти суток подряд. При коэффициенте его загрузки в режиме, предшествующем аварийному, не более 0,7. Номинальная мощность трансформатора определяется по формуле:

где: N=2,так как на предприятии преобладают электроприемники 2-й категории по надежности электроснабжения, то на ГПП предусматриваем установку 2-х трансформаторов.

- номинальный коэффициент загрузки трансформаторов, равный 0,7 для указанной категории ЭП.

Двухцепная ЛЭП от РПС два трансформаторакВ.

 кВА

 кВА

Принимаю к установке два трансформатора ТРДН-25000/110 с параметрами:

 кВ;                                         кВ;

 %                                                %

 кВт                                             кВт

Данные возьмем из таблицы №8.

Параметры и потери трансформаторов ГПП.

Таблица 10.

6.З Выбор воздушных линий по технико-экономическим параметрам

Целью технико-экономического расчета является определение оптимального варианта сечений проводов линий. Необходимо, что бы сечение провода было не менее 70мм², так как линия 110кВ. Критерием экономичности является минимум приведенных затрат тыс.руб./год.: