Электроснабжение завода

На основании результатов расчётов, составляем итоговую таблицу технико-экономических показателей. Как наиболее рациональный принимается вариант системы электроснабжения с напряжением питающих и распределительных сетей 20 кВ.

Т.к. у нас имеются потребители электроэнергии 6 кВ, то предусматриваем дополнительные трансформаторные п/ст 20/6 кВ: ТП-3; ТП-4; ТП-6.

В соответствии с расчётами намечаем к установке на ТП-3 (цех № 14, 15) два трансформатора типа ТМ-20/6, мощностью 1600 кВА каждый, расчётная мощность ТП-3 – 1994 кВА:

ТП-4 (цех № 18); Рр=1920 кВт; Qр=1440 квар; Sр=2400 кВА. Намечаем к установке 2 трансформатора по 1600 кВА каждый с коэффициентом загрузки:

ТП-6; Рр=1575 кВт; Qр=1181 квар; Sр=1968 кВА. Намечаем к установке 2 трансформатора по 1600 кВА каждый с коэффициентом загрузки:

Таблица 1.8.

Принимается, как наиболее рациональный, вариант системы электроснабжения 35 кВ и распределительных сетей 6 кВ.

Краткое описание принятой системы электроснабжения

Электроснабжение завода осуществляется от п/ст энергосистемы по двум воздушным линиям 35 кВ, выполненным проводом марки «АС» сечением 185 мм² на железобетонных промежуточных и анкерных металлических опорах с тросом.

На ГПП открыто установлены 2 трехобмоточных трансформатора типа ТД-16000/35. На стороне 35 кВ принята упрощенная схема без выключателей с минимальным количеством аппаратуры (разъединители и короткозамыкатели) РУ-6 выполнено из шкафов распредустройств закрытого типа.

На стороне 6 кВ предусмотрена одинарная системы шин, акционеров. масляным выключателем с устройством автоматического включения резерва (АВР).

Распределительные устройства РУ-1, РУ-2, РУ-3 получают питание от ГПП по радиальной схеме с резервированием.

Распределительные сети напряжением до и выше 1000 В по территории завода прокладываются в кабельных траншеях.

2. Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт токов КЗ производится для выбора и проверки эл.аппаратов, изоляторов и токоведущих частей.

Принимаем базисные условия:

Базисная мощность Sб=Sс=600 МВА;

Базисное напряжение Uб=Uср=6,3 кВ;

Базисный ток Iб=.

Расчёт сопротивлений элементов системы электроснабжения в относительных единицах

Сопротивление системы:

Сопротивление воздушной линии ЛЭП-35 кВ

где Хо=0,4 Ом/км – реактивное сопротивление 1 км дл.

Сопротивление трансформаторов системы:

Х2=Х_тб = Х_вб +Х_сб =1,61

(из расчета системы внешнего электроснабжения)

Сопротивление трансформаторов ГПП:

Сопротивление кабельной линии ГПП-РУ-1

r0 = 0,08 Ом/км; х0 = 0,07 Ом/км.

Точка К-1.

Сопротивление от источника питания до точки КЗ К-1

ХS=х1+х2+х3+х4=0,8+1,61+0,785+3,0=6,2

R21=R3=0,33

Имеем RS1<1/3ХS1, следовательно, активное сопротивление при расчёте токов КЗ не учитываем.

Так как ХS1>3, то периодическая слагающая тока КЗ для всех моментов времени одинакова и равна:

Iк=Iб/хS=55/6,2=8,9 кА

Ударный ток КЗ

Iу=Ку×Ö2*I’’=1.8Ö2*8.9=22.7 кА

Где Ку – ударный коэффициент, принимаемый = 1,8.

Наибольшее действующее значение тока КЗ за первый пе6риод от начала процесса КЗ:

кА

Мощность трехфазного КЗ для произвольного момента времени:

МВА.

Точка К-2.

Сопротивление от источника питания до точки КЗ К-2

ХS2=х1+х2+х3+х4+х5=0,8+1,61+0,785+3,0+0,267=6,5

RS2=R3+R5=0,33+0,3=0,63

Имеем RS2<1/3ХS2, следовательно, активное сопротивление при расчёте токов КЗ не учитываем.

Так как ХS2>3, то

Iк=Iб/хS2=55/6,5=8,45 кА

Ударный ток КЗ

Iу=Ку×Ö2*I’’=1.8Ö2*8.45=21.6 кА

Где Ку – ударный коэффициент, принимаемый = 1,8.

Наибольшее действующее значение тока КЗ за первый пе6риод от начала процесса КЗ:

кА

Мощность трехфазного КЗ для произвольного момента времени:

МВА.

2.1. Выбор выключателей.

Проверяем предварительно выключатели типа МГГ-10-2000/500. Расчётная точка КЗ – точка К-1.

Расчётный ток термической устойчивости определяется по формуле:

где tнт – время, к которому отнесен номинальный ток термической устойчивости выключателей, принимаем = 10 с;

tп – приведенное время КЗ, с.

Учитывая время срабатывания защиты, принимаем действительное время отключ. КЗ (t) равным 1,5 с. Следовательно,

кА

Выбираем к выключателю провод типа ПЭ-2.

2.2. Выбор разъединителей

Выбор разъединителей в цепи предохранителей линии РУ-1-ТП-3 выполняется аналогично выбору выключателей и сводится в табл.1.9.

Таблица 1.9.

2.3. Шины ГПП

Выбор и проверку шин ГПП выполняем по максимальному рабочему току (I_{max p} ), термической устойчивости (S_{т уст} ), допустимому напряжению в шине на изгиб (d_доп ).

1. Длительный допустимый ток определим:

,

где I’_доп – длительно допустимый ток для одной полосы при t_ш =70^о С, t_в =25^о С и расположении шин вертикально

к1 -0 поправочный коэффициент =0,95;

к2 – коэффициент длительно допустимого тока;

к3- поправочный коэффициент при t_в , отличном от 25^о С.

Выбираем окрашенные однополосные прямоугольные алюминиевые шины сечением 100х10 мм (S=1000 мм² ), расположенные горизонтально с длительно допустимым током I’_доп =1820 А;

I_доп = 0,95*1*1*1820=1730 А.

Расчетное напряжение в шине на изгиб определяется по формуле:

,

где f – сила взаимодействия между шинами разных фаз, кг*с;

L – расстояние между опорными изоляторами, принимаемое = 90 см;

W – момент сопротивления сечения, см³ .

f=1,75*10^-2 *(t² /а)=1,75*10^-2 *(21,6² /25)=0,33 кг*с;

W=0,17*bh² =0,17*1*10² =17 см² ;

кг/см² .

Выбор и проверку шин сводим в табл. 1.10.

Таблица 1.10.

3. Релейная защита

Релейная защита и автоматика выполнены на переменном оперативном токе с применением выпрямительных блоков питания БПТ-1001 и БПН-1001. Компоновка ГПП 35/6 кВ дана в графической части.

Список использованных источников

1. Справочник по проектированию электроснабжения под ред. Ю.Г.Барыбина, Л.Е. Фёдорова и т.д. М.; Энергоатомиздат, 1990.

2. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования, А.А. Фёдоров, Л.Е. Старкова, М., Энергоатомиздат, 1987.

3. Электроснабжение промышленных промпредприятий, А.А. Фёдоров, Н.М. Римхейн, М.: Энергия, 1981.