Электроснабжение деревообрабатывающего комбината

 

   Таблица 4.2

Расчет  мощности на шинах напряжением 10 кВ

Наименование	Рр, кВт	Qр, кВар	Sр, кВА
Итого на шинах 0,4 кВ	7712,09	6693
∑∆Ртр, ∑∆Qтр  +	162,4	930,3
Освещение Р0.4 (10%) +	771,2	669,3
QНБК    -		–7∙600=4200
QВБК    -		–2∙450=900
СД    -	2560	–1228,8
Итого на шинах 10 кВ	11’205,7	1’963,8	11’376,5

5 Технико – экономические сравнения вариантов внешнего электроснабжения

Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим два варианта

1. ЛЭП 115 кВ;
2. ЛЭП 37 кВ;

Ниже  приведен рисунок 5.1. В котором изображена схема внешнего электроснабжения по первому варианту ЛЭП 115 кВ

5.1 Выбираем электрооборудование по 1 варианту

Выбираем  трансформаторы ГПП

S_р.гпп = = = 11’459,8 кВА

а) Рассмотрим 2 трансформатора мощностью 10000 кВА

К_З=

б) Рассмотрим 2 трансформатора мощностью 16000 кВА

К_З=

Принимаем 2 трансформатора мошностью 10’000 кВА; К_з=0,57;

Типа ТДН–10’000-110/6,3

 

  Таблица 5.1

       Паспортные данные трансформатора ГПП

Тип трансформатора	SH, МВА	ВН	НН			Uк, %	Ixx, %
ТДН – 10000-110/6,3	10	115	6,6	14	58	10,5	0,9

 

Определим потери мощности в трансформаторах ГПП

 

 

 

 

 

Определим потери эл. энергии в трансформаторах ГПП

 

()

 

=(14+4000+2405580,7²)= 72’364,1 кВтч

 

где

Т_М=4000 ч – число часов включения, для двухсменной работы.

 

Выбираем сечение проводов ЛЭП 110 кВ

Определим мошность проходяшую по ЛЭП

 = ==11’601,6 кВА

 

       

 

Определим сечение по экономической плотности тока

=1.1 А/мм² для ВЛ

а)      F_Э=   

принимаю  ближайшее сечение по справочнику 35 мм²

Проверка выбранного сечения

б) по условию потерь на «корону». Для ВЛ-110 кВ минимальное сечение 70 мм²

 

в) на нагрев рабочим током

 

г) по аварийному режиму

1,3

Провод полностью соответ. условиям, окончательно принимаю провод марки АС–70,

Определим потери электрической энергии в ЛЭП 110 кВ

 3

2=

где R=r₀

 

Расчет тока КЗ в относительных  единицах

На  рисунке 5.2 приведена схема замещения для расчета токов КЗ

            х_с

110кВ                           к-1

                   х_лэп110

                                            110кВ  к-2

Х_тр.гпп

6кВ

 

Рисунок 5.2 Схема замещения для расчета токов КЗ

 

 

 

 

I_К-1=

I_К-2=

 

 

[Схема замещения представлена на рисунке 5.1.1]

Мощность  КЗ:

 

 

 

Выбор выключателей, разъединителей, отделителей  и короткозамыкателей       на напряжение 110 кВ

Выбираем  выключатель В1, В2

МКП-110-630-20У1; (630А ближайшее значение найденное по справочнику)

;            

 

 

 

Разъединители выбираются также как и выключатели, только не проверяются на отключающую способность

 

I_Н=1000 А;         

 

 

Выбираем на каждую линию разъединитель РНДЗ2-СК-110/1000У1,  разъединитель для наружной установки с 2 заземляющими ножами.   

 

 

 

Отделители

I_Н=1000 А;     

 

 

 

Выбираем отделитель ОД–110/1000УХЛ1

 

Короткозамыкатели  

U_H=110 кВ;                   

 

 

Выбираем короткозамыкатель  КЗ-110Б-У1

Все выбранные  оборудования соответствуют условию выбора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3 Выбираем электрооборудование по 2 варианту

На рисунке 5.3 изображена схема внешнего электроснабжения по второму варианту на 37 кВ

 

Выбираем  трансформаторы ГПП

S_р.гпп = = = 11’459,8 кВА

Рассмотрим 2 трансформатора мощностью 10000 кВА

К_З=

Принимаем 2 трансформатора мошностью 10000 кВА; К_з=0,57;

Типа  ТДН–10000/35/6,3

 

Таблица 5.2

Паспортные  данные трансформатора ГПП

Тип трансформатора	SH, МВА	ВН	НН			Uк, %	Ixx, %
ТДН – 10000/35/6,3	10	35	6,3	14,5	65	7,5	0,8

 

Определим потери мощности в трансформаторах ГПП

 

 

 

 

Определим потери эл. энергии в трансформаторах ГПП

()

=(14,5+4000+2405650,57²)=54’804,5 кВтч

где

Т_М=4000 ч – число часов включения, для двухсменной работы.

