Материал: Расчет системы электроснабжения завода железнодорожного машиностроения

Преобразуем выражение:

где: - нормативный коэффициент экономической эффективности,0,12; - эксплуатационные и ремонтные издержки составляют 5,5%;

 - стоимость потерь электроэнергии, тыс.руб./год.

при питании напряжением 110кВ;

;

где:- стоимость одного кВт максимальных потерь мощности электроэнергии, руб./кВт*год;

 - основная ставка двухставочного тарифа, руб/кВт;

=60руб./кВт.*мес.=720руб./кВт.*год.;

 - дополнительная плата, за 1 кВт*ч; =0,89руб./кВт.*час.

- число часов включения, 8760ч,

- число часов использования максимума , 4700ч

- число часов использования максимума потерь, ч.

руб.год

 руб.год

ч

За основу принимаем стандартное сечение, выбранное по техническим условиям:; ,а так же дополнительно рассматриваем ближайшее большее стандартное сечение. После выбора сечения производится проверка по падению в конце линии.

Выбираю двухцепную ЛЭП на ЖБ опорах с проводами АС-70/11

;  

Технико-экономический расчет двухцепной ВЛ 110кВ

Таблица 11.

В результате ТЭР выбираю ЛЭП на ЖБ опорах с проводом АС 70/11.

Проверка падения напряжения в рабочем режиме:

 кВт

 кВт

 кВА

Рис.3

7. Расчет токов короткого замыкания

.1 Расчет трехфазных КЗ

При проектировании и эксплуатации электрических установок и систем для решения технологических вопросов требуется произвести расчет переходных процессов и в частности процессов при внезапном коротком замыкании. Рассмотрим режим трехфазного КЗ как наиболее тяжелый, с наибольшими токами. К числу задач для практического решения, которых производятся, такие расчеты относятся:

·   Составление, оценка и выбор схем электрических соединений, как отдельных установок, так и системы в целом. Выбор аппаратов и проводников и их проверка по условиям работы при коротких замыканиях.

·   Проектирование и установка устройств релейной защиты.

·   Определения условий несинхронного включения синхронных машин, и включения их методом самосинхронизации.

·   Конструктивные решения элементов распределительных устройств.

·   Выбор числа и мощности дугогасящих реакторов.

·   Проектирования и проверка защитного заземления.

Каждый из практических методов расчета электрических переходных процессов в частности процесса при КЗ основаны на некоторых допущениях.

Расчет проводим в режиме: когда питание ГПП осуществляется от РПС по ЛЭП 110кВ через ТРДН25000/110 при выключенном секционном выключателе. В качестве расчетных принимаем следующие точки КЗ:

К-1 для выбора оборудования на стороне 110кВ ГПП

К-2 для выбора оборудования на стороне 10кВ ГПП.

Для выбора и проверки электрооборудования необходимо определить:

1.  начальное значение периодической составляющей тока КЗ (сверхпереходный ток)

2.  значение ударного тока КЗ для проверки электрических аппаратов на электродинамическую стойкость

3.      действующее значение установившегося тока КЗ для проверки электрических аппаратов на термическую стойкость.

4.  мощность КЗ для проверки выключателей по отключающей способности.

7.2 Расчет параметров схемы замещения

Схема замещения для расчёта токов короткого замыкания.

Рис.4 Схема замещения.

Расчёт токов короткого замыкания в точках К-1, К-2 и К-3.

Определяем сопротивления элементов схемы замещения:

 Ом (исходные данные);

где (Ом/км), удельное сопротивление ЛЭП;

 , где

_н - номинальное линейное сопротивление трансформатора с высшей стороны (110 кВ);

 - номинальная мощность трансформатора в МВА,  = 25MВА;

где х₀ = 0,057 Ом/км, удельное сопротивление кабельной линии.

