Расчет электроснабжения предприятий

Вторым назначением  релейной защиты является выявление  нарушений нормальных режимов работы оборудования и подачи предупредительных сигналов обслуживающему персоналу или отключение оборудования с выдержкой времени.

Таким образом, релейная защита должна предусматривать устройства защиты от многофазных, коротких замыканий  в обмотках и на выводах, однофазных, коротких замыканий в обмотке и на выводах, присоединенных в сети с глухозаземленной нейтралью, витковых замыканий в обмотках, токов в обмотках при внешних КЗ и перегрузках, понижения уровня масла в маслонаполненных трансформаторах и в маслонаполненных вводах трансформаторов.

 

3. РАСЧЕТ СЕТИ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ

1. Выбор числа и мощности трансформаторов завода ЛМЗ

Расчет ведется аналогично сети высшего напряжения, расчетные  данные величины сводятся в табл. 3.1, используя графики нагрузки (рис. 1.1 -1.6) и ГОСТ 14209-97.

Таблица 3.1

Цех, где устанавливается КТП	Sсp, кВА	Smax, кВА	Кол-во часов перегр.	К2	Напряжение, кВ/кВ	Кол-во транс.	Shom, кВА
Цех, ковкого чугуна	642	1110	3	1,9	10/0,4	2	630
Механосборочный	750	1425	3	1,9	10/0,4	2	1000
Серого чугуна	1750	2500	3	1,9	10/0,4	4	1000
Компрессорный КТП	1350	1500	12	1,9	10/6	2	1000
КТП	225	300	12	1,9	10/0,4	2	250
Литейный цех	1000	1535	3	1,9	10/0,4	2	1000

 

На КТП ковкого чугуна устанавливаем 2 х ТМ-630/10, на КТП механосборочном - 2 х ТМ-1000/10, на КТП серого чугуна - 4 х ТМ-1000/10, на КТП компрессорной - 2 х ТМ-1000/10 и КТП - 2 х ТМ-250/10. В литейном цехе устанавливаем 2 х ТМ-1000/10.

Данные трансформатора для  литейного цеха сведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2.

Тип трансформатора	Sном МВА	ВН,кВ	НН,кВ	Рх, кВт	Рк, кВт	Uk,%	Iх, %
ТМ-1000/10	1	10	0,4	2,45	11	5,5	1,4

 

3.2 Выбор схемы электроснабжения

Источником питания предприятий  является районная подстанция, то которой  по двум кабельным линиям к каждому  заводу запитываются ЦРП заводов.

Внутризаводское распределение  электроэнергии выполняем по одноступенчатой  радиальной схеме.

Предприятие ЛМЗ относится  к среднему по мощности предприятию, так как его мощность средняя - более 5 МВА, поэтому выбирается схема  с одним приемным пунктом.

Отдельно расположенные КТП-2 (ковкого чугуна), КТП-3 (механосборочного), КТП-5 (литейного) получают питание по двум кабельным линиям от разных секций шин ЦРП. КТП-4 (серого чугуна) питается по четырем кабельным линиям, по две от каждой секции шин ЦРП. КТП-1 питается по четырем кабельным линиям, КТП содержит два трансформатора 10/6 кВ и два- 10/0,4.

3.3 Выбор сечения кабельных линий среднего напряжения

Передачу электроэнергии от источника питания до приемного  пункта промышленного предприятия  осуществляют воздушными или кабельными линиями. Сечения проводов и жил  кабелей выбирают по техническим  и экономическим условиям.

К техническим  условиям относят выбор сечений  по нагреву расчетным током, условиям коронирования, механической прочности, нагреву от кратковременного выделения тепла током КЗ, потерям напряжения в нормальном и послеаварийных режимах.

Экономические условия выбора заключаются в определении сечения  линии, приведенные затраты на сооружение которой будут минимальными.

Выбор кабелей основан  на четырех проверках: 

1) выбор по экономической плотности тока:

                                                       (3.1)

-из[1](9-1).

где =1,2 - для нашего случая,

                                               (3.2)

2) выбор по длительно допустимому току при аварийном режиме:

                                                 (3.3)

-из [3] (3.1).

где = - аварийный ток в линии;

К_п = 1,25 - коэффициент допустимой перегрузки;

= 0,9 - коэффициент снижения токовой нагрузки;

-[3] табл. 3.2-3.3.

3) нахождения минимального сечения по току КЗ.:

                                         (3.4)

-из[3](3.3).

где - ток короткого замыкания;

= 1,25 - приведенное время КЗ;

= 95 - допустимая  температура перегрузки [3] табл. 3.4.

4) проверка по потерям напряжения:

                (3.5)

- [3] форм. (3.4).

где - удельное активное сопротивление кабеля;

- удельное индуктивное сопротивление кабеля.

При 5% кабель проходит.

Расчеты сводятся в табл. 3.3

 

Таблица 3.3

Кабельная линия	Кол-во Линий	Iр,А		SH,	, А	Rуд, Ом/км	Худ, Ом/км	, В	L, км	Марка кабеля
К ЦРП	2	184	368	400	335	0,046	0,077	3,4	1,77	АБЛ
к КТП-2	2	61	122	120	295	0,258	0,078	1,4	0,05	ААБЛ
к КТП-3	2	78	156	120	295	0,258	0,078	3	0,085	ААБЛ
к КТП-4	4	35	70	120	295	0,258	0,078	1	0,075	ААБЛ
к КТП-5	2	88	176	240	585	0,129	0,071	4,8	0,22	ААБЛ
К КТП-1	4	42	84	150	450	0,206	0,074	5	0,33	ААБЛ
к СДД и ТМ 250/10	6	36	-	35	90	0,8	0,095	1,3	0,02	ААБЛ

 

