Вибір і розрахунок схем електропостачання заводу

МО РФ АПТ

Спеціальність 1806

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни електропостачання.

Тема: Вибір і розрахунок схем електропостачання заводу.

Виконав студент групи ЕОЕО-33

Борисенко Андрій Олександрович.

Керівник: Осін Юрій Олексійович.

2004

Зміст

Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3

1. Пояснювальна записка.

1. Вибір роду струму і напруги ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... .5

2. Вибір схеми зовнішнього і внутрішнього електропостачання ... ... ... ... ... 6

2. Розрахункова частина.

2.1. Визначення розрахункових електричних навантажень ... ... .............................. 7

2.2. Вибір числа і потужності цехових трансформаторів та підстанції ... 14

2.3. Розрахунок втрат потужності в трансформаторах ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 19

2.4. Вибір марки і перетину кабелів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .23

2.5. Розрахунок струмів короткого замикання ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .32

2.6. Перевірка вибраних кабелів на термічну стійкість ... ... ... ... 42

2.7. Вибір апаратури і обладнання розподільних пристроїв і трансформаторних підстанцій ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 45

2.8. Компенсація реактивної потужності ... ... ... ... ... ... ... ................................ 56

3. Література.

3.1. Список літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..... 57

Введення.

Розвиток промисловості забезпечується впровадженням новітніх технологій.

Перше місце за кількістю споживаної електроенергії належить промисловості, на частку якої припадає більше шістдесяти відсотків усієї вироблюваної в країні електроенергії. З допомогою електричної енергії наводяться в рух мільйони верстатів і механізмів, висвітлюються приміщення, здійснюється автоматичне керування виробничими процесами. Зараз існують технології, де електроенергія є єдиним енергоносієм.

Промислові підприємства з потужністю вище 1000 кВ складають дев'яносто сім відсотків. Встановлена ​​потужність електрообладнання сучасних металопрокатних цехів досягає 150-200 мВт близько п'ятнадцяти відсотків від потужності електростанції. Енергоємні підприємства мають високий ступінь енергоозброєності й автоматизації. Основою розвитку електроенергетики є спорудження електростанцій великої потужності. У Російській федерації працюють електростанції з потужністю вище 1000 МВт кожна.

В умовах прискорення науково-технологічного прогресу споживання електроенергії в промисловості значно збільшується завдяки створенню гнучких роботизованих та автоматизованих виробництв, так званих безлюдних технологій. Робототехніка використовується частіше за все на тих ділянках промислового виробництва, які становлять небезпеку для здоров'я людей, а також на допоміжних і підйомно-транспортних роботах.

У 1920 році за завданням В. І. Леніна Державною комісією з електрифікації Росії (ГОЕЛРО) був розроблений перший єдиний державний перспективний план відновлення і розвитку народного господарства. Планом ГОЕЛРО на п'ятнадцять років було намічено будівництво великих підприємств і понад тридцять районних електростанцій. У 1935 році план ГОЕЛРО було перевиконано за всіма показниками.

Війна 1941-1945 років принесла величезних збитків народному господарству, але завдяки самовідданій праці радянських людей вже до 1946 року потужність електростанцій СРСР досягла рівня 1940 року.

СРСР є батьківщиною ядерної енергетики. У 1954 році дала струм перша в світі атомна електростанція поблизу міста Обнінська потужністю п'ять мега ват. Через двадцять років потужність одного блоку Ленінградської АЕС перевищила потужність електростанції в Обнінську у двісті разів. Такі блоки потужністю в 1000 МВт стали серійними для багатьох АЕС країни. Одночасно з атомними електростанціями будуються приливні геотермальні, вітрові, сонячні електростанції.

Виробництво електроенергії в нашій країні базується, головним чином, на роботі атомних і теплових електростанцій.

1. Пояснювальна записка.

1. Вибір роду струму і напруги.

Виходячи із завдання економічно доцільно для живлення заводу використовувати лінії з змінним струмом, а не з постійним, так як для харчування заводу постійним струмом потрібно додаткове обладнання, що збільшує витрати на виробництво електроенергії. Двигуни постійного струму на заводі не застосовується тому-то немає необхідності регулювати частоту обертання в великих межах.

Завод можна живити напругою 6 і 10 кВ, але так як відстань від ГПП до заводу два кілометри чотириста метрів, економічно доцільно використовувати напругу лінії 10 кВ при цьому втрати електроенергії будуть менше ніж при напругу 6 кВ.

На заводі присутні високовольтні двигуни напругою 10 кВ мінімальній потужності. 800 кВт, а в завдання сказано, що мінімальна потужність двигунів менше 800 кВт.

