Материал: Система электроснабжения промышленного предприятия

t_r, t_{_}- низкая и низшая температуры, соответственно, ℃.

= 88 м

Третий критический пролет

В случае, когда в режиме максимальных внешних нагрузок равно допускаемому σ_r, а в режиме среднегодовой температуры - допускаемому σ_э.

 (3,13)

Исходным режимом при расчёте проводов линий на механическую прочность называется такой режим, при котором напряжение в проводе равно допускаемому, при этом в остальных режимах напряжение в проводе должно быть меньше допускаемого. Исходный режим зависит от соотношения между длинами трёх критических пролетов. При соотношении критических пролетов ;  исходным режимом является режим наибольшей внешней нагрузки с параметрами γ_r ,t_r, σ_r. Для этого режима полагаем σ_r = 10,5 кгс/мм².

Для дальнейших расчётов длину пролёта принимаем l = 200 м.

Напряжения в проводах ЛЭП

Определение напряжения в проводах при разных атмосферных условиях, при различных сочетаниях расчётных климатических условий.

1)  Температура t = t_нб, ветер и гололёд отсутствуют:

 (3,14)

=;

; ;  кгс/мм².

) Провод покрыт гололёдом, t = ℃, ветер отсутствует:

 (3,15)

2)  Низшая температура t = t_нм, ветер и гололёд отсутствуют:

 (3,16)

) Среднегодовая температура t = t_э, ветер и гололёд отсутствуют:

 (3,17)

) Наибольший нормативный скоростной напор ветра t = -5℃, гололёд отсутствует:

) Провода и тросы покрыты гололёдом, t = -5℃, скоростной напор ветра 0,25q_max. Этот режим является исходным, поэтому :

Стрелы провеса

Стрелы провеса для сочетаний всех климатических условий соответственно:

)        Температура t = t_нб, ветер и гололёд отсутствует:

 (3,18)

f₁=

2)      Провод покрыт гололёдом, t = -5℃, ветер отсутствует:

 (3,19)

f₂=

)        Низшая температура t = t_нм, ветер и гололёд отсутствуют:

 (3,20)

f₃=

4)      Среднегодовая температура t = t_э, ветер и гололёд отсутствуют:

 (3,21)

f₄=

5)      Наибольший нормативный скоростной напор ветра t= -5℃, гололёд отсутствует:

 (3,22)

f₅=

6)      Провода и тросы покрыты гололёдом, t= -5℃, скоростной напор ветра 0,25q_max:

 (3,23)

f₆=

Выбор изоляторов для ВЛ

Выбор изоляторов или изоляционных конструкций из стекла и фарфора должен производится по удельной эффективной длине пути утечки в зависимости от степени загрязнения в месте расположения электроустановки и её номинального напряжения.

Для данной работы выбираем подвесные, стеклянные тарельчатые изоляторы ПС - 70Е:

─       минимальная механическая разрушающая нагрузка - 70 кН;

─       диаметр изоляционной детали ;

─       строительная высота ;

─       длина пути утечки ;

─       выдерживаемое напряжения 50 Гц (в сухом состоянии) - 70 кВ;

─       выдерживаемое напряжения 50 Гц (под дождём) - 40 кВ;

─       масса - 3,4 кг.

Количество подвесных тарельчатых изоляторов в поддерживающих гирляндах:

 , где (4,1)

L_и - длина пути утечки одного изолятора по стандарту, техническим условиям на изолятор конкретного типа, см;

L - длина пути утечки изоляторов из стекла и фарфора:

- удельная эффективная длина пути утечки. Для линии 110 кВ принимаем = 1,6 см/кВ;

k - коэффициент использования длины пути утечки, принимаем k = 1.

m =

Длина гирлянды изоляторов:

Рисунок 1 - Опора 1П35 - 2Т - 3.5

Выбор опор ВЛ

При проектировании следует применять унифицированные опоры. На основе унификации для каждой опоры установлены области применения: напряжение линии, число цепей, район гололёдности, максимальный напор ветра, диапазоны марок проводов. По этим сведениям выбираем унифицированную двухцепную промежуточную стальную опору марки 1П35-2Т-3.5 (Рисунок 1). На ВЛ может применятся любое расположение проводов на опоре: горизонтальное; вертикальное; смешанное. Для данной работы принимаем смешанное расположение проводов. На ВЛ 35-330 кВ с подвесными изоляторами при негоризонтальном (смешанном или вертикальном) расположении проводов расстояние между проводами по условиям их работы в пролёте и наименьшее расстояние между фазами на опоре при грозовом перенапряжении регламентирует ПУЭ.