3.4 Компенсация реактивных нагрузок

Общая мощность компенсирующих устройств () может быть определена:

                   (3.6)

- коэффициент реактивной мощности;

                                                        (3.7)

где - экономически обоснованная величина реактивной мощности, которую может получать потребитель из энергосистемы в период максимальных её нагрузок;

- активная  мощность нагрузки  потребителя в часы максимальной нагрузки энергосистемы:

 

Для потребителей, получающих электроэнергию через главную понижающую или распределительную подстанции, ;

- фактическое значение коэффициента мощности, вычисленное по графику нагрузки проектируемого объекта, определяется по суточному графику нагрузки объекта;

                                              (3.8)

где - реактивная мощность нагрузки потребителя,

соответствующая :

 кВар

 

 

Выбираем комплектную  конденсаторную установку напряжением 380В, типа УКЛН-0,38-400-300УХЛ1 [2]. Мощностью каждая по 300 кВар устанавливаем пять штук. 

Рассчитаем полную мощность с учётом мощности компенсирующей установки:

 

Аналогично производятся расчеты для других КТП, все расчеты  сведем в табл.3.4 .

Таблица 3.4

КТП	Кол-во	Мощность одной  батареи, кВар	Марка	Примечание
КТП-2	5	26	КМ-0,38-26	Выкл.с 24 до 8 час
КТП-3	6	26	КМ-0,38-26	Выкл.с 24 до 8 час
КТП-4	1	430	УК-0,38-430	Вкл. постоянно
КТП-5	5	300	УКЛН-0,38-400-300УХЛ1	Выкл.с 24 до 8 час

 

3.5 Расчет токов К.З. в сети среднего напряжения

Расчет токов К.З. выполняется  в именованных единицах, приводя  электрические величины к напряжению 10 кВ. Для расчета составляется схема  замещения рис. 3.1 по расчетной схеме. Объединив ГПП в систему, рассчитываем параметры схемы замещения. Сопротивление  системы определены в 2.4, .

Параметры линии  к РП.

 

 

Аналогично рассчитываются параметры остальных кабельных  линий, с учетом коэффициента трансформации. Полученные данные наносятся на схему замещения. Рассчитываются параметры трансформаторов по формулам:

                                          (3.9) 

,                                   (3.10)

где , , , – каталожные данные трансформатора по [5].

Полученные параметры  наносятся на схему замещения (Рисунок 3.1)

Рассчитывается ток К.З. точки К1.

                                                       (3.11)

где

 

 

Ударный ток определяется по формуле:

                                                       (3.12) 

Где ударный коэффициент, определяемый из [3] по отношению .

 

Аналогично рассчитывается все точки К.З., а данные сведены  в Таблицу 3.5.

Результаты расчетов токов К.З.

Таблица 3.5

Точки К.З.	, Ом	, Ом
К1	0,14	0,815	6,982	5,821	1,58	15,6
К2	1,29	6,221	0,909	4,796	1,5	1,93

 

Рисунок 3.1. Схема  замещения

3.6. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры

Распределение энергии  на предприятии осуществляется на напряжении     10 кВ, в то же время на предприятии для питания синхронных двигателей есть напряжения 6 кВ. Для упрощения ремонта и взаимозаменяемости всю коммутационно-защитную аппаратуру выбираем на напряжение 10 кВ.

На ЦРП и РУ-6 кВ устанавливаем  шкафы комплектных распределительных устройств внутренней установки выкатного типа. Шкафы КРУ выкатного типа состоят из двух основных частей - корпуса и тележки. Роль разъединителей в КРУ выполняют разъемные контакты главных цепей. Соединение вспомогательных цепей корпуса и тележки выполняется с помощью специальной конструкции разъемных контактов.

Выбираем шкафы серии  К-ХII/80 с выключателем ВВЭ-10.-20, конструкция этого шкафа рассчитана на двухстороннее обслуживание. Тип трансформатора - ТЛМ-10-1, тип трансформатора напряжением - НТМИ и НОЛ.

Для защиты электроприемников  в цехе применяем автоматические выключатели, установленные в распределительных  пунктах, защиту распределительных пунктов осуществляем автоматическими выключателями типа АВМ, установленными на КТП.

Выбирается вакуумный  выключатель типа ВВЭ-10-20. Для указанной аппаратуры составляем таблицу, сравнивая расчетные и каталожные данные.

 

Выбор выключателей

Таблица 3.6

Условие выбора	Расчетные данные		Каталожные
		10 кВ		10 кВ
		368		630
		15,6 кА
		6,982 252		20 кА

 

4. РАСЧЕТ СЕТИ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

4.1 Выбор кабелей к электроприемникам в сети никого напряжения

Выбор кабеля для  электроприемника 1.

1. По длительно допустимому току:

                                                 (4.1)

Где

 

Выбирается сечение  жилы 4 мм², для которого . [8].

 

Выбранное сечение  проходит.

2. Проверяются потери напряжения:

                             (4.2)

где L = 10 м- длинна кабеля до электроприемника;

R = 7,74 Ом/км, X = 0,095 Ом/км - удельное активное и реактивное сопротивления;

 

 

Сечение по потерям  напряжения проходит.

3. Выбор диаметра трубы для прокладки.

В трубе прокладывается 4 провода сечением 4 мм², диаметр трубы определяется по формуле [3]:

,                    (4.3)

где - диаметр трубы;

a₁ ...a_k - наружные диаметры проводов;

n₁ ...n_k - число проводов в трубе данного диаметра. По [4] а = 6.1 мм

для S = 4 мм². 

 

Выбирается стандартное  значение трубы с наружным диаметром  трубы 26,8 мм.

Аналогично проведен расчет для других электроприемников. Данные сведены в таблицу 4.1.