Низьковольтні двигуни добре живити від мережі напругою 380 і 660 В. У двигунів напругою 660 В мінімальна потужність 200 кВт. У завдання максимальна потужність не перевищує 100 кВт звідси випливає, що для живлення низьковольтних двигунів приймемо напруга 380 В від цієї ж мережі плекатимемо освітлювальну навантаження.

1.2 Вибір схеми зовнішнього і внутрішнього електропостачання.

У завдання йдеться, що завод є споживачем першої категорії. З цього випливає, що харчування буде проводитися по двох лініях електропередач, від ГПП, де встановлено два трансформатора, економічно доцільно використовувати кабельні лінії прокладені у землі, так як відстань від ГПП до розподільної підстанції менше 10 кілометрів. Кожен трансформатор підключений до окремої лінії, це пов'язано з тим, що при аварії на першій лінії робота буде продовжуватися, тому що друга візьме на себе все навантаження.

Для внутрішнього електропостачання цехів. Харчування високовольтні двигуни від трансформаторів з напругою первинної обмоткі10 кВ вторинної 6 кВ, а для низьковольтних двигунів і освітлювального навантаження встановлюємо трансформатор з напругою первинної обмоткі10 кВ вторинної 0,4 кВ.

2. Розрахункова частина

2.1 Визначення розрахункових електричних навантажень.

а) Визначимо розрахункові електричні навантаження для першої підгрупи.

U ном = 6 кВ

Р ном = 380 кВт

До u = 0.63

Cos j = 0.82

h = 0.87

n = 26

Тут і далі по тексту формул використані скорочення:

U ном - номінальна напруга мережі.

Р ном - номінальний потужність двигуна.

До u - коефіцієнт використання активної потужності.

Cos j - коефіцієнт потужності.

h - коефіцієнт корисної дії.

n - кількість двигунів.

S - повна потужність.

Q - реактивна потужність.

I - струм.

å P ном. - Алгебраїчна сума активних потужностей.

Знайдемо номінальний струм.

Знайдемо число приймачів електроенергії.

Знаючи число приймачів електроенергії знайдемо коефіцієнт максимуму за таблицею.

Знайдемо среднею потужність з формули

.

Знаючи среднею потужність, визначимо максимальну.

Знайдемо повну потужність.

Знаючи повну потужність визначимо реактивну.

Знайдемо максимальний струм.

б) Визначимо розрахункові електричні навантаження для другої підгрупи.

U ном = 0,4 кВ

Р ном = 20 КВт

До u = 0,46

Cos j = 0,86

h = 0,87

n = 84

Знайдемо номінальний струм.

Знайдемо число приймачів електроенергії.

Знаючи число приймачів електроенергії, знайдемо коефіцієнт максимуму за таблицею.

Знайдемо среднею потужність з формули

.

Знаючи среднею потужність, визначимо максимальну.

Знайдемо повну потужність.

Знаючи повну потужність, визначимо реактивну.

Знайдемо максимальний струм.

в) Визначимо розрахункові електричні навантаження для третин підгрупи.

U ном = 0,4 кВ

Р ном = 16 КВт

До u = 0,54

Cos j = 0,82

h = 0,86

n = 82

Знайдемо номінальний струм.

Знайдемо число приймачів електроенергії.

Знаючи число приймачів електроенергії, знайдемо коефіцієнт максимуму за таблицею.

Знайдемо среднею потужність з формули .

Знаючи среднею потужність, визначимо максимальну.

Знайдемо повну потужність.

Знаючи повну потужність, визначимо реактивну.

Знайдемо максимальний струм.

г) Визначимо розрахункові електричні навантаження для четвертої підгрупи.

U ном = 0,4 кВ

Р ном = 70 КВт

До u = 0,52

Cos j = 0,87

h = 0,83

n = 35

Знайдемо номінальний струм.

Знайдемо число приймачів електроенергії.

Знаючи число приймачів електроенергії, знайдемо коефіцієнт максимуму за таблицею.

Знайдемо среднею потужність з формули

.

Знаючи среднею потужність, визначимо максимальну.

Знайдемо повну потужність.

Знаючи повну потужність, визначимо реактивну.

Знайдемо максимальний струм.

д) Визначимо розрахункові електричні навантаження для п'ятої підгрупи.

Р ном = 120 КВт

Cos j = 0,89

U ном = 0,4 кВ

Приймаються До u = 1, К max = 1.

Знайдемо среднею потужність з формули

.

Знаючи среднею потужність, визначимо максимальну.

Знайдемо повну потужність.

Знаючи повну потужність, визначимо реактивну.

Знайдемо максимальний струм.