Определяем трёхфазные токи короткого замыкания в точках (К-1, К-2 и К-3) по формуле:

 , где

 - среднее напряжение ступени равное 115 кВ;

 - суммарное сопротивление до точки КЗ.

Определяем трёхфазный ток КЗ в точке К-1:

Определяем ток трёхфазного КЗ в точке К-2:

Приводим этот ток КЗ к напряжению 10,5кВ:

Определяем ток трёхфазного КЗ в точке К-3:

Приводим этот ток КЗ к напряжению 10 кВ:

Определяем ударные токи КЗ (амплитудное значение с учётом апериодической составляющей) в точках К-1, К-2, К-3:

 , где

- ударный коэффициент, зависящий от схемы сети, мощность системы и места КЗ,  = 1,7.

Ударный ток:

в точке К-1:

в точке К-2:

в точке К-3:

Значения токов КЗ и ударных токов сводим в таблицу 13.

Таблица 13.

8. Выбор оборудования ГПП

.1 Общие положения

Электрические аппараты, изоляторы и токоведущие устройства работают в условиях эксплуатации в трех режимах:

·   в режиме длительной нагрузки;

·        в режиме перегрузки;

·        в аварийном режиме короткого замыкания.

В длительном режиме надежная работа аппаратов обеспечивается правильным выбором их по номинальному напряжению и номинальному току.

В режимах перегрузки надежная работа аппаратов и других устройств обеспечивается ограничением величины и длительности повышения напряжения и тока в таких пределах, при которых еще гарантируется нормальная работа электрических устройств за счет запаса прочности. В режимах КЗ надежная работа аппаратов обеспечивается соответствующим выбором параметров устройств по термической и электродинамической стойкости.

Для выключателей, предохранителей нагрузки добавляется условия выбора их по отключающей способности.

Выбранные аппараты должны отвечать требованиям технико- экономической целесообразности. Основные условия выбора электрооборудования:

1.  По роду установки -наружная или внутренняя.

2.  По номинальному напряжению.

3.      По номинальному току.

4.  По электродинамической стойкости.

5.  По термической стойкости.

Где:

- предельный ток термической стойкости по каталогу,

 - длительность протекания тока термической стойкости,

 - расчетное время действия КЗ.

. По отключающей способности.

Фактическое время действия токов КЗ необходимое для проверки электрооборудования и сечения кабельных линий на термическую стойкость, определяется временем действия релейной защиты () собственным временем срабатывания выключателя () и временем дуги ()по формуле:

где

 = 0,5 с -выдержка времени защиты, расположенной ближе к источнику питания по сравнению с защитой, имеющей меньшую выдержку времени. Для цеховых ТП как для первого участка защищаемой сети защита имеет выдержку времени равную нулю. Время срабатывания выключателя 0,055с, время срабатывания токового реле 0,02с. Время горения дуги 0,002с, при расхождении контактов выключателя - будут составлять полное время отключения первогоучастка:

Время отключения вводного выключателя ГПП состоит из следующих составляющих:

Время отключения трансформатора ГПП со стороны 110кВ определяется следующим образом:

8.2 Выбор оборудования на напряжение 110 кВт

.2.1 Выключателей

Выбор выключателя Q2,Q5(Q1,Q4).

Выбор выключателя Q2,Q5(Q1,Q4) в цепи силового трансформатора Т1 мощностью 25 МВА с учётом 40 % перегрузки.

В нормальном рабочем режиме через выключатель протекает ток

Определяем расчётный ток утяжелённого режима:

Расчётным током КЗ является ток на шинах высшего напряжения в точке К-1.

Выключатели распределительных устройств напряжением 35 кВ и выше выбираются обычно однотипными для всех цепей данного распределительного устройства и проверяются по наиболее тяжёлым условиям КЗ. К установке принимаем выключатель маломасляный трёхполюсный типа ВМТ-110-20/1000 с собственным временем отключения t_св = 0,04 с. Привод к выключателю пружинный типа ППК-2300. Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ: