Электроснабжение текстильного комбината

Выбор кабелей для потребителей напряжением 6 кВ рассмотрим на примере ЭД 6 кВ цеха №19. Принимаем, что в цехе установлены два ЭД, тогда мощность одного электродвигателя:

  кВт

Из [7] выбираем стандартный ЭД:

СДН32-19-39-16 со следующими параметрами: SН = 1680 кВА; РН = 1600кВт; UН = 6 кВ; h =0,953. Для остальных цехов выбранные стандартные ЭД представленные в табл. 11.

Расчетный ток нормального режима:

 А

Экономическое сечение:

 мм2

Выбираем кабель марки ААШ с сечением 185 мм2 с Iдоп = 420 А.

В компрессорной (цех № 17) устанавливаем двигатели марки СДН32-20-49-20, в количестве двух штук.

Таблица 11

9. Расчет токов короткого замыкания

Токи КЗ рассчитываются на линейных вводах высшего напряжения трансформатора ППЭ (К-1), на секциях шин 6 кВ ППЭ (К-2), на шинах 0,4 кВ ТП4 (К-3). Исходная схема для расчета токов КЗ представлена на рис.9, а схемы замещения на рис.10 для расчета токов КЗ выше 1000 В, на рис. 11 для расчетов КЗ ниже 1000 В.

Расчет токов КЗ в точке К-1 и К-2 проводим в относительных единицах. Для точки К-3 расчет будем проводить в именованных единицах без учета системы, так как система большой мощности и её можно считать источником питания с неизменной ЭДС и нулевым внутренним сопротивлением. Для точки К-2 будем учитывать подпитку от электродвигателей.

Расчет тока КЗ в точке К-1.

За базисную мощность принимаем мощность системы: Sd = SC = 800 МВА;

Базисное напряжение: Ud1 = 115 кВ;

Базисный ток:

;  кА, (9.1)

Параметры схемы замещения.

ХС = 0,6 о.е. согласно исходных данных;

, (9.2)

 о.е.

где Х0 = 0,42– удельное сопротивление ВЛЭП, Ом/км

l – длина ВЛЭП, км.

Сопротивление петли КЗ в точке К-1

,  (9.3)

о.е.

Периодическая составляющая тока трехфазного КЗ в точке К-1

, (9.4)

 кА

Периодическая составляющая тока двухфазного КЗ в точке К-1

  кА, (9.5)

Постоянная времени цепи КЗ Та = 0,028 с, ударный коэффициент Куд = 1,7 [3]

Ударный ток в точке К-1

, (9.6)

 кА

Расчет тока КЗ в точке К-2. Базисное напряжение: Ud2 = 6,3 кВ;

Базисный ток:

; (9.7)

 кА

Точка К-2 расположена на шинах РУНН ПГВ. Сопротивление силового трансформатора на ППЭ :

Трансформатор типа ТРДН-40000/110 без расщепленной обмотки Н.Н.

, (9.8)

, (9.9)

, (9.10)

К сопротивлениям до точки К-1 прибавляется сопротивление трансформатора.

ХК-2=ХК-1+ХВ +ХН1 =0,678+3,67+0,262=4,61. (9.11)

Ток короткого замыкания от системы:

 кА,           (9.12)

В этой точке необходимо учитывать подпитку тока КЗ от синхронных двигателей.Определяется сопротивление подпитывающей цепочки. Сопротивление двигателей и кабельной линии от двигателей цеха № 17 до шин РУНН ПГВ (для двиг-й мощностью P=540 кВт СДН32-20-49-20):

l=0,01 км; Х0=0,083 Ом/км; r0=0,62 Ом/км.

;

;

;

где Х"d- сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя.

. (9.13)

 кА., (9.14)

Сопротивление двигателей и кабельной линии от двигателей цеха №19 до шин РУНН ПГВ (для двиг-й мощностью P=1600 кВт СД32-19-39-16):

l=0,29 км; Х0=0,073 Ом/км; r0=0,167 Ом/км.

;

;

;

где Х"d- сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя.

.

 кА.

Тогда значение ударного тока:

 кА.

Расчет тока КЗ в точке К-3. Расчет токов КЗ в точке К-3 проведем в именованных единицах. Определим схемы замещения.

Сопротивления трансформатора ТМЗ-630:

RТ = 3,4 мОм; ХТ = 13,5 мОм [3].

где  – загрузка трансформатора в послеаварийном режиме.

А

Выбираем трансформаторы тока типа ТШЛП-10УЗ с nТ = 1000/5

Сопротивления трансформаторов тока:

RТА = 0,05 мОм; ХТА = 0,07 мОм [3]

По условиям выбора UН ³ Uсети = 0,38 кВ;

, (9.15)

 А

Выбираем автомат типа АВМН 10Н

UH = 0,38 кВ; IН = 1000 А; IН ОТКЛ =20 кА [7]

Сопротивление автомата RA = 0,25 мОм; ХА = 0,1 мОм [3].

Переходное сопротивление автомата RК = 0,08 мОм [3]

Сопротивление алюминиевых шин 80х6 с Iдоп = 1150 А; l = 3 м, аСР = 60 мм; RШ = R0 ×l = 0,034×3 = 0,102 мОм; ХШ = Х0 × l = 0,016 × 3 = 0,048 мОм.

, (9.16)

 мОм

, (9.17)

 мОм

Сопротивление цепи КЗ без учета сопротивления дуги:

 мОм

Согласно [3] сопротивление дуги Rд в месте КЗ, принимается активным и рекомендуется определять отношением падения напряжения на дуге Uд и около КЗ IКО в месте повреждения, рассчитанным без учета дуги.

, (9.18)

где ,

где Ед – напряженность в стволе дуги, В/мм2

lд – длина дуги, мм.

IКО – ток КЗ в месте повреждения, рассчитанный без учета дуги, кА.

При IКО > 1000 А Ед = 1,6 В/мм

Длина дуги определяется в зависимости от рассмотрения а между фазами проводников в месте КЗ.

, (9.19)

Из [3] для КТП с трансформаторами мощностью 630 кВА а =60 мм.

, (9.20)

 кА > 1000 А

Следовательно Ед = 1,6 В/мм

Тогда сопротивление дуги:

, (9.21)

 мОм

, (9.22)

 мОм

Полное сопротивление цепи КЗ:

, (9.23)

 мОм

Тогда периодическая составляющая тока трехфазного КЗ в точке К-3.

, (9.24)

 кА

,           (9.25)

 с

, (9.26)

, (9.27)

 кА

Результаты расчета токов КЗ сведены в табл. 12

Таблица 13 - Результаты расчета токов КЗ

10. Выбор электрических аппаратов

10.1 Выбор аппаратов напряжением 110 кВ

Выберем выключатель 110 кВ

Условия выбора:

1.            По номинальному напряжению

2.            По номинальному длительному току.

Условия проверки выбранного выключателя.

1.  Проверка на электродинамическую стойкость:

1.1.    По удельному периодическому току КЗ

1.2.    По ударному току КЗ

2.            Проверка на включающую способность.

2.1.    По удельному периодическому току КЗ

2.2.    По ударному току КЗ

3.            Проверка на отключающую способность

3.1.    По номинальному периодическому току отключения

3.2.    По номинальному апериодическому току отключения

4.            Проверка на термическую стойкость.

Расчетные данные сети:

Расчетный ток послеаварийного режима IР = 116,9 А был найден в пункте 5.3. по формуле (5.3.4)

Расчетное время

где tРЗ – время срабатывания релейной защиты (обычно берется минимальное значение); в данном случае для первой ступени селективности tРЗ = 0,01 с.

tСВ – собственное время отключения выключателя (в данный момент пока не известно) действующее значение периодической составляющей начального тока КЗ IПО = 6,21 кА было рассчитано в пункте 7.1.;

Периодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя IПt в следствие неизменности во времени тока КЗ принимается равной периодической составляющей начального тока КЗ: IПt = IПО = 6,21 кА;

Апериодическая составляющая полного тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя определяется по выражению:

и будет определено позже;

расчетное выражение для проверки выбранного выключателя по апериодической составляющей полного тока КЗ:

расчетный импульс квадратичного тока КЗ

будет определено позже.

Согласно условиям выбора из [7] выбираем выключатель ВВЭ-110Б-16/1000 со следующими каталожными данными:

UНОМ = 110 кВ; IНОМ = 1000 А; IН откл = 16 кА; b = 25%; iпр СКВ = 67 кА; Iпр СКВ = 26 кА; iН вкл = 67 кА; IН вкл = 26 кА; IТ = 26 кА; tТ = 3 с; tСВ = 0,05 с.

Определяем оставшиеся характеристики:

Расчетное время по формуле :

  с

Апериодическая составляющая полного тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя по формуле :

 кА

Расчетное выражение согласно формуле :

кА

Расчетный импульс квадратичного тока КЗ по формуле :

 кА2×с

Расчетные данные выбранного выключателя: проверка выбранного выключателя по апериодической составляющей полного тока КЗ

  кА

Проверка по термической стойкости:

  кА2×с

Выбор и проверка выключателя представлен в табл. 13.

Выберем разъединитель 110 кВ

Условия выбора:

1.       По номинальному напряжению.

2.       По номинальному длительному току.

Условия проверки выбранного разъединителя:

1.       Проверка на электродинамическую стойкость.

2.       Проверка на термическую стойкость.