Всі вихідні і отримані дані заносимо в таблицю

№ 1.Таблиця № 1.

2.2 Вибір числа і потужності цехових трансформаторів і підстанцій.

Вибираємо число підстанцій і потужність трансформаторів для живлення споживачів U = 0.4 кВ, якщо встановлена ​​потужність на підприємстві S = 3776, у складі підприємства є споживачі першої категорії, тому що у складі підприємства є споживачі першої категорії, то для забезпечення надійності і безперебійності електропостачання на кожній трансформаторної підстанції необхідно передбачити установку двох однакових по потужності трансформаторів, завантаження трансформаторів потрібно робити так, в нормальному режимі кожен трансформатор повинен працювати в економічно доцільний режимі, тобто із завантаженням 60-70% від його номінальної потужності. В аварійному режимі, коли один трансформатор відключився, а залишився в роботі трансформатор взяв би на себе навантаження відключилася трансформатора, і його перевантаження становила 20-40%. для харчування низьковольтної навантаження будемо використовувати трансформаторні підстанції, на яких встановлюється спеціальні силові трансформатори ТМЗ.

Ці трансформатори випускають напругою на первинної обмотки 6-10 кВ, а вторинної 0,4 кВ. Номінальної потужності 630, 1000, 1600 кВА.

Припустимо, що в нормальному режимі кожен трансформатор на підстанції працює з коефіцієнтом завантаження 0,65. Коли в аварійному режимі один трансформатор бере на себе подвійну завантаження коефіцієнт завантаження 1,3. Так як ні один з випущених трансформаторів ТМЗ з урахуванням допустимих перевантажень не може взяти на себе все навантаження підприємства то необхідно вибрати кілька трансформаторних підстанцій.

Тут і далі по тексту формул використані скорочення:

S max - максимальна повна потужність.

S п / ст. - Потужність підстанції.

n - кількість підстанцій.

S тр. - Потужність трансформатора.

До З.А - коефіцієнт завантаження в аварійному режимі.

До З.Н - коефіцієнт завантаження в нормальному режимі.

Знайдемо необхідну кількість підстанцій.

1. Визначаємо потужність для двох підстанцій.

Визначаємо ореінтеровочную потужність трансформатора, вважаючи, що в аварійному режимі його коефіцієнт завантаження повинен бути 1,3.

Визначимо коефіцієнт завантаження в нормальному режимі для кожного підваріанти.

1а) Трансформатор потужністю 1000 кВА.

1б) Трансформатор потужністю 1600 кВА.

2) Визначаємо потужність для трьох підстанцій.

Визначаємо ореінтеровочную потужність трансформатора, вважаючи, що в аварійному режимі його коефіцієнт завантаження повинен бути 1,3.

Визначимо коефіцієнт завантаження в нормальному режимі для кожного підваріанти.

2а) Трансформатор потужністю 630 кВА.

2б) Трансформатор потужністю 1000 кВА.

Висновок: З усіх варіантів вибираємо 2б. Орієнтовна потужність трансформатора 630 кВА, вважаємо, що в аварійному режимі його коефіцієнт завантаження повинен бути від 0,6 до 0,7.

Марка трансформатора ТМЗ-1000/10-65 первинна обмотка напругою 10 кВ вторинна 1 кВ.

D Р Х.Х = 3,3 кВА

D Р К.З = 12,3 кВА

U К.З = 5,5%

I Х.Х = 2,8%

Для високовольтної лінії беремо одну трансформаторну підстанцію, в аварійному режимі трансформатор візьме на себе все навантаження і буде перевантажений на 30%, тобто буде працювати з коефіцієнтом завантаження 1,3.

Визначаємо ореінтеровочную потужність трансформатора.

Визначимо коефіцієнт завантаження.

а) Трансформатор потужністю 6300 кВА.

б) Трансформатор потужністю 10000 кВА.

Висновок: З усіх варіантів вибираємо 2а. Орієнтовна потужність трансформатора 630 кВА вважаючи, що в аварійному режимі його коефіцієнт завантаження повинен бути від 0,6 до 0,7.

Марка трансформатора ТМ-6300/10 первинна обмотка напругою 10 кВ вторинна 6,3 кВ.

D Р Х.Х = 12,3 кВА

D Р К.З = 46,5 кВА

U К.З = 6,5%

I Х.Х = 3%

2.5 Розрахунок втрат потужностей в трансформаторах.

Тут і далі по тексту формул використані скорочення:

Q - реактивна потужність.

X - індуктивний опір.

P - активна потужність.

U - напруга.

Розраховуємо втрати потужності у силовому трансформаторі марки

ТМ-6300/10 напруга живильної ланцюга 10 кВ.

