Электроснабжение предприятия

-наибольшее рабочее напряжение 12 кВ,

-номинальный ток 1000 А,

-номинальный ток отключения 20 кА.

 

7.3 Определение  минимально допустимых сечений  кабельных линий по термической  стойкости токам к.з.

Термически стойкое к  токам КЗ сечение определяется по формуле:

,                                                                               (7.19)

где -установившееся значение тока КЗ (А); ;

       - приведенное время КЗ (с);

       С –  температурный коэффициент, учитывающий  ограничение нагрева температуры  жил кабеля, ( для кабеля с бумажной изоляцией на напряжение 10 кВ

(c),                                                                                    (7.20)

Где -  соответственно апериодическая и периодическая составляющая времени тока КЗ (с). (периодическая составляющая находиться из графиков как функция действительного времени КЗ).

=⨍( (с), где – действительное время КЗ (с).

(c), где – соответственно, длительность действия отключающей аппаратура и защиты.

(c), где

При действительном времени  величина не учитывается.

За стандартное термически стойкой сечение принимается  ближайшее меньшее сечение к  расчетной величине.

Производим расчет для  одноступенчатой схемы, в которой  время работы защиты  равно 0,7с, и  складывается из времени работы защиты трансформаторов 0,2с + релейный коэффициент 0,5с.

Время отключения современных  вакуумных выключателей составляет 0,06с.

= 0,76с, следовательно

 

 

 

Принимается минимальное  допустимое сечение равное 95

Производим расчет для  двухступенчатой схемы, в от РУ ГПП  запитан промежуточный РП питающий трансформаторы корпусов. Время работы защиты будет равно 2,3с и будет складывается из времени работы защиты трансформаторов 0,2с + релейный коэффициент 0,5с на время работы отходящего выключателя РП, секционного выключателя в РП, вводного выключателя в РП и отходящего выключателя в РУ ГПП.

= 2,22с, следовательно

 

 

Принимается минимальное  допустимое сечение равное 150

8  ВЫБОР  ТИПА, ЧИСЛА И МОЩЬНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ  ЦЕХОВЫХ ТП, КОЛИЧЕСТВА ТП КАЖДОМ КОРПУСЕ И МЕСТА ИХ РАСПОЛОЖЕНИЯ.

8.1 Выбор числа  и мощности цеховых трансформаторов 

Единичная мощность трансформаторов  определяется как функция удельной плотности нагрузку.

σ =                                                                                                          (8.1)

σ =

где F – площадь корпуса.

При σ ≤ 0,2 кВ∙А/ устанавливают трансформаторы Sном = 1000 кВ ∙ А,

При 0,2 ≤ σ ≤ 0,5 кВ∙А/ устанавливают трансформаторы Sном = 1600 кВ∙А,

При σ ≥ 0,5 кВ∙А/ устанавливают трансформаторы Sном = 2500 кВ∙А,

Минимальное расчетное значение числа  цеховых трансформаторов 

N min расч =                                                                                      (8.2)

N min расч =

где * – коэффициент загрузки равный 0,9.

Определяем Nопт  - оптимальное число трансформаторов в цехе:

Nопт  = N min расч + ΔN + m                                                                    (8.3)

Nопт  = 3 + 0 + 1=4

где  ΔN – добавка до ближайшего большего числа,

m – добавка до оптимального числа трансформаторов

m =  ʄ [(N min расч + ΔN); ΔN]                                                                  (8.4)

 

 

 

 

 

Таблица 4.

