Электроснабжение предприятия

Для магистральной линии предприятия, учитывая малое количество суммируемых нагрузок (как правило, две) и общность технологического процесса предприятия, этот коэффициент принимается равным 0,9 при групповом коэффициенте спроса до 0,3; 0,95 - при групповом коэффициенте спроса до 0,5; 1,0 - при групповом коэффициенте спроса более 0,5.Таблица 7.1 – Выбор кабелей на линии распределения № ЛинииЧисло параллеьный цепей влинии, АFэ, мм2Принятое сечениеКабель, типДопустимый ток, Аk2kсрРасчетный ток в нормальном режиме, АРасчетный ток в послеаварийном режиме, АЛинии к ТП 6 кВЛ12620,63272,1355,49703 АПвПу-1*70/1624011,1791,15182,30Л22397,53265,9950,76503 АПвПу-1*50/1617511,1783,39166,78Л32624,99272,2555,58703 АПвПу-1*70/162400,931,1791,30182,60Л41955,12253,8241,40503 АПвПу-1*50/161750,931,1768,00136,00Л51425,25239,2330,18503 АПвПу-1*50/161750,931,1749,5799,148. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯОсновной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение коротких замыканий (КЗ) в сети.Для снижения ущерба, обусловленного выходам из строя электрооборудования при протекании КЗ, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения, необходимо правильно определить токи КЗ и после чего выбрать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ. При возникновении КЗ имеет место увеличение токов в фазах системы по сравнению с их значениями в нормальном режиме работы.По расчётной схеме составлена схема замещения (рис. 8.1), в которой трансформаторные связи заменяют электрическими. Элементы системы электроснабжения, связывающие источники электроэнергии с местом КЗ, вводят в схему замещения сопротивлениями, а источники энергии - сопротивлениями и ЭДС. Сопротивления и ЭДС схемы замещения должны быть приведены к одной ступени напряжения. Рисунок 8.1 – Схема замещения для расчётов токов КЗ.Питающая линия: L = 10 км; провод АС-150; для одной цепи (из предыдущих расчётов)Базисные условия:Базисные токи определяются из выражений:Сопротивление системы, приведенное к базисным условиям:Расчёт производится в относительных единицах.Сопротивления воздушной линии, приведенные к базисным условиямРасчёт ТКЗ в точке К-1Полное сопротивление до точки К1:Начальное значение периодической составляющей тока в точке К1:Постоянная времени определяется из выражения:где Отношение Ударный коэффициент можно определить в зависимости от по кривым или вычислить по формуле:Тогда значение ударного тока короткого замыкания:Расчёт ТКЗ в точке К-2Точка К2 расположена за трансформатором 110/6 кВ на шинах низкого напряжения. Индуктивное сопротивление трансформатора с расщепленной обмоткой:Активное сопротивление (в Ом) трансформатора с расщепленной обмоткой для обмотки ВН и НН соответственно: Активное сопротивление (в о.е.) двух обмоток (ВН и НН) трансформатора с расщепленной обмоткойПолное сопротивление до точки К2:Начальное значение периодической составляющей тока от системы в точке К2:Отношение что больше чем 5. Поэтому ударный коэффициент можно определить по формуле:где постоянная времени:Тогда значение ударного тока короткого замыкания от системы:Сопротивление кабельной линии от ТП до ГПП: где n – число нитей в линии.Полное сопротивление до шин ГПП:Расчёт ТКЗ в точке К3Сопротивление кабельной линии от шин ГПП до РП1:Суммарное сопротивление:Ток подпитки от системы :Эквивалентное индуктивное сопротивление системы:Эквивалентное активное сопротивление системы и цеха:Эквивалентная постоянная времени:Эквивалентный ударный коэффициент:Ток ударный эквивалентный:Суммарный ток подпитки точки К3:Суммарный ток ударный точки К3:Результаты расчёта токов короткого замыкания сведены в таблицу 8.1.Таблица 8.1 – Результаты расчёта токов короткого замыканияТочка КЗ      К-1 10,37- 0,0106 1,382 18,7 К-218,73  8,950,039  1,868 48,7К-313,77 3,4 0,140 1,931 38,03 9. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВВыбор выключателей 110 кВС учетом условий выбора и проверки на высокой стороне трансформаторов ГПП выбираются элегазовые выключатели для эксплуатации в условиях умеренного климата при размещении на открытом воздухе типа ВЭБ-110-40/2500 УХЛ1.Выключатель имеет до шести встроенных трансформаторов тока ТВГ - 110 на фазу, из которых до 4 предназначаются для цепей релейной защиты.Для трансформатора с расщеплённой обмоткой мощностью 10000 напряжением 110/6 кВ номинальный ток на высокой стороне:Расчётный ток: Расчётная точка короткого замыкания К-1.