Проектирование электроснабжения горно-обогатительной фабрики

I_к2 = = =4,34 кА      

Ударный ток:                                                      

Iу₂ = *Ку* I_к2=1,41*1,82*4,34=11,1 кА

          t_с.в=0,03+0,01=0,04 с.

         

К-3

        Iб3= = =5,5 кА                                                                                 

I_к3= = =2,6 кА      

Ударный ток:                                                      

Iу₃ = *Ку* I_к3=1,41*1,82*2,6=6,7 кА

          t_с.в=0,03+0,01=0,04 с.

         

 

5.5 Выбор  оборудования и токоведущих частей

 

5.5.1 Выбор сечения ВЛ 110 кВ и определение потерь

 

5.5.1.1 Сечение ВЛ выбираем по  экономической плотности тока.

 

; (5.21)

 

где I_р- расчетный ток линии А;

       j_э = 1 - экономическая плотность тока;

 

; (5.22)

 

здесь S_рл - расчетная мощность линии с учетом потерь в трансформаторах ГПП;

       n - количество параллельных цепей ЛЭП; n=2;

 

 

Принимается провод АС-95 данными I_дл.доп=330 А, r₀ = 0,306 Ом/км, х₀ = 0,434

2. Проверка по нагреву

I_{дл.доп н.р} =330 А > I_р = 94,8 А;

I_{дл.доп ав.р} = 330 А > 2 I_р = 189,6 А;

3. Проверка на термическое действие тока не производится, так как линии выполнены без изоляции на открытом воздухе.
4. Проверка на коронирование:

; (5.23)

где r₀ - радиус провода; см

      m =0,82 – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода;

Напряженность около поверхности 

; (5.24)

где D_ср = 1,26*300 = 378  – расстояние между соседними фазами, см;

Условие проверки: 1,07∙E=23,98 ≤ 0,9∙Е₀=30,816 кВ/см;

Условие выполнено.

5.5.1.5 Проверка на потерю напряжения.

; (5.25)

где - потери в линии электропередач.

 

; (5.26)

Потери активной мощности в линии:

; (5.27)

2. Выбор оборудования ГПП.

 

                                                                                Таблица 6 - Оборудование ГПП.

Обозначение на схеме.	Условия выбора.	Расчётные данные.	Тип оборудования.	Паспортные данные.	Примечание.
Q	I2поtпо ≥ Вк iдин ≥ iу Uн ≥ Uс Iотк ≥ IПО Iн ≥ Iр.м	ВК = 0,94кА2*с iу = 11,1 кА Uc = 10 кВ IПО  = 4,34 кА Iр.м = 3167,9 А	ВРС-10-40/4000	I2поtпо = 1600кА2*с Iдин = 102 кА Uн = 10 кВ Iотк = 40кА Iн = 4000 А	Iр.м =
		ВК =2,38 кА2*с iу = 8,6 кА Uc = 110 кВ IПО = 3,8кА Iр.м = 183,7 А	ВБП-110III-31,5/2000	I2поtпо=992,5 кА2*с Iдин = 80 кА Uн = 126 кВ Iотк = 31,5 кА Iн =2000 А
QS	Uн ≥ Uс iдин ≥ iу Iн ≥ Iр.м  I2поtпо ≥ Вк	Uc = 110 кВ iу  = 8,6 кА Iр.м = 183,7 А ВК =2,38 кА2*с	РДЗ - 110 / 1000 НУХЛ1	Uн = 110 кВ Iдин = 80 кА Iн = 1000 А I2поtпо =1600кА*с	Iр.м = 183,7 А
ТV	Uн ≥ Uс	Uс = 110 кВ Sр=33МВА	НАМИ-110	Uн = 35 кВ Sн=1200кВА	На стороне 110 кВ
		Uc = 10 кВ Sр=33МВА	НАМИ-10	Uн = 10 кВ Sн=400кВА	На стороне 10 кВ
		Uc = 6 кВ Sр=33МВА	НАМИ-6	Uн = 6 кВ Sн=400	На стороне 6 кВ
TA	Uн ≥ Uс Iн ≥ Iр.м iдин ≥ iу I2поtпо ≥ Вк Z2н ≥ Z2	Uc = 110 кВ Iр.м = 183,7 А iу = 8,6 кА ВК =2,38 кА2*с Z2 =2,34  Ом	ТОЛ-110	Uном=110 кВ I1ном = 200 А iдин =20,4 кА I2тер·tтер =1600 Z2н = 30 Ом	Iр.м = 183,7 А
		Uc = 6 кВ Iр.м = 3167,2А iу = 11,1 кА ВК = 0,94кА2*с Z2 = 1,985 Ом	GIS-12	Uном=10 кВ  I1ном = 3000 А iдин =76,4 кА I2тер·tтер =900кА2*с Z2н=15 Ом	Iр.м = 3167,2 А
ОПН	Uн ≥ Uс	Uc = 110 кВ	ОПН-110-УХЛ2	Uном=110 кВ

 

Используем  прибор: Ф669:

Электросчетчик  для измерения и учета активной, реактивной электроэнергии и мощности в прямом и обратном направлениях в трехфазных цепях переменного тока номинальной частотой 50 или 60Гц, по 4-м тарифам в 5-и временных зонах. Класс точности 0.5S; 1.0. 4 телеметрических выхода, 2 выхода «токовая петля», RS232или RS485. Наличие профиля мощности.

Таблица 7 - Электроизмерительный прибор Ф669

Класс точности для активной энергии	0,5
Класс точности для реактивной энергии	1,0
Номинальный(максимальный)ток, А	1
Номинальная частота, Гц	50
Потребляемая мощность, ВА – В  каждой цепи тока	0,3
Потребляемая мощность, ВА В каждой цепи напряжения	2,5

 

Для напряжения:

Условие проверки: S_р = 33 ВА £ S_Н=400(1600) ВА.

Для тока:

        Рассчитывается  приблизительная нагрузка трансформаторов  тока;

 

;         (5.32)

Сопротивление контактов принимаем  ;

Расчитывается сопротивление соединительных проводов;

 

; (5.33)

 

Определяем  приблизительное сечение проводов;

; (5.34)

где -  расчётная длина схемы соединения, м;

       ρ =0,0283*10^-6 Ом/м - удельное сопротивление проводов из алюминия;

       - принимается 50 м  для подстанций 110 кВ;

      

 

  Принимаем стандартное допустимое  по условиям прочности сечение  4 мм ;

 

6 Расчет схемы внутреннего  электроснабжения

 

6.1 Выбор напряжения.

На предприятии имеются приёмники на напряжение 6 и 0,4 кВ. В связи с этим принимается решение о распределении электроэнергии по предприятию на напряжении 6 и 10 кВ, с установкой индивидуальных согласующих трансформаторов связи 10/0,4 кВ.

 

6.2 Выбор вариантов схемы внутреннего  электроснабжения.

 

Первый вариант  – радиальная схема.

 

Радиальные  схемы распределения электроэнергии применяются в тех случаях, когда  пункты приема расположены в различных  направлениях от центра питания. На небольших  объектах и для питания крупных  сосредоточенных потребителей используются одноступенчатые схемы. Двухступенчатые  радиальные схемы с промежуточными РП выполняются для крупных и  средних объектов с подразделениями, расположенными на большой территории. При наличии потребителей первой и второй категории РП и ТП питаются не менее чем по двум раздельно  работающим линиям.

   На двухтрансформаторных подстанциях каждый трансформатор питается отдельной линией по блочной схеме линия-трансформатор. Вся коммутационная аппаратура устанавливается на ГПП или РП, а на питаемых от них ТП предусматривается глухое присоединение трансформаторов.

   Достоинства:

1. Высокая надежность.
2. Простота в эксплуатации, наглядность.
3. Возможность использования более простых и надежных схем автоматики и

     релейной защиты.

Недостатки:

1. Большая длина КЛ. Большие потери электроэнергии.
2. Большое число присоединений на ГПП и РП. Расширяется строительная часть

 

Второй вариант  — смешанная схема, сочетающая принципы радиальных и магистральных схем распределения электроэнергии, имеет наибольшее распространение на крупных объектах. На первом уровне обычно применяются  
радиальные схемы, дальнейшее распределение энергии от РП к цеховым ТП производится как по радиальным, так и по магистральным схемам.

 

 

Рисунок 5  План радиальной схемы.

 

Рисунок 6  План смешанной схемы.

10кВ                                                                                                         6кВ

Рисунок 7  Схема электрическая, радиальная.

10кВ                                                                                                             6кВ

Рисунок 8  Схема электрическая, смешанная.

 

6.3 Электрический расчет вариантов  схем внутреннего электроснабжения.

 

Расчет покажем на примере кабельной  линии ГПП – ТП 5

Расчетные данные:

Р_р = 946 кВт;

Q_р = 445,4 квар;

S_р = 1045,6 кВА;

Определяется сечение КЛ по экономической  плотности тока

; (6.1)

где I_р - расчетный ток КЛ в нормальном режиме, А;

; (6.2)

здесь n - количество кабельных линий;

          n =2;

          S_р - расчетная нагрузка ТП;

 j_э - экономическая плотность тока А/мм²;

 j_э =1 А/мм²;

По значению принимается стандартное значение сечения кабельной линии и выбирается марка кабеля, записывается I_дл.доп ; способ прокладки траншея.

= 35 мм²;

ААШвУ –10 – 3х35;

I_дл.доп = 80 А;

Из таблицы 3.5 /1.54/ принимается

r₀ = 0,443 Ом/км;

x₀ = 0,08 Ом/км;

Длительно допустимый ток с учетом условий прокладки  и температуры окружающей среды:

I^’_дл.доп = I_дл.доп*K_п*К_t, (6.3)

где К_п =0,9 - коэффициент, учитывающий количество проложенных кабелей в траншее, принимается по /4.31/;

Кt =1 - коэффициент, учитывающий фактическую температуру окружающей среды;

I’_дл.доп = 80*0,9*1 =72 А;

Тогда условие  проверки по нагреву в нормальном режиме:

   I^’_дл.доп ≥ I_р.к (6.4)

I^’_дл.доп = 72 > I_р.к = 30,2;

Определяется  аварийный ток:

I_ав =2∙I_р.к =2∙30,2=60,4 А (6.5)

Допустимый  ток в аварийном режиме с учетом коэффициента перегрузки К_ав, определяемый по /1.51/,

I^’_ав = I^’_дл.доп ∙ К_ав (6.6)

где К_ав = 1,25,

т.к                                                  ; (6.7)

Принимается К_н = 0,6 

I^’_ав = 72*1,25 = 90 А

Условие проверки по нагреву в послеаварийном режиме:

I_ав ≤ I^’_ав

I_ав = 60,4 А < I^’_ав = 90А   

Выбранное сечение  проверяется по допустимой потере напряжения:

ΔU_доп ≥ ΔU_р  (6.8)

Где                                           ;                             (6.9)

здесь n_k = 2                                                                      

;

∆U_доп = 5%;

ΔU_доп = 0,5 ≥ ΔU_р = 0,016

Результаты  расчета кабельных линий по вариантам  заносим в таблицы 8.

 

 

 

 

Электрический расчет вариантов  схем внутреннего электроснабжения.

 

                                                              Таблица 8.1 - Расчет кабельных  линии радиальной схемы

 

Кон. пункт к.к.	Pp, кВт	Qр, квар	Sр, кВА	Iр, А	Fэ, мм	Тип и кол-во кабелей	Способ прокладки	Нагрузка на кабель		Iдл.доп, А	Кп	Кт	Ilдоп А	Кав	Ilав, А	L, км	r0, Ом/км	х0, Ом/км	ΔU, %
								Iрк, А	Iав, А
ГПП-РП	9662,4	8096,3	12606,0	363,9	330,8	4ААШВУ-6-3х120	Кабельный канал	91,0	182,0	190	0,8	1	152	1,25	190	0,23	0,258	0,076	3,57
ГПП-ТП1	2774,7	1890,1	3357,3	96,9	88,1	ААШВУ-10-3х120	Кабельный канал	96,9	193,8	185	0,9	1	167	1,25	208,13	0,15	0,258	0,081	0,65
ГПП-ТП2	3861,1	1304,9	4075,6	117,7	107,0	ААШВУ-10-3х185	Кабельный канал	117,7	235,3	235	0,9	1	212	1,25	264,38	0,3	0,167	0,077	1,12
ГПП-ТП3	3861,1	1304,9	4075,6	117,7	107,0	ААШВУ-10-3х185	Кабельный канал	117,7	235,3	235	0,9	1	212	1,25	264,38	0,1	0,167	0,077	0,37
ГПП-ТП4	3272,4	1956,1	3812,5	110,1	100,1	ААШВУ-10-3х150	Кабельный канал	110,1	220,1	210	0,9	1	189	1,25	236,25	0,62	0,206	0,079	2,57
ГПП-ТП5	946,0	445,4	1045,6	30,2	27,4	ААШВУ-10-3х35	Кабельный канал	30,2	60,4	80	0,9	1	72	1,25	90	0,7	0,443	0,08	1,59
ГПП-ТП6	1300,9	750,85	1502,0	43,4	39,4	ААШВУ-10-3х50	Кабельный канал	43,4	86,7	105	0,9	1	94,5	1,25	118,13	0,53	0,62	0,09	2,32
ГПП-ТП7	1300,9	750,85	1502,0	43,4	39,4	ААШВУ-10-3х50	Кабельный канал	43,4	86,7	105	0,9	1	94,5	1,25	118,13	0,4	0,62	0,09	1,75
ГПП-ТП8	1021,8	432,6	1109,6	32,0	29,1	ААШВУ-10-3х35	Кабельный канал	32,0	64,1	80	0,9	1	72	1,25	90	0,61	0,443	0,08	1,49