Для комплексной трансформаторной подстанции блочного типа КТПБ-110/6-104 тип разъединителя согласно [7] РНД3.2-110/1000 или РНД3-1б-110/1000. Согласно условию с учетом вышесказанного из [7] выбираем разъединитель РНД3.2-110/1000 У1 со следующими каталожными данными:

UНОМ = 110 кВ; IНОМ = 1000 А; iпр СКВ = 80 кА; IT = 31,5 кА; tТ = 4 с.

Расчетные данные выбранного разъединителя термическая стойкость:

  кА2×с

Выбор и проверка разъединителя представлены в табл. 13

Таблица 13. Выбор аппаратов напряжением 110 кВ

10.2 Выбор аппаратов напряжением 6 кВ

Выберем ячейки распределительного устройства 6 кВ.

Так как РУНН принято внутреннего исполнения будем устанавливать перспективные малогабаритные ячейки серии "К" с выкатными тележками.

Расчетный ток с учетом расщепления вторичной обмотки трансформаторов ППЭ.

Выбираем малогабаритные ячейки серии К-104 с параметрами: UНОМ = 6 кВ; IНОМ = 1600 А; iпр СКВ = 81 кА; IН откл = 31,5 кА; тип выключателя ВК-10.

Выберем вводные выключатели 6 кВ:

Расчетные данные сети:

Расчетный ток ПАР IР = 1046,75 А

Расчетное время t = tРЗ +tСВ; t = 0,01+0,05 = 0,06 с действующее значение периодической составляющей начального тока КЗ IПО = 9,213 кА было рассчитано в пункте 7.2.

Периодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя:

 кА;

Расчетное выражение для проверки выбранного выключателя по апериодической составляющей полного тока КЗ:

  кА

Расчетный импульс квадратичного тока КЗ:

 кА2×с

Выбираем выключатель ВК-10-1600-20У2 со следующими каталожными данными:

UНОМ = 10 кВ; IНОМ = 1600 А; IН откл = 31,5 кА; b = 20%; iпр СКВ = 80 кА; Iпр СКВ = 31,5 кА; iН вкл = 80 кА; IН вкл = 31,5 кА; tТ = 4 с; tСВ = 0,05 с

Расчетные данные выбранного выключателя: проверка выбранного выключателя по апериодической составляющей полного тока КЗ:

  кА

Проверка по термической стойкости:

  кА2×с

Выбор и проверка выключателя представлены в табл. 14

Выберем выключатель на отходящей линии 6 кВ

Расчетные данные сети:

Расчетный ток ПАР:

  А

Расчетное время

t = tРЗ +tСВ; t = 0,01+0,05 = 0,06 с

Остальные величины имеют те же значения что и для выключения ввода.

Выбираем выключатель ВК-100-630-20У2 со следующими каталожными данными:

UНОМ = 10 кВ; IНОМ = 630 А; IН откл = 20 кА; b = 20%; iпр СКВ = 52 кА; Iпр СКВ = 20 кА; iН вкл = 52 кА; IН вкл = 20 кА; IТ = 20 кА; tТ = 4 с; tСВ = 0,05 с

Расчетные данные выбранного выключателя:

  кА2×с

Выбор и проверка выключателя представлены в табл. 14

Таблица 14. Выбор выключателей 6 кВ

Выберем трансформаторы тока.

Условия их выбора:

1.По номинальному напряжению.

2.По номинальному длительному току.

Условия проверки выбранных трансформаторов:

1.Проверка на электродинамическую стойкость. (если требуется)

2.Проверка на термическую стойкость.

3.Проверка по нагрузке вторичных цепей.

Расчетные данные сети:

Расчетный ток IР = 1046,75 А

Ударный ток КЗ iуд = 25,02 кА

Расчетный импульс квадратичного тока КЗ ВК = 15,28 кА2×с

Согласно условиям выбора их [7] выбираем трансформаторы тока типа ТПШЛ-10 со следующими каталожными данными:

UНОМ = 10 кВ; IНОМ = 1500 А; r2Н = 1,2 Ом; IT = 35 кА; tT = 3 с.

Расчетные данные выбранного трансформатора тока: так как выбран шинный трансформатор тока, то проверка на электродинамическую стойкость не требуется; Проверка термической стойкости:

  кА2×с

Трансформаторы тока (ТТ) включены в сеть по схеме неполной звезды на разность токов двух фаз. Чтобы трансформатор тока не вышел за пределы заданного класса точности, необходимо, чтобы мощность нагрузки вторичной цепи не превышала нормальной: r2Н ³ r2.

Перечень приборов во вторичной цепи ТТ приведен в табл. 16, схема их соединения – на рис. 12.

Таблица. 15. Приборы вторичной цепи ТТ

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11