Тепловой импульс короткого замыкания:Таблица 9.1 – Выбор выключателей питающих линийУсловие выбора Расчётные данные Каталожные данные                  Выбор разъединителей 110 кВВ проекте выбираются разъединители на напряжение 110 кВ, установленные в ячейках высоковольтных выключателей на высокой стороне трансформатора ГПП.Расчётная точка короткого замыкания - К-1.Условия выбора и выбор разъединителя типа РНДЗ-110/1000 У1 (рис.20) приведены в таблице9.2.Таблица 9.2 – Выбор разъединителей системы питания Условие выбораРасчетные данныеКаталожные данные           Выбор выключателей (ячеек) 6 кВВо вводных и секционных ячейках 6 кВ выбраны вакуумные выключатели типа ВВУ-СЭЩ-10-Э3- 31,5(40)/2000, а в ячейках отходящих линий - вакуумные выключатели типа ВВУ-СЭЩ-10-Э3- 10(20)/1000(Их данные приведены в таблице9.3.Таблица 9.3– Основные параметры выключателей РУ НН ППЭТип выключателякВАкА,спикпериодичес.пикпериодичес.ВВУ-СЭЩ-10-31,5..40/2500101600315031,540,08010031,5408010031,54040/30,03ВВУ-СЭЩ -1020...31,5/1000, 160010100016002031,550792031,550792031,520/30,03Выбор высоковольтных выключателей производится:по напряжению электроустановкигде - номинальное напряжение аппарата; - номинальное напряжение электроустановки, в которой используется аппарат.по длительному токугде - номинальный ток выключателя, кА; - наибольший ток утяжеленного режима кА.Для вводных выключателей наибольшим током утяжеленного режима является номинальный ток трансформатора с учётом возможной 1,4-кратной перегрузки, а для секционных выключателей - длительный рабочий ток самого мощного трансформатора.Номинальный ток трансформатора мощностью 10000 Расчётный ток:Для выключателей отходящих линий (для самой загруженной линии Л-РП1):по электродинамической стойкости при токах короткого замыканиягде действующее значение периодической составляющей начального тока короткого замыкания, кА;действующее значение периодической составляющей и амплитудное значение полного тока по электродинамической стойкости выключателя соответственно, кА;ударный ток короткого замыкания, кА.Расчётная точка короткого замыкания - К2 (секция 3-4).Для вводных и межсекционных выключателей:Для выключателей отходящих линий:Выключатель, выбранный по номинальному напряжению, номинальному току и электродинамической стойкости, должен быть проверен по отключающей способности на возможность отключения симметричного тока:где - периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент расхождения контактов выключателя, кА. - номинальный ток отключения выключателя, кА.Для вводных и межсекционных выключателей:Для выключателей отходящих линий:На отключение полного тока короткого замыкания с учётом апериодической составляющей выключатель проверяется по выражению:где - апериодическая составляющая тока в момент расхождения контактов, кА , - нормированное процентное содержание апериодической составляющей тока короткого замыкания, определяемое по графикам (рис.3. [30]) зависимости от, %. Расчётное время отключения выключателя т определяется в соответствии с выражением:- минимальное время срабатывания релейной защиты, принимаемое равным 0,01с, - собственное время отключения выключателя, для выключателей ВВУ-СЭЩ-10 равное 0,03 с.Для вводных и межсекционных выключателей:Условие проверки выполняется.Для выключателей отходящих линий:Выбор трансформаторов тока н напряжения, измерительных приборовДля контроля над режимом работы электроприемников, а также для производства денежных расчётов с энергоснабжающей организацией на подстанциях применяются контрольно-измерительные приборы, присоединяемые к цепям высокого напряжения через измерительные трансформаторы тока и напряжения.Для ввода 6 кВ в КРУ типа КРУ СЭЩ-61М (К-61М) используется трансформатор тока с литой изоляцией для умеренного климата для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией марки ТШЛ-СЭЩ-10- 2000/5-У3 (таблице9.14).В ячейках отходящих линий устанавливается трансформатор тока марки ТОЛ-СЭЩ-10-200/5-У3.Таблица 9.4 – Номинальные параметры трансформатора тока в ячейке К-61М выключателя ввода 6 кВ ГППТип трансформатора тока кВААКласс точности  ОмкА , ТШЛ-10-У2  103000 5 0,5 0,4581 По номинальному напряжению:По номинальному току:По термической стойкости:По динамической стойкости:По классу точности: Таблица 9.5 – Приборы в цепи трансформатора тока вводной ячейки ГППНаименование Тип  Кол-воМощность фаз, Вт A B C Амперметр  Э377 1 0,1- 0,1  Многофункциональный счетчик активной и реактивной энергииЕвроАльфа 1  2 - 2ИТОГО   2,1  2,1 Для того чтобы погрешность трансформатора тока не превышала допустимую для выбранного класса точности, должно выполняться условие:Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому принимаем:Сопротивление приборов рассчитывается по формуле:где - суммарная мощность, потребляемая электроприборами.