№	F,	σ кВ∙А/	Sном кВ∙А,	Nmin.расч	Nmin	ΔN	m	Nопт	Nопт.выбор	Nтп
	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
1	1,75∙	0,21	1000	3	3	0	1	4	4	2
2	1,01∙	0,20	1000	0,6	1	0,4	0	1	2	1
3	0,75∙	0,13	1000	1,01	2	0,9	0	2	2	1
4	3,85∙	0,17	1000	4,9	5	0,1	1	4	6	3
5	4,25∙	0,20	1000	7,01	8	0,99	1	9	10	5
6	3,38∙	0,20	1000	6,68	7	0,32	1	7	8	4
7	0,25∙	0,40	1600	0,6	1	0,4	0	1	2	1
8	4,05∙	0,21	1000	10	11	0	1	11	12	6
9	3,45∙	0,3	1600	5,4	6	0,6	1	7	8	4
10	3,80∙	0,22	1000	5,8	6	0,2	1	5	6	3
11	4,00∙	0,21	1000	7,3	8	0,7	1	9	10	5
12	0,925∙	0,15	1000	0,63	1	0,27	0	1	2	1

 

Электроснабжение корпуса № 2 осуществляется от подстанции расположенной в корпусе  № 8. Электроснабжение корпуса № 3 осуществляется от подстанции расположенной в корпусе  № 4. Электроснабжение корпуса № 7 осуществляется от подстанции расположенной в корпусе  № 9.

Трансформаторы в корпусе №  … выбраны мощностью …кВ∙А, что  сделано для унификации трансформаторного  хозяйства.

 

9 СОСТАВОЕНИЕ  СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ  ПО ТЕРРИТОРИИ ПРЕДПРИЯТИЯ НА НАПРЯЖЕНИИ 110 КВ

Схема распределения электроэнергии по территории предприятия основана на смешанных схемах электроснабжения. Так же в схеме используется один распределительный пункт примыкающий  к корпусу 8 от которого запитаны наиболее отдалённо расположенные от ГПП  корпуса 4,6,11.В связи с большой  нагрузкой в корпусах 5,8,9,10 добавляем  по одному дополнительному ТП ,а в корпус 4 добавляем два дополнительных ТП.

 

 

10 ВЫБОР КОМПЕНСИРУЮЩИХ  УСТРОЙСТВ НА НАПРЯЖЕНИЕ ДО И ВЫШЕ 1000В

10.1 Компенсирующие  устройства до 1000В

Мощность низковольтных конденсаторных установок равна:

(квар),                                                                    (10.1)

(квар),

где   – мощность низковольтных конденсаторов, для снижения количества      трансформаторов до оптимального;

         – дополнительные мощности низковольтных конденсаторов, для снижения      потерь активной мощности от передачи передачи реактивной мощности через трансформатора и питающие линии.

(квар),                                                                  (10.2)

(квар),

где    реактивная мощность которая может быть пропущена через трансформаторы корпуса.

(квар),                                          (10.3)

(квар),

Если в итоге вычислений получиться отрицательным, то выбираем мощность конденсаторов равная

(квар),                                     (10.4)   

(квар),

где   – расчетный коэффициент вычисляющийся для трех разных случаев:

1) случай, когда подстанции питаются от РП на которых нет источников реактивной мощности;

2) случай, для одноступенчатой схемы при трансформаторных магистралях;

3) остальные случаи,

где          коэффициент, зависящий от энергосистемы и от сменности;

 коэффициент,  зависящий от мощности трансформаторов  питаемых линиями и от длины  линий (определяется по графикам).

Если в итоге вычислений получится отрицательным, то выбираем мощность конденсаторов равная

Мощность конденсаторной установки  присоединяемой к цеховому трансформатору равна:

(квар),                                                                          (10.5)

(квар),

Расчет мощности низковольтных  конденсаторов производим в таблице 5.

 

10.2 Компенсирующее  устройство выше 1000 В

Компенсирующее устройство выше 1000 В устанавливают на ГПП и присоединяют к шинам РУ 10 кВ

Расчетная реактивная нагрузка на шинах 110кВ ГПП равна:

Q расч6ур =(∑Qрасч,п.к + ∑ΔQц + ∑ΔQк) + ∑ΔQт.гпп (квар),  (10.6)

Q расч6ур = (8314 + 5856,4) + 3933,9=14322,8 (квар),

где ∑ΔQк – потери в кабельных линиях(пренебрегаем ввиду малости)

∑ΔQт.гпп – потери в трансформаторах ГПП.