S max = 417 кВА,

Знайдемо втрати потужності холостого ходу.

Знайдемо втрати потужності при короткому замиканні.

Визначимо індуктивний опір.

Знаючи індуктивний опір визначимо реактивні втрати трансформатора.

Знайдемо втрати потужності в трансформаторі.

Знайдемо втрати повної потужності у трансформаторі.

Визначаємо повну потужність.

Знаючи повну потужність, знайдемо струм.

Розраховуємо втрати потужності у силовому трансформаторі марки

ТМ-1000/10 напруга живильної ланцюга 10 кВ.

Знайдемо втрати потужності холостого ходу.

Знайдемо втрати потужності при короткому замиканні.

Визначимо індуктивний опір.

Знаючи індуктивний опір, визначимо реактивні втрати трансформатора.

Знайдемо втрати потужності в трансформаторі.

Знайдемо втрати повної потужності у трансформаторі.

Визначаємо повну потужність.

Знаючи повну потужність, знайдемо струм.

Всі вихідні і отримані дані заносимо в таблицю № 2.

Таблиця № 2.

Продовження таблиці № 2.

2.4 Вибір марки і перетину кабелів.

Приймаються наступні довжини кабелів.

L ₁ = 2.4 км.

L ₂ = 50 м.

L ₃ = 200 м.

L ₄ = 200 м.

L _5-7 = 100 м.

Поправочні коефіцієнти на число кабелів лежать поруч в землі або в трубах.

N	1	2	3	4	5	6
k	1	0,9	0,85	0,8	0,78	0,75

Для кабелів прокладених по повітрю поправочні коефіцієнти не враховуються.

Як високовольтних кабелів будемо вибирати марку ААШВ. Як низьковольтних АВВГ (5-7 кабель).

Приймемо економічну щільність струму по ПУЕ j ек = 1,8 А / мм ^2. Ця величина буде використовуватися при виборі високовольтних кабелів.

Для вибору низьковольтних кабелів табличне значення економічної щільності струму збільшуємо на сорок відсотків .

Приймаються X про = 0,08 Ом / км.

Тут і далі по тексту формул використані скорочення:

I - струм.

S ек. - Перетин кабелю.

j ек - економічну щільність струму.

n каб. - Число кабелів.

D U - втрати напруги.

r - активний опір.

h - коефіцієнт корисної дії двигуна.

До _ПК - поправочний коефіцієнт.

1. Вибираємо марку і перетину першого кабелю.

Знайдемо повний струм навантаження.

Визначаємо економічний переріз кабелю.

Знаючи повний струм навантаження, знаходимо струм кабелю.

Визначимо пропускної струм кабелю.

Вибираємо найбільше перетин кабелю, а по ньому найближчим стандартне й тривало допустимий струм по таблиці.

S довгих. доп. = 185 мм ^2, I довгих. доп. = 310 А.

Знайдемо пропускної струм лінії.

Розрахуємо активний опір.

Знаходимо коефіцієнт потужності.

Знаючи cos j, знаходимо за допомогою калькулятора sin j.

Розрахуємо втрати напругу.

Так як втрати напруги менше п'яти відсотків значить кабель марки ААШВ-10-3 (3 C 185) вибраний правильно і підходить за довго допустимому току.

2. Вибираємо марку і перетину другого кабелю.

Знайдемо повний струм навантаження.

Визначаємо економічний переріз кабелю.

Знаючи повний струм навантаження, знаходимо струм кабелю.

Визначимо пропускної струм кабелю.

Вибираємо найбільше перетин кабелю, а по ньому найближчим стандартне й тривало допустимий струм по таблиці.

S довгих. доп. = 240 мм ^2, I довгих. доп. = 270 А.

Знайдемо пропускної струм лінії.

Розрахуємо активний опір.

Знаходимо коефіцієнт потужності.

Знаючи cos j, знаходимо за допомогою калькулятора sin j.

Розрахуємо втрати напругу.

Так як втрати напруги менше п'яти відсотків значить кабель марки ААШВ-10-2 (3 C 240) вибраний правильно і підходить за довго допустимому току.

3. Вибираємо марку і перетину третій кабелю.

Знайдемо повний струм навантаження.

Визначаємо економічний переріз кабелю.

Знаючи повний струм навантаження, знаходимо струм кабелю.

Вибираємо найбільше перетин кабелю, а по ньому найближчим стандартне й тривало допустимий струм по таблиці.

S довгих. доп. = 50 мм ^2, I довгих. доп. = 105 А.

Знайдемо пропускної струм лінії.

Розрахуємо активний опір.

Знаходимо коефіцієнт потужності.

Знаючи cos j, знаходимо за допомогою калькулятора sin j.

Розрахуємо втрати напругу.

Так як втрати напруги менше п'яти відсотків значить кабель марки ААШВ-10-(3 C 50) вибраний правильно і підходить за довго допустимому току.

Вибираємо марку і перетину четвертого кабелю.

Знайдемо повний струм навантаження.

Визначаємо економічний переріз кабелю.

Знаючи повний струм навантаження, знаходимо струм кабелю.

Вибираємо найбільше перетин кабелю, а по ньому найближчим стандартне й тривало допустимий струм по таблиці.

S довгих. доп. = 35 мм ^2, I довгих. доп. = 85 А.

Знайдемо пропускної струм лінії.

Розрахуємо активний опір.

Знаходимо коефіцієнт потужності.

Знаючи cos j, знаходимо за допомогою калькулятора sin j.

Розрахуємо втрати напругу.

Так як втрати напруги менше п'яти відсотків значить кабель марки ААШВ-6-(3 C 35) вибраний правильно і підходить за довго допустимому току.

Вибираємо марку і перетину п'ятого кабелю.

Знайдемо повний струм навантаження.

Визначаємо економічний переріз кабелю.

Знаючи повний струм навантаження, знаходимо струм кабелю.

Вибираємо найбільше перетин кабелю, а по ньому найближчим стандартне й тривало допустимий струм по таблиці.

S довгих. доп. = 16 мм ^2, I довгих. доп. = 55 А.

Знайдемо пропускної струм лінії.

Розрахуємо активний опір.

Знаходимо коефіцієнт потужності.

Знаючи cos j, знаходимо за допомогою калькулятора sin j.

Розрахуємо втрати напругу.

Так як втрати напруги менше п'яти відсотків значить кабель марки АВВГ-1-(3 C 16 +1 C 10) вибраний правильно і підходить за довго допустимому току.

4. Вибираємо марку і перетину шостого кабелю.

Знаючи повний струм навантаження, знаходимо струм кабелю.

Визначаємо економічний переріз кабелю.

Знаючи повний струм навантаження, знаходимо струм кабелю.

Вибираємо найбільше перетин кабелю, а по ньому найближчим стандартне й тривало допустимий струм по таблиці.

S довгих. доп. = 16 мм ^2, I довгих. доп. = 55 А.

Знайдемо пропускної струм лінії.

Розрахуємо активний опір.

Знаходимо коефіцієнт потужності.

Знаючи cos j, знаходимо за допомогою калькулятора sin j.

Розрахуємо втрати напругу.

Так як втрати напруги менше п'яти відсотків значить кабель марки АВВГ-1-(3 C 16 +1 C 10) вибраний правильно і підходить за довго допустимому току.

5. Вибираємо марку і перетину сьомого кабелю.

Знайдемо повний струм навантаження.

Визначаємо економічний переріз кабелю.

Знаючи повний струм навантаження, знаходимо струм кабелю.

Вибираємо найбільше перетин кабелю, а по ньому найближчим стандартне й тривало допустимий струм по таблиці.

S довгих. доп. = 95 мм ^2, I довгих. доп. = 155 А.

Знайдемо пропускної струм лінії.

Розрахуємо активний опір.

Знаходимо коефіцієнт потужності.

Знаючи cos j, знаходимо за допомогою калькулятора sin j.

Розрахуємо втрати напругу.

Так як втрати напруги менше п'яти відсотків значить кабель марки АВВГ-1-(3 C 95 +1 C 35) вибраний правильно і підходить за довго допустимому току.

2.5 Розрахунок струмів короткого замикання.

Побудуємо схему заміщення для розрахунку струмів короткого замикання.

За базисну потужність приймаємо потужність трансформатора встановленого на ГПП S б = 16 МВА.

Тут і далі по тексту формул використані скорочення:

S б - повна базисна потужність.

I б - базисний струм.

U ном. - Номінальна напруга.

X б - базисна індуктивний опір.

r б - базисна реактивний опір.

Визначимо базисні струми для всіх точок короткого замикання.

Для точок К1; К2; K 5 базисні струми рівні.

Для точок К3 і К4 базисні струми рівні.

Для точки К6 базисні струми рівні.

Визначаємо відносні базисні опору для елементів розрахункової схеми:

1. Для першого трансформатора враховується тільки індуктивні опору.

2. Для першої кабельної лінії необхідно розраховувати активні та індуктивні опору.

3. Для другої кабельної лінії необхідно розраховувати активні та індуктивні опору.

4. Для третьої кабельної лінії необхідно розраховувати активні та індуктивні опору.

5. Для другого трансформатора враховується тільки індуктивні опору.

6. Для четвертого кабельної лінії необхідно розраховувати активні та індуктивні опору.

7. Для третього трансформатора враховується тільки індуктивні опору.

Визначаємо сумарні відносні базисні опору для точок К1, К2, К3, К4, К5, К6 і розраховуємо струми і потужності коротких замикань в цих точках.

1. Точка К1.

Визначаємо індуктивний опір.

Знаходимо струм в точки К1.

Визначаємо потужність короткого замикання.

Знаходимо ударний струм.

2. Точка К2.

Визначаємо індуктивний опір.

Розрахуємо активний опір.

- Значить, активний опір необхідно враховувати.

Повний опір буде знаходиться так:

Знаходимо струм в точці К2.

Визначаємо потужність короткого замикання.

Знаходимо ударний струм.

3. Точка К3.

Визначаємо індуктивний опір.

Розрахуємо активний опір.

- Значить, активний опір необхідно враховувати.

Повний опір буде знаходиться так.

Знаходимо струм в точці К2.

Визначаємо потужність короткого замикання.

Знаходимо ударний струм.

4. Точка К4.

Визначаємо індуктивний опір.

Розрахуємо активний опір.

- Значить, активний опір не враховується.

Знаходимо струм в точці К2.

Визначаємо потужність короткого замикання.

Знаходимо ударний струм.

5. Точка К5.

Визначаємо індуктивний опір.

Розрахуємо активний опір.

- Значить, активний опір необхідно враховувати.

Повний опір буде знаходитися так.

Знаходимо струм в точці К2.

Визначаємо потужність короткого замикання.

Знаходимо ударний струм.

6. Точка К6.

Визначаємо індуктивний опір.

Знаходимо струм в точки К1.

Визначаємо потужність короткого замикання.

Знаходимо ударний струм.

2.6 Перевірка вибраних кабелів на термічну стійкість до струмів короткого замикання.

Мінімальний перетин кабелю по термічній стійкості і струмів короткого замикання визначається за формулою.

a - коефіцієнт термічної стійкості, для алюмінію він дорівнює дванадцяти.

I до - струм короткого замикання в кінці кабелю.

tn - приведений час, який визначається за кривими.

tn = | (t, b ").

Так як точки короткого замикання знаходяться на великій відстань від джерела живлення то можна вважати I к = I ¥ = I "= In

b "= 1

t - дійсне час протікання струму короткого замикання від моменту виникнення до моменту відключення короткого замикання, цей час складається з часу спрацьовування захисту і часу спрацьовування вимикача.

t = t захисту + t вик.

Захист повинна бути виконана за ступінчастому ознакою, тобто кожна наступна захист, рахуючи від споживача до джерела харчування має бути більше за часом на щабель часу (D t).

Приймемо D t = 0,5 с.

Приймемо час спрацьовування захисту першої ступені t защ.1 = 0,5 с.

Орієнтуючись на використання вакуумних високовольтних вимикачів приймемо власний час спрацьовування вимикача при відключення t вик. = 0,1 с, тоді дійсний час першого ступеня захисту буде t 1 = t захи. + T вик. = 0,5 + 0,1 = 0,6 с.

Час другого ступеня захисту t 2 = t 1 + D t + t вимк .= 0,6 +0,5 +0,1 = 1,2 с.

Дійсне час третин захисту t 3 = t 2 + D t + t викл. = 1.2 +0.5 +0.1 = 1.8 c.

Користуючись кривими для визначення наведеного часу, знаходимо його.

Для першого ступеня tn 1 = 0,68 з,

другого ступеня tn 2 = 0.92 с,

третин щаблі tn 3 = 1,22 с.

Визначимо мінімальний переріз першого кабелю по термічній стійкості.

За термічної стійкості перший кабель марки

ААШВ-10-3 (3 C 185) підходить, так як 107 <3 C 185.

Визначимо мінімальний перетин другого кабелю по термічній стійкості.

За термічної стійкості перший кабель марки

ААШВ-10-2 (3 C 240) підходить, так як 79 <3 C 240.

Визначимо мінімальний переріз третій кабелю по термічній стійкості.

За термічної стійкості перший кабель марки

ААШВ-10-(3 C 50) не підходить, так як 53> 50 значить вибираємо кабель марки ААШВ-10-(3 C 70).

Визначимо мінімальний переріз четвертого кабелю по термічній стійкості.

За термічної стійкості перший кабель марки

ААШВ-6-(3 C 35) не підходить, так як 60> 35 значить вибираємо кабель марки ААШВ-6-(3 C 70).

2.7 Вибір апаратури і устаткування розподільчих підстанцій.

1. Вибір апаратури і обладнання на РУ-10 кВ.

