Проект системы электроснабжения оборудования для группы цехов "Челябинского тракторного завода – Уралтрак"

Таблица 5.1 – Проверка кабелей на термическую стойкость

Допустимый ток кабеля с учетом условий его прокладки:

,                                                                    (5.3)

где Кп – поправочный коэффициент на число параллельно прокладываемых кабелей;

Kt – поправочный коэффициент на температуру среды, в которой прокладывается кабель;

Nк- число прокладываемых кабелей.

Допустимая перегрузка кабеля в послеаварийном режиме:

 ,                                                              (5.4)

 где КАВ – коэффициент перегрузки.

Потеря напряжения в кабельной линии определяется по формуле:

где Рр, Qp - расчетная активная и реактивная нагрузки.

xо, rо- удельное индуктивное и активное сопротивление кабеля, Ом/км.

Результаты расчётов приведены в таблице 5.2.

6. Расчет токов короткого замыкания

Мощность короткого замыкания в месте присоединения линии, питающей главную понизительную подстанцию значительно больше мощности потребляемой предприятием, поэтому допускается принимать периодическую составляющую тока К.З. от энергосистемы неизменной во времени: Iк = In.o = In.t.

Для расчетов токов короткого замыкания составляется исходная электрическая схема, на которой показываются источники питания точек короткого замыкания, расчетные точки и токи между ними. Схема приведена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Электрическая схема для расчета токов к.з.

Для выбора электрооборудования СЭС предприятия производим расчет токов К.З. в следующих точках:

К-1 и К-2 – в схеме внешнего электроснабжения;

К-3 – в распределительном устройстве напряжением 10 кВ ГПП;

К-4 – в электрической сети напряжением 0,4 кВ.

Расчет токов К.З. в точках К-1 и К-2 проводился в разделе «Технико-экономическое обоснование схемы внешнего электроснабжения предприятия».

К.З. в точке К1:

Uср=115 кВ; Iк1=Iпо=Int=25,1 кА

Iу=61,06 кА.

Ia.t = 4,81 кА.

Sк.ст=5000 МВ·А.

К.З. в точке К2:

Uср=115 кВ; Iк2=Iпо=Int=19,1 кА

Iу=45,91 кА.

Ia.t = 2,01 кА.

Sк.ст=3803,57 МВ·А.

Расчет токов к.з. в точке К-3.

Сопротивление трансформатора главной понизительной подстанции:

 о.е,

 о.е.

Сопротивление кабельных линий находим по формуле:

 Хл = ;                                                                         (6.1)

 о.е.

Сопротивление СД определяется по формуле:

 о.е,

Далее проведу распределение Хн.тр по лучам схемы:

Рисунок 6.2 - Электрическая схема замещения

Хс.эк = Хс+Хкл+Хв.тр = 0,2 + 0,06 + 0,53 = 0,79 о.е,

Хсд.эк = Хсд + Хкл +Хн.тр= 30+0,11+7,35=37,546 о.е,

о.е,

Коэффициенты:

о.е,

о.е,

о.е,

Результирующее сопротивление со стороны ЭС и СД:

о.е.

о.е.

о.е.

Определяю базисный ток:

Iб = ,                                                                                    (6.2)

Iб = .

Токи по лучам:

кА.

кА.

кА.

Тогда периодическая составляющая тока к моменту t=0 будет

Iк3=Iс + Iсд + Iсд1=8,79 кА.

Принимаем постоянной в течение всего процесса замыкания.

 кА.

Все результаты расчетов приведены в таблице 6.1.

К.З. в точке К4

Расчет токов к.з. в установках до 1000 В производится в именованных единицах, при этом сопротивления всех элементов, входящих в схему замещения, ввиду малости их величин выражают в миллиомах (мОм).

Суммарное сопротивление системы до цехового трансформатора принимаем равным нулю.

Ток короткого замыкания в точке К-4 (периодическая составляющая принимается постоянной в течение всего процесса замыкания) определим по формуле:

где Uc,hom - среднее номинальное напряжение ступени.

rs и хъ— суммарные активное и реактивное сопротивления короткозамкнутой цепи в состав которых входят:

гт и хт сопротивления трансформатора TM-1000; rт=1,9 мОм, хт=8,6 мОм (JI2, Таблица 2.50)

га и ха сопротивления токовых катушек расцепителей автоматического выключателя ВА 53-39 при Iном=2500 А; га=0,13 мОм, ха=0,07 мОм (Л2, Таблица 2.54)

rк сопротивление контактов; rк=0,03 мОм (Л2, Таблица 2.55)

 rΣ = 1,9 + 0,13 + 0,03 = 2,06 мОм; хΣ = 8,6 + 0,07 = 8,67 мОм.

 Подставим все найденные значения в формулу:

кА.

Определим ударный ток и наибольшее действующее значение тока к.з. в точке К-4, где Ку =1,6- ударный коэффициент (Л2 таблица 2.45)

 кА.

Все результаты расчетов приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Мощность и токи коротких замыканий

6.       Выбор электрооборудования системы электроснабжения предприятия

6.1 Выбор трансформаторов собственных нужд главной понизительной подстанции

Приемниками собственных нужд подстанции являются оперативные цепи, электродвигатели систем охлаждения трансформаторов, освещение, электроподогрев коммутационной аппаратуры ВН и шкафов, установленных на открытом воздухе, связь, сигнализация, система пожаротушения, система телемеханики и т.д. Мощность потребителей СН невелика, поэтому они присоединяются к сети 380/220 В, которая получает питание от понижающих трансформаторов.

Устанавливаем 2 трансформатора собственныъх нужд мощностью:

Sтсн = Sн.т ∙ 0,5%

Sтсн = 25000 ∙ 0,005 = 125 кВА.

Принимаем к установке ТМ-160/10, который присоединяется к шинам 10 кВ через предохранители, так как Sтсн < 200 кВА.

Ток предохранителя:

Iп =  А.

Устанавливаем предохранитель типа: ПКТ-101-20-31,5У3

6.2 Выбор типа распределительных устройств на низкой стороне главной понизительной подстанции, выключателей, трансформаторов тока и напряжения.

I. КРУ КЭ-10/20 комплектуется следующим оборудованием:

– выключатели серии VF

– разъединитель штепсельный РВР-10

– трансформаторы тока ТОЛ-10, ТЛК-10, ТШЛ-10

– трансформаторы напряжения ЗНОЛ.09, НОЛ.08

– трансформатор тока нулевой последовательности ТЗЛМ.

II. Выбор выключателей, установленных на вводе в комплектные распределительные устройства а также секционного выключателя.

Номинальный ток силового трансформатора:

А,

Максимальный (послеаварийный) ток силового трансформатора:

А,

Таблица 7.1 - Проверка выключателей 10 кВ

В качестве выключателей отходящих линий принимаем выключатели этого же типа.

III. Выбор трансформаторов тока на вводе в распределительное устройство 10 кВ главной понизительной подстанции.

Таблица 7.2 - Выбор трансформаторов тока

Вторичная нагрузка ТТ: амперметр, ваттметр, расчетные счетчики активной и реактивной энергии.

Рисунок 7.1 -Схема вторичных токовых цепей трансформатора тока 10 кВ.

Проверку ТА по вторичной нагрузке проводим, пользуясь схемой включения и каталожными данными приборов. Определим нагрузку по фазам для наиболее загруженного трансформатора тока. Данные внесем в таблицу 7.3.

Таблица 7.3 - Нагрузка трансформаторов тока

Из таблицы 7.3 видно, что наиболее загружены трансформаторы тока фазы А, тогда общее сопротивление приборов:

 Ом.

Допустимое сопротивление проводов:

rпров = z2ном - rприб - rконт ,

где z2ном = 0,8– для класса точности 0,5;

rконт = 0,07 Ом – для трех приборов;

rпров = 0,8 − 0,2 − 0,07 = 0,53 Ом.

Принимаем кабель с алюминиевыми жилами, ориентировочная длина которого 4 метра. Так как трансформаторы тока соединены в неполную звезду, значит , тогда сечение соединительных проводов:

q =  ,

q =  мм2.

Правила устройства электроустановок регламентирует минимальное сечение для алюминиевых проводов 4 мм2, поэтому принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами S = 4 мм2.

Схема включения приборов, выбранных на секционном выключателе главной понизительной подстанции, представленной на рисунке 7.2.

Рисунок 7.2 - Схема цепей трансформатора тока секционного выключателя 10 кВ

Проверку ТА по вторичной нагрузке проводим, пользуясь схемой включения и каталожными данными приборов. Определим нагрузку по фазам для наиболее загруженного трансформатора тока. Данные приведены в таблице 7.4.

Таблица 7.4 - Нагрузка трансформаторов тока

Из таблицы 7.4 видно, что наиболее загружены трансформаторы тока А и В, тогда общее сопротивление приборов:

rприб = Ом.

Допустимое сопротивление проводов:

rпров =  rприб − rконт,

где = 0,8 – для класса точности 0,5;

 rконт = 0,05 Ом – для одного прибора;

rпров = 0,8 − 0,02 − 0,05 = 0,73 Ом.

Принимаем кабель с алюминиевыми жилами, ориентировочная длина которого 4 метра. Так как трансформаторы тока соединены в неполную звезду, значит lрасч = , тогда сечение соединительных проводов:

q = мм2.

Правила устройства электроустановок регламентирует минимальное сечение для алюминиевых проводов 4 мм2, поэтому принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами S = 4 мм2.

IV. Трансформатор напряжения устанавливаем на каждую секцию сборных шин главной понизительной подстанции. Принимаем к установке 3×ЗНОЛ 09.10, с паспортными данными: Uном = 10 кВ, S2ном = 3×150 = 450 ВА, работающий в классе точности 1. К нему подключаются все измеритнльные приборы данной секции шин. Подсчет вторичной нагрузки приведен в таблице 7.5.

Таблица 7.5 - Нагрузка трансформаторов напряжения

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения:

S2 =  ВА,

т.к. 150<450 , S2 < S2ном, т.е. трансформатор напряжения будет работать в заданном классе точности.

Для соединения трансформаторов напряжения с приборами принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами сечением 4 мм2 по условию механической прочности. Трансформатор напряжения присоединяется к сборным шинам через предохранитель типа ПКН-001-10У3 и втычной разъединитель.

6.3 Выбор соединения силового трансформатора с КРУ - 10 кВ

Соединение может осуществляться гибким подвесным токопроводом, шинным мостом или закрытым комплектным токопроводом. Выбираем комплектный токопровод ТЗК-10-1600-51. Все расчетные и каталожные данные приведены в таблице 7.6.

Таблица 7.6 – Выбор комплектного токопровода

Выбор изоляторов не производим, т.к. они комплектны с токопроводом.

6.4 Выбор выключателей напряжением 10 кВ схемы внутреннего электроснабжения и соответствующих трансформаторов тока

Выбор выключателей напряжением 10 кВ схемы внутреннего электроснабжения, а также соответствующие трансформаторы тока приведены в таблице 7.7.

Таблица 7.7 - Выключатели 10 кВ

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8