∑ΔQт.гпп = 2∙(Ixx+∙Uк)∙Sном.т/100 (квар)                                     (10.7)

∑ΔQт.гпп = 2∙(0,75+∙10,5)∙40000/100 = 1344 (квар)

Мощность компенсирующих устройств  выше 1000 В равна:

Qв.к = Qрасч 6ур – Qmax доп (квар)                                                   (10.8)

Qв.к = 14322,8 – 17000 = – 2677,2 (квар)

Если в итоге вычислений Qв.к получатся отрицательным или равным 0, то выбираем мощности компенсирующих устройств равна = 0 , если положительное число то; - мощность конденсаторной установки присоединяется к каждой секции РУ 10кВ ГПП.

Qв.к секц = Qв.к/Nсекц (квар)                                                              (10.9)

где Nсекц  - количество секций в РУ 10 кВ ГПП равное 4.

11 ВЫБОР СЕЧЕНИЯ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

Сечение кабельных линий выбирают по экономической плотности тока.

(,                                                                               (11.1)

(,

          где   – расчетный ток кабеля.

                  – экономическая плотность тока.

(,                                                                            (11.2)

(,

          где   – для кабелей с бумажной изоляцией = 1,4

                             – для кабелей с пластиковой  изоляцией = 2

Магистрали  применяются постоянного сечения. Для линий ответвляющегося сечения  с n ответвляющимися нагрузками экономическая плотность тока в начале линии может быть увеличена в раз, причем определяется из выражения:

=,                                                                                                   (11.3)

===1,65

где – нагрузки отдельных участков линий.

 – длина  отдельных участков линий.

Расчетный ток кабеля:

(A),                                                                                (11.4)    

(A)

 

  где – расчетная нагрузка на кабель;

         – число трансформаторов питающихся от одного кабеля;

(кВ А)                                                               (11.5)

(кВ А)

 

где ,

      

Расчетный коэффициент для кабелей  равен:

 

Допустимый ток в нормальном режиме равен:

 (А),                                                                          (11.6)

 (А),

где – коэффициент зависящий от числа совместно приложенных кабелей (ПУЭ);

– допустимый ток  кабеля выбранного сечения (ПУЭ).

Допустимый ток кабеля в нормальном режиме должен быть больше или равен  расчетному току кабельной линии.

 

Допустимый ток кабеля в после  аварийном режиме равен:

(A),                                                       (11.7)

 

     где  – коэффициент учитывающий возможность перегрузки кабеля в послеаварийном режиме.(На период ликвидации аварии допускается перегрузка по току для кабеля с пропитанной бумажной изоляцией напряжением до 10кВ на 30% продолжительностью не более 6 часов в течении 5 суток, но не более 100 ч в год, если в остальные дни нагрузка не превышает длительно допустимой. На период ликвидации аварии допускается перегрузка по току для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 23% при прокладке в земле).

 Допустимый  ток послеаварийного режима должен  быть больше или равен расчетному  току послеаварийного режима  кабельной линии:

   где:

Расчет производим для кабелей  № 5,6,11,12,15,16 корпусов №  5, 9,11 на половину нагрузки корпуса.

    В  остальных случаях расчет производим  для одного кабеля питающий  данный корпус, так как нагрузка  на них будет распределена  симметрично.

    Для  РП производится расчет для  одного питающего кабеля. Нагрузка  на кабеле равно половине суммарной  нагрузке корпусов запитанных  от РП.

    Расчет  по выбору сечений кабельных  линий занесен в таблицу 6.

    По  термической стойкости не удовлетворяют  кабельные линии №   .

   Выбираем  сечение кабелей, питающих корпусы  № равные .

Допустимый  длительный ток для кабелей с  алюминиевыми жилами и бумажной пропитанной  в свинцовой или алюминиевой  оболочке, прокладываемых в земле.

Сечение: 

– 165А.

– 205А.

– 240А.

– 275А.

– 300А.

С медными  жилами с изоляцией  из сшитого  полиэтилена:

– 460А.

– 830А.

– 940А.

– 1300А.

Поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле(в трубах или без труб), при расстоянии между кабелями 100 мм, при количестве кабелей равном: