Разработка системы электроснабжения

 

УКРП – установка  конденсаторна з регулюванням за потужністю;

           0,4 – номінальна напруга, кВ;

           180 – сумарна реактивна потужність, кВАр;

          20 – реактивна потужність ступеня, кВАр;

           У – для помірного клімату;

           З – для внутрішньої установки.

 

5. 3. Визначення потужності конденсаторних установок з номінальною наругою конденсаторів 6 кВ

 

Потужність  цих КУ визначається при розрахунках  систем зовнішнього та внутрішньозаводського  електропостачання за формулою

 

                                              (5. 5)

 

де ΣQ_н.к.ст – сумарна потужність встановлених низьковольтних ККУ.

кВAр

Отже, установлюємо КУ з номінальною напругою 6 кВ

УКЛ-6,3-УЗ Qном=1350 кВАр. У кількості 2 шт. 

 

На рисунку 5.2 зображено схему приєднання КУ в  електричних мережах понад 1 кВ.

Рисунок 5.2

 

6 Розробка схеми електропостачання електричної станції

 

На ТП застосовуємо одноступеневу радіальну схему живлення, так як споживачі розташовані у різних напрямках від ДЖ.

На залізничній  станції двотрансформаторні підстанції живляться від різних секцій шин, окремими лініями до кожного трансформатора. А саме це електровозне депо №1 та №2, моторовагонне депо, фільтрувальна станція та компресорна станція.

А одно трансформаторні  підстанції (депо по ремонту пасажирських вагонів та тепловозне депо) живляться  від 1 та 2 секції шин.

Дана схема  живлення має значний недоліком для однотрансформаторних ПС - втрата живлення всіма ЕП у разі відсутності резервування.

Спроектована  ТП також виконує функції РП тобто  виконує розподілення електроенергії напругою 10 кВ по території залізничної  станції. Шини напругою 10 кВ розділені  на 2 секції через АВР для забезпечення надійності електропостачання. Також від цих шин йде живлення тягової підстанції постійного струму 3,3 кВ. На ТП застосовується перетворювальний агрегат з 12 –п випрямлячем.

Цей вид випрямляча найбільш техніко – економічно обґрунтований, тому що має меншу амплітуду випрямленої напруги в порівнянні з нульовою або 6 – п схемою випрямлення. Також перевагою даного випрямляча є покращення електромагнітної сумісності із живильною мережею.

Далі від  ТП постійного струму йде живлення контактної мережі через швидкодіючі вимикачі.

 

7 Розрахунок струмів трифазного короткого замикання на шинах низької напруги тягової підстанції

Складаємо однолінійну  розрахункову схему живлення тягової  підстанції.

За базисну  потужність можна прийняти будь-яке число, якщо потужність живлячої енергосистеми невідома і її можна вважати необмеженою. Практично найбільш зручніше прийняти для розрахунків Sδ=100 МВА або Sδ=1000 МВА. Для кожної ланки електричної системи в якості базисної напруги приймають її середню лінійну напругу, яка перевищує номінальну напругу лінії та приймачів на 5%.

Отже, приймаємо:

Sδ=100 МВА

Uср=37 кВ

Ucр=6,3 кВ

Uср=0,69 кВ

Відносні базисні опори елементів кола КЗ за відповідними формулами.

 

 

Розраховуємо  відносні базисні опори трансформаторів за формулою

                                                                                                            (7.1)

Відносні опори лінії електропередач визначаються за формулою:

Де Xуд=0,4 Ом/км – опір повітряної лінії від системи до ТП

Xуд=0,08 Ом/км – опір кабельних ліній напругою 6 кВ

Значеня Худ  наведені для спрощення розрахунків, більш точні значення наведені у довідниках

L1,L2 – довжина ліній від системи до ТП. Задається довільно

L3-L6 - довижна ліній від понижувальної ТП до цехової ТП, береться з генплану підприємства та усереднюється для спрощення розрахунків.

Визначаємо  відносні опори системи за формулою:

                                                                                                                   (7.2)

Складаємо схему  заміщення:                                     

Далі за допомогою  формул перетворення спрощуємо схему.

_{Після зроблених перетворень складаємо схему заміщення для розрахунку струму та потужності КЗ у відповідних точках.}

Рис.1

Початкове значення періодичної складової струму КЗ визначається за формулою:

 , де

_{Xδ-відносний базисиний опір до точки К3}

_{E0=сверхперехідна е.д.с. самоіндукції, дорівнює 1, для спрощення розрахунків}

_{Iδ-базисний струм, який визначаэться за формулою}

_{Ударний струм визначається за формулою:}

 - ударний коефіцієнт приймається 1,8. Для спрощення розрахунків. Більш точні значення наводяться в довідниках.

_{Потужність  КЗ визначається за формулою:}

_{На  рис. 2 наведена схема  для розрахунку струму та потужності КЗ в  точці К-1.}

Рис.2

_{На  рис.3 наведена схема  для розрахунку струму та потужності КЗ в  точці К-2}

 

     Рис.3

_{На  рис.4 зображена схема  заміщення для  розрахунку КЗ в точках К-3-К-6}

      Рис.4

Стрілками вказано, як робити перетворення в схемі для розрахунку.

