Характеристика предприятия и его электроприемников

ΔР_Тгпп – потери мощности в трансформаторах ГПП.

,       (1.37)

 кВт. 

 квар.

Находим необходимую мощность компенсирующих устройств (КУ) в целом  для  завода:

  (1.38)

 (1.39)

где      Q_р - расчетная мощность завода,

ΔQ_Тгпп – потери мощности в трансформаторах ГПП.

 квар;

 квар.

Найденную величину компенсирующих устройств  необходимо распределить на напряжении 0,4 кВ.

Компенсирующие устройства размещают  на стороне низшего напряжения цеховых  подстанций пропорционально расчетным реактивным нагрузкам:

,  (1.40)

где Q – мощность компенсирующих устройств в целом для предприятия, квар;

Q_Рi – расчетная реактивная мощность i подстанции;

∑Q – суммарная реактивная мощность для предприятия, квар;

Для трансформаторной подстанции №1:

квар.

Принимаем к установке комплектные конденсаторы 2×УКМ-0,4-536 из стандартного ряда, для данной подстанции: Q_бк1 = 8×67 = 536 квар.

После того, как рассчитали и выбрали конденсаторные установки, необходимо уточнить количество и мощность трансформаторов для каждого  цеха, для чего вновь определяется полная расчётная мощность цеха и  коэффициент загрузки трансформаторов в нём:

                                                                                      (1.42)

Результаты расчета сводим в  таблицу 1.8.

Таблица 1.8 - Расчёт компенсирующих устройств

Для трансформаторных подстанций выбираем трансформаторы типа ТМ (трехфазные масляные) по справочной литературе [1]. Технические данные трансформаторов заносим в таблицу 1.9

Таблица 1.9 – Выбор трансформаторов подстанций

Номер подстанции	Марка трансформатора	Номинальная мощность Sном, кВ∙А	Номинальное напряжение обмоток, кВ		Потери, кВт		UКЗ, %	IХХ,%
			ВН	НН	∆РХХ	∆РКЗ
ТП1, ТП3	ТМ-2500/10	400	10,5	0,4	3,85	23,5	5,5	1
ТП4,ТП8,ТП6	ТМ-630/10	630	10,5	0,4	1,7	8,5	5,5	2
ТП2,ТП5,ТП7,ТП10,ТП11	ТМ-1000/10	1000	10,5	0,4	2,45	11	5,5	1,4
ТП9	ТМ-1600/10	1600	10,5	0,4	3,3	16,5	5,5	1,3

1.6. Выбор мощности трансформаторов  ГПП

Для надежного электроснабжения предприятия, нагрузки которого представлены всеми тремя категориями, выбираем два трансформатора.

Выбор мощности трансформаторов  ГПП производится на основании расчетной  нагрузки предприятия S. Если на ГПП устанавливается два трансформатора, то расчетная мощность каждого из них определяется по условию:

 (1.43)

где 0,7- коэффициент загрузки трансформатора.

 кВА.

По расчетной мощности из ряда номинальных  мощностей выбираем ближайшее стандартное  значение мощности трансформатора 16000 кВА.

Проверяем на допустимую перегрузку в послеаварийном режиме при отключении одного из трансформаторов с учетом ограничения потребителей III категории:

                                                                                                     (1.44)

где    - расчетная нагрузка потребителей III категории, кВ∙А;

1,3 - коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме.

кВ·А  условие выполняется. 

Таблица 1.10 - Характеристика трансформатора ТДН

Тип трансформатора	МВА	Номинальное напряжение, кВ		Потери, кВт		Uкз, %	1хх, %
		UBH	uhh	∆PКЗ	∆РXX	ВН
ТДН-16000/110	16	115	11	85	18	10,5	0,7

1.7 Выбор схемы электроснабжения  предприятия

Выбор и построение схемы электроснабжения предприятия зависит от ряда факторов: расчетной нагрузки, требуемой степени  надежности электроснабжения, месторасположение  подстанции, особенностью окружающей среды, в которой должно работать электрооборудование.

Завод ДВС является энергоёмким предприятием, для которого возникает необходимость сооружения главной понизительной подстанции.

Так как, на заводе присутствуют электроприемники I и II категории, то ГПП запитываем по двухцепной линии электропередачи напряжением 110 кВ. ГПП присоединяется к питающей линии по радиальной схеме через разъединитель и выключатель. Для обеспечения требуемой степени надежности на стороне 10 кВ ГПП применяем две рабочие секционированные системы сборных шин с секционным выключателем.

Система электроснабжения внутри завода выполняется кабельными линиями, проложенными в траншеях по радиальной схеме. Двухтрансформаторные подстанции питаются двумя кабельными линиями, подключенными к разным секциям ГПП.

1.8 Расчет токов короткого замыкания

 

Расчет токов короткого замыкания необходим для выбора и проверки защитно-коммутационных аппаратов по отключающей способности, на динамическую и термическую стойкость,  на стойкость к токам короткого замыкания кабельных линии и измерительных трансформаторов, для расчета токов срабатывания и коэффициентов чувствительности устройств релейной зашиты.

При расчете токов короткого  замыкания на напряжении выше 1000 В принимаем следующие расчетные условия: все источники, участвующие в подпитке места короткого замыкания работают одновременно и с номинальной нагрузкой; все синхронные машины снабжены АРВ и форсировкой возбуждения; при расчете токов короткого замыкания учитывается влияние синхронных электродвигателей, если они не отделены двумя и более трансформациями; в расчетной схеме точки КЗ выбираются такими, в которых токи КЗ будут иметь максимальное значение.

При расчете токов короткого  замыкания составляем расчетную  схему, в которую вводим все участвующие  в питании короткого замыкания  источники тока (генераторы,  синхронные электродвигатели) и все элементы (трансформаторы, воздушные и кабельные  линии) их связей с местом короткого  замыкания и между собой.  Расчет токов короткого замыкания выполняем  в относительных единицах.

Расчет токов трехфазного короткого  замыкания  производим для следующих  характерных точек:

а) на вводах обмотки высшего напряжения трансформатора ГПП - точка К1;

б) на стороне низшего  напряжения ГПП за выключателем пассивного элемента- точка К2;

в) на вводе цехового трансформатора, от которого питается расчетный цех - точка К3 (расчет приведен в пункте 2.11.2);

Данные для расчета токов  короткого замыкания: S_К.З = 1500 MB·A,  l_wl = 22 км.

На вводах трансформатора ГПП со стороны питания (точка К1), на стороне низшего напряжения ГПП за выключателем пассивного элемента (точка К2) рисунок 1.1 и рисунок 1.2.

Выбираем базисные величины: = 1000 MB·А, кВ, кВ, =1.

Определяем базисный ток:

,                                                                                (1.45)

 кА

                                                             (1.46)

   

        

 

Определяем сопротивления элементов  схемы замещения в относительных  единицах:

- относительное сопротивление системы                               

                                                                                             (1.47)

- относительное сопротивление линии электропередачи

                                                              (1.48)

где    X_0wl — удельное индуктивное сопротивление воздушной линии, Ом/км;

l_wl — длина линии, км.

- относительное сопротивление  трансформатора с расщепленной  вторичной обмоткой

                                                                                         (1.49)

где    - напряжение короткого замыкания, %;

- номинальная мощность трансформатора, МВ·А.

                                                                                                (1.50)

                                                                                                     (1.51)

,                                                                                                         (1.52)

 

    

  

    

Определяем ток короткого замыкания  в точке К1:

                                      (1.50)

Определим значения ударного тока короткого  замыкания в точке К1:

                                                                  (1.51)

=1,8 –принимаем по таблице 2.45 [16].

Значения токов короткого замыкания  в точке К2 определяем с учетом подпитки места КЗ от синхронных электродвигателей. Расстояние от СД до ГПП составляет меньше 400 м, и поэтому сопротивлением кабельной линии пренебрегаем.

Определяем ток короткого замыкания  от энергосистемы:

                                                  (1.52)

Определяем ток подпитки от синхронных электродвигателей:

,                                                                                         (1.53)

где                

                                     (1.54)

где    – количество синхронных электродвигателей;

 - номинальная мощность, кВт.

 

Действующее значение суммарного тока короткого замыкания в точке  К2:

                                                                (1.55)

Определим значение ударного тока короткого  замыкания в точке К2:

                                                            (1.56)

На основании полученных в данном пункте токов КЗ будем выполнять  проверку оборудования: на термическую  стойкость к токам КЗ и отключающую  способность на стороне высшего  и низшего напряжения по токам  и соответственно, на динамическую стойкость к токам КЗ – по токам и соответственно.

1.9 Выбор и проверка оборудования  на ГПП

Выбор и проверка оборудования производится на основании результатов  расчётов: номинального и аварийного режима, токов короткого замыкания  и сравнения полученных данных с  каталожными данными того или  иного оборудования.

Результаты выбора оформляю в таблицы.

1.9.1. Выбор оборудования  на стороне высшего напряжения

Определяем расчетный  ток нагрузки в максимальном режиме, т.е. с учетом допустимых перегрузок линий, трансформаторов:

                                                                           (1.57)

где    - номинальная мощность силового трансформатора ГПП, кВ∙А;

- номинальное напряжение, кВ.

Определяем ток термической  устойчивости

 (1.58)

где        t_n – время действия тока КЗ, для ввода t_n=1,5 с

t_нту - время, к которому приведен номинальный ток термической устойчивости, t_нту=3c.

Результат выбора оборудования представлен в таблице 1.11.

Таблица 1.11 - Выбор аппаратов защиты на ГПП

Условия выбора	Расчетная величина	Разъединитель	Выключатель
Uн≥Uр, кВ	110	110	110
Iн≥Iраб.max, А	109	1000	1000
Iотк≥ ,кА	4	-	50
iдин≥iуд.к1, кА	10	80	80
Iтерм≥ ,кА	4	31,5	50
tтерм≥ tф, сек	2	3	3
тип	-	РНДЗ-110/1000У1	ВБУ-110-50/1000У1