Проектирование системы электроснабжения промышленного предприятия

т- расчётная мощность трансформатора, кВА;Sр.з- полная расчётная мощность, кВА;nт = 2 - число трансформаторов на ТП, шт;Kз.т - коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме работы (Kз.т = 0,65 ÷ 0,7 при питании от ТП потребителей I и II категории, Kз.т = 0,75 ÷ 0,85 при питании от ТП потребителей II и III категории).ПринимаемKз.т = 0,4.3.При аварийных режимах допускается перегрузка трансформаторов на 40 % на время максимума общей суточной продолжительностью не более 6 ч в течение не более 5 суток. Из ряда стандартных мощностей трансформаторов выбираем двухобмоточный трансформатор типа ТДН-25000/110 номинальной мощностью .Т – Трёхфазный трансформатор;Д – Масляное охлаждение с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла;Н – Выполнение одной из обмоток с устройством РПН;25000 – Номинальная мощность трансформатора, кВА;110 - Класс напряжения обмотки ВН, кВ;Технические данные трансформатора приведены в таблице 4.3Таблица 4.3 – Характеристики трансформатора ТРДН-25000/110Тип трансформатораНапряжение обмоток, кВПотери мощности, кВтПределы регулированияВНННТРДН-25000/1102500011510.52112010,50,25±9x1,78%Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме:Коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме:Условие по перегрузочной способности для трансформатора в послеаварийном режиме выполняется, следовательно, трансформаторы подобраны правильно. При выборе типа трансформатора следует применять трансформаторы с регулировкой напряжения под нагрузкой (устройства РПН или АРПН)4.2. Расчет токов короткого замыканияРасчеты токов КЗ для выбора аппаратов и проводников, их проверки по термической и электродинамической стойкости при КЗ, для определения параметров срабатывания, проверки чувствительности и согласования действия устройств релейной защиты электроустановок 0,4-110 кВ производятся приближенным, так называемым практическим методом.Рисунок 4.5 – Расчётная схемаКроме того в сетях и электроустановках выше 1000 В не учитываем активные сопротивления элементов, если активное сопротивление ветви не превышает 30% её идуктивного сопротивления.Схема замещения (рисунок 6.2) представляет собой расчетную схему, в которой все электрические и магнитные связи представлены электрическими сопротивлениями.. Рисунок 4.6 – Схема замещенияРасчет производим в относительных единицах. В целях упрощения расчетов вместо действительных напряжений на отдельных ступенях трансформации принимаем средние номинальные напряжения.,.При определении параметров схемы замещения в относительных единицах задаемся базисной мощностью и вычисляем значения базисного тока и базисного сопротивления на отдельных ступенях трансформации:где - базисный ток на i-ой ступени, кА; - базисная мощность, МВА;Принимаем . - базисное напряжение на i-ой ступени, кВ.Рассчитываем сопротивления элементов схемы замещения в относительных единицах при базисной мощности .Сопротивление системы:где - мощность короткого замыкания, МВА; - номинальный ток отключения выключателя ВГТ-110II-40/2500 У1 на подстанции энергосистемы, кА;.Сопротивление воздушной линии:где - удельное реактивное сопротивление ВЛ, Ом; - длина ВЛ, км;Сопротивление трансформатора ГПП с расщепленной обмоткой НН:где - напряжение короткого замыкания трансформатора ГПП; - номинальная мощность трансформатора ГПП;KP - коэффициент расщепления.Сопротивление кабеля питающего КТП определяется по формуле: - длина КЛ питающей ТП 1, км;Сопротивление кабеля питающего КТП 1:Сопротивление асинхронного двигателя:где - сверхпереходное сопротивление двигателя по продольной оси, о.е; - номинальная мощность двигателя компрессорной;Сопротивление асинхронного двигателя компрессорной:Суммарная проводимость группы ассинхронных двигателей:ЭДС подпитки от группы синхронных двигателей определяется: (4.3) - ЭДС асинхронного двигателя, о.е;1) Расчёт тока короткого замыкания в точке К1.Для данной точки короткого замыкания можно не учитывать подпитку места короткого замыкания от электродвигателей, так как они значительно удалены от точки короткого замыкания. Тогда расчетная схема замещения для точки К1 будет иметь вид (рисунок 6.3):Рисунок 4.7 – Схема замещения для точки К1Результирующее сопротивление до точки К1 от энергосистемы будет равно:Периодическая составляющая ТКЗ в точке К1 будет равна: - ЭДС системы, о.е.Ударный ток короткого замыкания в точке К1 будет равен:где - ударный коэффициент.2) Расчёт тока короткого замыкания в точке К2.Для данной точки необходимо учитывать подпитку места короткого замыкания от всех синхронных электродвигателей, которые питаются от КРУ 10 кВ.Расчетная схема замещения для точки К2 будет иметь вид (рисунок 4.8):Рисунок 4.8Схема замещения для точки К2Результирующее сопротивление до точки К2 от энергосистемы будет равно:Периодическая составляющая ТКЗ в точке К2 от энергосистемы будет равна:Ток подпитки точки К2 от ассинхронных двигателей будет равен:Результирующее сопротивление до точки К2 от синхронных двигателей будет равно:Суммарный ток КЗ в точке К2 будет равен:Ударный ток короткого замыкания в точке К2 будет равен:3) Расчёт тока короткого замыкания в точке К3.