На рис.5 зображено  схему заміщення для розрахунку КЗ в точці К-3

   Рис.5

_{На  рис.6 зображено схема заміщення для розрахунку КЗ в точці К-4}

Рис.6

_{На  рис.7 зображено схему  заміщення для  розрахунку  К-5}

_Рис.7

_{На  рис.8 зображено схема  заміщення для  розрахунку КЗ в точці  К-6}

Рис.8

 

_{Також визначаємо потужність короткого замикання:}

8 Вибір перерізу провідників і електричних апаратів в електричній мережі напругою 6 кВ

8. 1 Вибір перерізу провідників в електричній мережі напругою 6 кВ

 

Вибір перерізу провідників передбачає:

1. вибір перерізу за нормальним режимом навантаження;
2. перевірку вибраного перерізу за максимальним режимом навантаження;
3. перевірку вибраного перерізу на стійкість при аварійному режимі;
4. перевірку за умовами відсутності втрат енергії за умовами корони;

Таким чином, величини перерізу повинні бути обрані так, щоб  забезпечити для електричної  мережі:

а) у нормальному  режимі — задану пропускну здатність, допустимі для цього режиму відхилення напруги, економічність;

б) в аварійному режимі - електробезпечність, непошкоджуваність.

 

8. 1. 1 Вибір перерізу провідників за нормальним режимом

 

Нормальний  режим - це такий режим роботи, за якого всі елементи СЕП та електротехнічних установок знаходяться в роботі, а параметри їх режиму не виходять за межі номінальних значень. Нормальний режим роботи кожної електроустановки (генератор, трансформатор, лінія електропередачі тощо) характеризується струмом нормального режиму I_норм. Граничним характерним випадком нормального режиму є номінальний режим (I_ном ).

Провідники  будь-якого призначення мають  задовольняти вимогам тривалого  їх нагрівання струмами як нормального, так і максимального режимів  роботи. Крім того, вартість провідника і втрат електроенергії в ньому повинні бути мінімальними. У зв'язку з цим переріз провідників напругою понад 1 кВ вибирають за економічно вигідною густиною струму J_ек для навантаження нормального режиму.

Економічно  вигідний переріз провідників визначають за формулою

                                             (8. 1)

де І_норм - струм нормального режиму, А;

J_ек - нормоване значення економічно вигідної густини струму, А/мм².

Номінальний первинний  струм трансформатора визначають як:

                                          (8. 2)

де S_ном.Т1 - номінальна потужність трансформатора, кВА;

    U_ном.Т1 - номінальна первинна напруга трансформатора, кВ.

При виборі перерізу кабелю, що живить високовольтний CД, визначається номінальний струм CД за формулою

                              (8. 3)

де Р_ном.д - номінальна активна потужність СД (таблиця 2), кВт;

U_ном — номінальна напруга електричної мережі (таблиця 3), кВ;

соsφ_ном — номінальний коефіцієнт потужності СД, соsφ_ном = 0,9;

ŋ_ном - номінальний ККД СД, ŋ_ном = 94 %.

При виборі перерізу кабелю, що живить високовольтні КУ, визначається номінальний струм  КУ за формулою:

                                          (8. 4)

Де Q_ном.КУ – номінальна реактивна потужність КУ, квар.

Розрахунки  економічно вигідного перерізу провідників  наведені в таблиці 7. 1.

 

Таблиця 8. 1 – Розрахунок економічно вигідного перерізу провідників

№ цеху	Назва цеху	Uном.т, кВ	Sном.т, кВА	Iном.т, А	Jек, А/мм2	Sек, мм2
1	Електровозне  депо № 1	6	1000	96,3	1,6	60,2
2	Електровозне  депо № 2	6	630	60,7	1,6	37,9
3	Моторвагонне  депо	6	630	60,7	1,6	37,9
4	Депо по ремонту  пасажирських вагонів	6	1000	96,3	1,6	60,2
5	Фільтрувальна станція	6	630	60,7	1,6	37,9
6	Тепловозне  депо	6	1600	154,1	1,6	96,3
7	Компресорна станція	6	400	38,5	1,6	24,1

 

8. 1. 2. Перевірка перерізу провідників за максимальним режимом

 

Режим максимального  навантаження провідників може призвести  не тільки до їх перегрівання з порушенням ізоляції, але й до розплавлений жил. Тому переріз провідника, вибраний за економічною густиною струму, перевіряють на нагрівання за величиною струму його максимального навантаження. Для цього допустимий для даного провідника струм з урахуванням відхилення параметрів навколишнього середовища від стандартних умов I_доп та коефіцієнтів допустимого перевантаження К_пер порівнюють зі струмом його форсованого режиму (І_ф) з урахуванням коефіцієнта резервування К_рез