Высота нижней траверсы с учётом максимальной стрелы провеса и длины гирлянды изоляторов:

, где (5,1)

 - наименьшее расстояние от проводов ВЛ до поверхности земли в ненаселённой местности.

Н_Т = 6 + 2,9 + 0,25 = 9,15 м.

Выбор схемы ГПП и конструкции РУ ВН

Схему ГПП выбирают с учетом установленной мощности потребителей электроэнергии и категории их надёжности, характера электрических нагрузок и размещения их на генеральном плане предприятия, а также производственных, архитектурно - строительных и эксплуатационных требований.

В общем случае схема ГПП включает в себя один или несколько понизительных трансформаторов и РУ высшего, среднего или низшего напряжений.

Для РУ 6, 10 и 35 кВ широко используют схему с одной секционированной системой шин. Число секций зависит от числа подключений и принятой схемы внутризаводского распределения электроэнергии. В большинстве случаев число секций не превышает двух. Каждая секция работает раздельно и получает питание от отдельной линии или трансформатора. В нормальном режиме работы секционный аппарат (разъединитель или выключатель) отключен.

Применение секционного выключателя обеспечивает автоматическое включение резерва (АВР), что позволяет использовать такую схему для потребителей любой категории по надёжности.

Для данного предприятия выбираем схему ГПП без сборных шин на высшем напряжении как наиболее простую и экономичную.

Для РУ 10 кВ принимаем схему с одной секционированной системой шин с двумя секциями. Каждая секция работает раздельно и получает питание от отдельного трансформатора. В нормальном режиме секционный выключатель отключен.

Трансформаторы размещаем, открыто, все остальное оборудование размещаем в закрытом помещении.

Рисунок 2 - Схема ГПП однолинейная

Расчёт токов КЗ и выбор коммутационно-защитной аппаратуры в сети ВН

Расчёт токов КЗ

Расчет токов КЗ в установках напряжением выше 1 кВ имеет ряд особенностей по сравнению с расчетом токов КЗ в установках напряжением до 1 кВ. Эти особенности заключаются в следующем активные сопротивления элементов системы электроснабжения при определении токов КЗ не учитывают, если выполняется условие: , где  - суммарные реактивные и активные сопротивления элементов системы электроснабжения до точки КЗ.

Расчет токов КЗ выполняют в именованных или относительных единицах: будем вести в относительных единицах.

При расчетах в относительных единицах все величины сравнивают с базисными, в качестве которых принимают базисную мощность Sб и базисное напряжение Uб. За базисную мощность принимают мощность одного трансформатора ГПП или условную единицу мощности, например, 10, 100 или 1000 МВА.

В качестве базисного напряжения принимают среднее напряжение той ступени, на которой имеет место КЗ (Uср=0,133; 0,23; 0,4; 0,525; 0,69; 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515 кВ).

Задаемся базисной мощностью S_б =10 МВА

Расчет сопротивлений элементов схемы замещения:

Сопротивление воздушной линии :

где Х₀ - индуктивное сопротивление одного километра воздушной линии, Ом/км;

l - длина воздушной линии, км;

S_б - базисная мощность, МВА;

U_б - базисное напряжение, кВ.

Активное сопротивление воздушной линии :

Сопротивление трансформатора находится по формуле:

где S_ном - номинальная мощность трансформатора, МВА;

U_кз - напряжение короткого замыкания, %

Определяем токи короткого замыкания в точке К1:

где I_бк1 - базисный ток точки К₁ , кА;

- сопротивление в точке К₁ .

Определяем ударные токи в точке К1:

линия электропередача электроснабжение трансформатор

Определяем мощность короткого замыкания в точке К1:

Определяем токи короткого замыкания, ударные токи и мощность короткого замыкания в точке К2, аналогично точке К1:

Выбор коммутационно-защитной аппаратуры

1. Номинальное напряжение разъединителя должно соответствовать номинальному напряжению высоковольтной сети.

.Наибольший длительный ток нагрузки потребителя не должен превышать номинальное значение длительного тока разъединителя.

. Ударный ток КЗ в месте установки разъединителя не должен превышать допустимую амплитуду ударного тока КЗ разъединителя.