На РУ-10 кВ вибираємо високовольтні вимикачі і трансформатори струму. Вимикачі убирається по номінальному струмі і номінальній напрузі, місця установки і перевіряються на здатність, що відключає на термічну та динамічну стійкість до струмів короткого замикання.

Орієнтуємося на використання комплектних розподільчих пристроїв типу КРУ і вакуумні вимикачі струму ВВТЕ-М.

Вакуумні вимикачі випускаються на напругу 6 кВ та 10 кВ.

Номінальні струм 630, 1000, 1600.

Вибираємо вступної вимикач.

,

де I рас. - Розрахунковий струм.

I n - струм кабелю.

S - потужність трансформатора.

Попередньо вибираємо вимикач на 1000 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 3.

Так як ні один з розрахункових величин не перевищує відповідного значення допустимої величини, то остаточно приймаємо до установки вимикач ВВТЕ-М-10-20-1000.

Вибираємо на введення трансформатора струму.

Трансформатори струму вибираємося з номінальній напрузі і номінальному току першої обмотки і перевіряються на термічну та динамічну стійкість до струмів короткого замикання. Трансформатори струму виготовляються на такі номінальні струми первинної обмотки: 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1500, 2000 і при струмі на вторинній обмотці п'ять ампер.

а введення попередньо вибираємо трансформатор струму на 800 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 4.

За термічної та динамічної стійкості попередньо прийнятий трансформатор струму підходить, і остаточно приймаємо

трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-800/5.

2. Вибираємо секційний вимикач на РУ-10 кВ.

Визначаємо розрахунковий струм.

Попередньо вибираємо вимикач на 630 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 5.

Так як ні один з розрахункових величин не перевищує відповідного значення допустимої величини, то остаточно приймаємо до установки вимикач ВВТЕ-М-10-20-630.

Для цього вимикача попередньо вибираємо трансформатор струму на 400 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 6.

За термічної та динамічної стійкості попередньо прийнятий трансформатор струму підходить, і остаточно приймаємо

трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-400/5.

3. Вибираємо вимикач на трансформатор.

S = 6300 кВА

I рас. = 534 А

Попередньо вибираємо вимикач на 630 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 7.

Так як ні один з розрахункових величин не перевищує відповідного значення допустимої величини, то остаточно приймаємо до установки вимикач ВВТЕ-М-10-20-630.

Для цього вимикача попередньо вибираємо трансформатор струму на 600 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 8.

За термічної та динамічної стійкості попередньо прийнятий трансформатор струму підходить, і остаточно приймаємо

трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-600/5.

4. Вибираємо вимикач на трансформатор.

S = жовтня 2000 кВА

I рас. = 79 А

Попередньо вибираємо вимикач на 630 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 9.

Так як ні один з розрахункових величин не перевищує відповідного значення допустимої величини, то остаточно приймаємо до установки вимикач ВВТЕ-М-10-20-630.

Для цього вимикача попередньо вибираємо трансформатор струму на 100 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 10.

За термічної та динамічної стійкості попередньо прийнятий трансформатор струму підходить, і остаточно приймаємо трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-600/5.

Для контролю ізоляції та вимірювань на кожній секції РУ-10 кВ встановлюємо по одному трансформатору напруги типу NTM-10-66.

Для захисту цього трансформатора то коротких замикань підключаємо його через плавкий запобіжник ПКТ-10.

Для захисту апаратури і обладнання від перенапруг на каждою секції встановлюємо по комплекту вентильних розрядників РВП-10.

Для захисту кабельних ліній від однофазних замикань на землю на кожен кабель встановлюємо трансформатор струму нульової послідовності типу ТЗЛ. На кожній секцій передбачаємо по одній резервної осередку з таким же вимикачем як на вступній осередки.

1. Вибір апаратури і обладнання на РУ-6 кВ.

Розрахунковий струм для вибору вступного вимикача буде.

,

де I рас .- струм розрахунковий.

n - кількість двигунів.

I ном. дв. - Номінальний струм двигуна.

Для контролю ізоляції та вимірювань на кожній секції РУ-10 кВ встановлюємо по одному трансформатору напруги типу NTM-10-66.

Для захисту цього трансформатора то коротких замикань підключаємо його через плавкий запобіжник ПКТ-10.

Для захисту апаратури і обладнання від перенапруг на каждою секції встановлюємо по комплекту вентильних розрядників РВП-10.

Для захисту кабельних ліній від однофазних замикань на землю на кожен кабель встановлюємо трансформатор струму нульової послідовності типу ТЗЛ. На кожній секцій передбачаємо по одній резервної осередку з таким же вимикачем як на вступній осередки.

Розраховуємо струм для вибору вступного вимикача на РУ-6 кВ.

Попередньо вибираємо вимикач на 1600 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 11.

Так як ні один з розрахункових величин не перевищує відповідного значення допустимої величини, то остаточно приймаємо до установки вимикач ВВТЕ-М-10-20-1600.

Для цього вимикача попередньо вибираємо трансформатор струму на 1500 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 12.

За термічної та динамічної стійкості попередньо прийнятий трансформатор струму підходить, і остаточно приймаємо

трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-1500/5.

2. Вибираємо секційний вимикач.

Попередньо вибираємо вимикач на 1000 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 13.

Так як ні один з розрахункових величин не перевищує відповідного значення допустимої величини, то остаточно приймаємо до установки вимикач ВВТЕ-М-10-20-1000.

Для цього вимикача попередньо вибираємо трансформатор струму на 800 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 14.

За термічної та динамічної стійкості попередньо прийнятий трансформатор струму підходить, і остаточно приймаємо

трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-800/5.

3. Видирає вимикач для живлення двигуна.

I рас .= I дв .= 51 А

Попередньо вибираємо вимикач на 630 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 15.

Так як ні один з розрахункових величин не перевищує відповідного значення допустимої величини, то остаточно приймаємо до установки вимикач ВВТЕ-М-10-20-630.

Для цього вимикача попередньо вибираємо трансформатор струму на 100 ампер.

Складаємо порівняльну таблицю.

Таблиця № 16.

За термічної та динамічної стійкості попередньо прийнятий трансформатор струму підходить, і остаточно приймаємо трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-100/5.

Вибір апаратури і обладнання на РУ-0, 4 кВ

Для живлення низьковольтних споживачів вибираємо комплектні трансформаторні підстанції і відповідно до комплектним розподільних пристроїв КРУ-0, 4 кВ.

Як комутаційної апаратури використовуємо автоматичні вимикачі на вступних і секційних осередках використовуємо вимикачі типу Е-25 (електрон на 2500 А).

Для живлення зосереджених навантажень двигунів великої потужності використовуємо автоматичні вимикачі марки АВМ (автомат повітряний модернізований).

Для живлення малопотужних споживачів використовуємо автоматичні вимикачі серії А-3000.

Для цілей вимірювання та обліку електроенергії будемо використовувати трансформатори струму котушкового типу марки ТК.

2.8 Компенсація реактивної потужності.

Згідно керівних вказівок щодо підвищення cos j в установках промислових підприємств рекомендується:

1. При необхідної потужності компенсуючих пристроїв менше 5000 кВАр і напругу 6 кВ необхідно використовувати батареї статичних конденсаторів, а при напругу до 1000 В у всіх випадках використовуються статичні конденсатори. При розрахунку необхідної потужності конденсаторних батарей припускаємо, що cos j після компенсації повинен бути cos j = 0,94

2. Високовольтні навантаження компенсують установкою високовольтних конденсаторів, а низьковольтні низьковольтними конденсаторами.

Вибираємо компенсуючі пристрої на РУ-6 кВ, необхідна компенсує потужність визначається за формулою.

, Квар

a = 0,9 - коефіцієнт враховує можливе підвищення cos j способами не пов'язаними з установкою конденсаторних батарей.

P - розрахункова активна потужність установки.

tg j 1 - тангенс кута зсуву фаз відповідний коефіцієнту до комутації.

Беремо два комплекти конденсаторних установок марки КК-6-1125ЛУЗ; КК-6-1125ПУЗ.

Визначаємо дійсний розрахунковий cos j.

cos j = 0,99

Вибираємо компенсуючі пристрої на РУ-0, 4 кВ, необхідна компенсує потужність визначається за формулою.

Беремо один комплект конденсаторних установок марки КК-0 ,38-320Н.

Визначаємо дійсний розрахунковий cos j.

cos j = 0,96

3. Список літератури:

1. Б.Ю. Липкин: «Електропостачання промислових підприємств і установок». Москва. Вища школа. 1990 рік.

2. «Довідник з проектування електропостачання лінії електропередачі і мереж». (Під редакцією Я. М. Большама, В. І. Круповіча, М. Самоверова). Москва. Енергія. 1984 рік.

3. «Довідник з електропостачання промислових підприємств».

(Під редакцією А. А. Федорова, Г. В. Сербиновского). Москва. Енергія. 1991 рік.

4. "Правила улаштування електроустановок (ПУЕ)». Москва. Вища. 2000 рік.

5. Федоров. А. А., старне. Л. Є. «Навчальний посібник для курсового і дипломного проектування». Москва. Вища. 1987 рік.