Для данной точки необходимо учитывать подпитку места короткого замыкания от синхронных электродвигателей, которые питаются от КРУ 10 кВ.Расчетная схема замещения для точки К3 будет иметь вид (рисунок 4.9):Рисунок 4.9Схема замещения для точки К3Результирующее сопротивление до точки К3 от энергосистемы будет равно:Периодическая составляющая ТКЗ в точке К3 от энергосистемы будет равна:Результирующее сопротивление до точки К3 от ассинхронных двигателей будет равно:Ток подпитки точки К3 от синхронных двигателей бедет равен:Суммарный ток КЗ в точке К3 будет равен:Ударный ток короткого замыкания в точке К3 будет равен:где - ударный коэффициент.4) Расчёт тока короткого замыкания в точке К4.Для данной точки необходимо учитывать подпитку места короткого замыкания от всех синхронных электродвигателей, которые питаются от КРУ 10 кВ.Расчетная схема замещения для точки К4 будет иметь вид (рисунок 4.10):Рисунок 4.10Схема замещения для точки К4Результирующее сопротивление до точки К4 от энергосистемы будет равно:Периодическая составляющая ТКЗ в точке К4 от энергосистемы будет равна:Результирующее сопротивление до точки К4 от ассинхронных двигателей будет равно:Ток подпитки точки К4 от синхронных двигателей бедет равен:Суммарный ток КЗ в точке К4 будет равен:Ударный ток короткого замыкания в точке К4 будет равен:5) Расчёт тока короткого замыкания в точке К5.Результаты расчётов токов короткого замыкания приведены в таблице 4.3.Таблица 4.3 – Результаты расчёта токов короткого замыканияТочка короткого замыкания, кА, кА, кА,о.е., кАК19,654-9,6541,824,575К211,5283,69312,881,830,747К310,9543,75314,7071,428,119К411,1543,65414,8081,428,3194.3. Выбор оборудования РУ ГПП4.3.1 Выбор и проверка высоковольтных коммутационных аппаратовВыбор схемы ОРУ 110 кВ зависит от схемы питания ГПП от энергосистемы и мощности трансформаторов ГПП. Схема питания ГПП - радиальная.При небольшом количестве присоединений на стороне 35-220 кВ применяют упрощенные схемы с небольшим числом выключателей. В состав оборудования ОРУ входят: высоковольтные выключатели, разъединители, ограничители пренапряжения, трансформаторы тока и другие аппараты.Выбор высоковольтных выключателей производится по:1) Номинальному напряжению.Номинальное напряжение сети, в которой устанавливается выключатель:где – номинальное напряжение выключателя, В.2) Номинальному длительному току. Расчётный ток продолжительного режима цепи, в которой устанавливается выключатель:где – длительный номинальный ток выключателя А.3) Электродинамической стойкости.а) Предельному периодическому току КЗ.Начальный переодический сверхпереходный ток КЗ в выключателе определяется:где – предельный сквозной ток (действующее значение переодической состовляющей), допустимый для рассматриваемого выключателя, кА.б) Ударному току КЗ.Ударный ток КЗ в цепи, где устанавливается выключатель:где - номинальный ток электродинамической стойкости выключателя, кА.4) Отключающей способности.а) Номинальному периодическому току отключения.Симметричная (переодическая) составляющая тока КЗ, соответствующая расчётному времени отключения короткого замыкания:где - номинальный симметричный ток отключения выключателя, кА.б) Номинальному апериодическому току отключения.Апереодическая составляющая тока КЗ, соответствующая времени до момента расхождения дугогасительных контактов выключателя :где - номинальный апериодический ток отключения выключателя, кА;- номинальное относительное содержание апериодической составляющей тока отключения для времени , %.Действующее значение апериодической составляющей тока КЗ определяется: (4.4) - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с.5) Термической стойкости.Тепловой импульс тока КЗ, характеризующий количество теплоты, кА2с, выделяющейся в аппарате за время короткого замыкания:где - предельный ток термической стойкости, который данный аппарат может выдержать без повреждения в течении предельного времени термической стойкости , кА.Исходные данные для выбора оборудования ОРУ 110 кВ:Напряжение сети: Максимальный ток: на стороне ВН:где - допустимый коэффициент перегрузки трансформатора в аварийном или ремонтном режимах; - номинальная мощность трансформатора;Периодическая составляющая тока КЗ: (см.таблицу 4.7);Ударный ток КЗ: ;Время от начала короткого замыкания до его отключения на стороне 110 кВ равно: где - время действия основной релейной защиты на стороне 110 кВ ГПП;Для РУ 110 кВ ГПП- . - полное время отключения на головном выключателе ВГТ-110II-40/2500 У1 линии 110 кВ подстанции энергосистемы;Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ .Выбор оборудования ОРУ 110 кВ произведён в таблице 4.7Таблица 4.7 – Выбор оборудования ОРУ 110 кВНаименованиеи тип аппаратаУсловиевыбораРасчётныеданныеТехническиепараметрыПроверкаусловия12345Выключатель ВГТ-110Б-20/1000УХЛ1Q1,Q2(привод пневматический)Uс.ном