При данном подключении приборов:Сопротивление контактов , принимается равным 0,06 Ом, так как количество приборов равно двум. Сопротивление проводов рассчитывается по их сечению и длине.Расчетная длина провода при включении трансформатора тока в неполную звезду:, где l - расстояние от трансформатора до приборов.При установке приборов в шкафах КРУ принимаем длину тогда:Выбираем контрольный кабель с алюминиевыми жилами сечением 2,5 мм9.Вторичная нагрузка трансформатора тока:В данном случае выбранный трансформатор тока удовлетворяет условию проверки на допустимую нагрузку вторичной цепи:На стороне 6 кВпринимается к установке трансформатор тока в фарфоровом кожухе малогабаритный ТФМ-110-II-У1 Таблица 9.6 – Выбор трансформатора тока на 110 кВ Условия выбораКаталожные данные аппарата Расчетные параметры цепи      Таблица 9.7 – Основные параметры трансформаторов ГППТип трансформатора ГППВВКласс точностиНАМИТ-10-2УХЛ2100001000,5200Таблица 9.8 – Приборы в цепи трансформатора напряжения секции шин ГППНаименованиеТипКол-во, шт.Мощность Число катушек, штПолная мощность,ВольтметрЭ3501313 Многофункциональный счетчик активной и реактивной энергииЕвроАЛЬФА104240В выбранном классе точности номинальная мощность вторичной цепи равна S2HOM =200 ВА. Расчётная мощность, согласно таблице 30, принимает значение S2P = 43 ВА.Так как выполняется условие, S2HOM >S2P, 200 ВА > 43 ВА, то работа трансформатора в заданном классе точности обеспечивается.На стороне 110кВ ГПП выбираются масляные каскадные однофазные трансформаторы напряжения НКФ-110-83У1 и принимаются к установке.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ рамках данного курсового проекта была разработана заводская система электроснабжения, эффективная с точки зрения качества и надежности электроэнергии. Подобрано соответствующее современное оборудование и элементы системы электроснабжения.На основе расчетов токов короткого замыкания выбрано основное оборудование подстанции: выключатели, автоматические выключатели, трансформаторы тока и напряжения. Данное оборудование соответствует всем техническим параметрам и условиям выбора. Выбор современного оборудования может повысить надежность вашей подстанции. Таким образом, проект подстанции местного этапа был реализован в соответствии с требованиями технического задания.Электростанция питается от двух линий электропередачи напряжением 110 кВ от подстанции электросистемы, снабженных проводами класса АС-150 на двухниточных железобетонных опорах.Подстанция расположена с минимальным смещением от центра электрической нагрузки, как это определено расчетами (ГПП).ГПЗ оснащен двумя трансформаторами типа ТДН-10000/110.РУ-6 кВ ГПП на троллейбусе из ячеек КРУ класса К-25.Большинство цеховых подстанций имеют два трансформатора. Некоторые рабочие места оборудованы розетками, которые получают электроэнергию от близлежащей подстанции. Многие моторные мастерские работают на РПСПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫГерасимов В.Г. и др. Электротехнический справочник. В 4 томах. Том 2. Электротехнические изделия и устройства Под общ. ред. ГерасимоваВ. Г. ,ДьяковаА. Ф., Ильинского Н. Ф., ЛабунцоваВ. А., Морозкина В. П., ПоповаА. И., Строева В. А. — 9-е изд., стереотипное. — Москва, МЭИ, 2003. — 518 стр.Коломиец Н. В. Электрическая часть электростанций и подстанций: учебное пособие / Н. В. Коломиец Н. Р. Пономарчук, В.В. Шестакова–Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. – 143 сНеклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Учебник для вузов.- 2-е изд., перераб. и доп.-М.: BHV, 2013.- 640 с.; ил.Справочник по проектированию электрических сетей под редакцией Д.Л. Файбисовича, М.: Изд-во НЦ ЭНАС, издание 4-е, переработанное и дополненное. 2012Производство электроэнергиии. Учебное пособие. С.С. Петрова, О.А. Васильева. 2012Грунин, В. К. Основы электроснабжения объектов. Проектирование систем электроснабжения: конспект лекций / В. К. Грунин. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2007. - 68 с.Рожковa Л.Д. Элeктрооборудовaниeстaнций и подстaнций: учeб. / Л.Д. Рожковa, В.С. Козулин - М.: Энeргоaтомиздaт, 2006. - 648с.ГОСТ 14209-97. Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов.Правила устройства электроустановок (ПУЭ), седьмое издание. – М: Минэнерго России, 2003. СО 153-34.20.1202003.Справочник по проектированию электроснабжения/Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. Третье изд., перераб. и доп – СПб.: БХВ-Петербург, 2004.