 

 

 

 

Выбираем  сечение проводов ЛЭП 35 кВ

Определим мошность проходяшую по ЛЭП

 = = =11’615,9 кВА

        

Определим сечение по экономической плотности тока

=1.1 А/мм² для ВЛ

а)      F_Э=  

 принимаю ближайшее  сечение по справочнику 95 мм²,

 

Проверка выбранного сечения

б) по условию потерь на «корону». Для ВЛ-110 кВ минимальное сечение 70 мм²

в) на нагрев рабочим током

 

г) по аварийному режиму

1,3

Провод полностью соответ. условиям, окончательно принимаю провод марки АС–95,

 

Определим потери электрической  энергии в ЛЭП 35 кВ

 3

 2=

где R=r₀

 

 

 

Расчет тока КЗ в относительных единицх

На рисунке 5.4 изображена схема замещения для расчета тока КЗ

            х_с

                                            115кВ                          

                   Х_тр.с

                                            37кВ  к-1

 Х_лэп35

                                             37кВ к-2

 Х_тр.гпп

 6,3кВ

 

Рисунок 5.4 Схема замещения для расчета тока КЗ

 

 

 

 

 

I_К-1=          I_К-2=

 

 

Мощность  КЗ:

 

 

[Схема замещения представлена на рисунке 5.2]

 

Выбор выключателей, разъединителей, отделителей, короткозамыкателей

После расчета тока КЗ произведем выбор выключателей В1, В2 по аварийному ток трансформаторов системы.

Выключатель

 

 

 

 

 

Принимаем выключатель типа МКП-35-1000-25У1

Секционный выключатель В3

 

 

 

Принимаем выключатель МКП-35-630-10У1

Выключатели В4, В5

       

 

Принимаем выключатель  МКП-35-630-10У1

Разъединители

 

 

 

Принимаем РНДЗ-2-35/1000У1

Отделители

 

 

 

Принимаем ОД-35/630-У1

Короткозамыкатели

 

 

 

Принимаем КРН-35У1 (короткозамыкатель рубящего типа, наружной установки).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение  по 5 пункту

В качестве критерия выбора схемы внешнего электроснабжения, примем потери электрической энергии  на линиях и в трансформаторах ГПП

 

1. Вариант схемы электроснабжения: 115 кВ

                           72’364,1 кВтч

 

2. Вариант схемы электроснабжения: 37 кВ

         54’804,5 кВтч

 

Как видно  из полученных результатов, 1-й вариант  внешнего электроснабжения представляется наиболее рациональным. При данном варианте электроснабжения электроэнергия передается до ГПП комбината на напряжении 110 кВ и понижается до 6,3 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Выбор оборудования и расчет токов КЗ, напряжением свыше 1 кВ.

Для выбора оборудования необходимо произвести расчет ТКЗ на шинах ГПП предприятия. Схема замещения для расчета ТКЗ представлена на рисунке 6

 

            х_с

                                            115кВ                          

                   Х_тр.с

                                            37кВ                        к-1

Х_лэп35

                                            37кВ к-2

 Х_тр.гпп    к-3

Х_каб

 

Х_СД

6,3кВ 

 Х_каб  

 Х_СД 

 СД

 

Рисунок 6 Схема замещения для расчета ТКЗ

Расчет ТКЗ на шинах 6,3кВ с учетом подпитки от СД

 

 

 

 

I_К-3=

Расчитаем ток от СД

Исходные данные СД:

Р_Н=800 кВт;  = 0,9;  N_СД = 4;  К_З=0,85

 

₌=69,2 А;

Выбираем  кабель к СД

а) по экономической плотности тока

F_Э =

б) по минимальному сечению

Fmin= = 12

в) 

Принимаю  кабель марки: АпвБПиг(А) 3х95 один трехжильный кабель с изоляцией из шитого полиэтилена расчитанный на 6 кВ;

I _{ДОП.КАБ} = 216 А

 

_.

Данные  кабеля: r₀=0,35 ом/км; x₀=0,06 ом/км;

 

 

 

Суммарный ток КЗ в точке К-3 на шинах 6 кВ с учетом подпитки от двигателей компрессорной и насосной будет равен

 

 

Ударный ток  в точке К-3

 

[Схема замещения представлена на рисунке 6]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Выбор выключателей

Выбор вводных и секционных выключателей:

U_Н=6 кВ;

I_Н=1600 А;

I_отк=31,5 кА;

S_{р.комбината}=11’205,7 кВА;

I_{р.завода}=

I_ав=2

Выбираем  вводной выключатель типа ВМПЭ-6-1600-31,5 У3;

U_Н=6 кВ;      I_Н=630 А;       I_отк=31,5 кА;

Секционный  выключатель

I_Р=;

Принимаем выключатель  типа ВМПЭ-6-630-31,5 У2.

 

Выбор выключателя ТП

Определим суммарную мощность ТП1:

=

 А

суммарную мощность ТП2:

 

 

Выбираем вакууммный выключатель компании Schneider Electric, с элегазовым разъединителем (ближайшие меньшие номиналы найденные по справочнику):

U_H=6-10 кВ;     I_Н=400, 630 A;      I_откл=16, 20 кА;      I_{эл.дин.стойк}=40, 50 кА;

 

1. I_Н=630 A
2. I_Н=400 A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Электрические нагрузки являются исходными данными  при проектировании электроснабжения машиностроительного завода. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, выбираются защитные устройства и компенсирующие установки, определяют потери мощности и электроэнергии, рассчитываются отклонения и колебания напряжения.

Далее выбрали  число цеховых трансформаторов .Выбор числа трансформаторов обусловлен величиной и характером электрических нагрузок, размещением нагрузок на генеральном плане предприятия, а также производственными, архитектурно-строительными и эксплуатационными  требованиями. Компенсация реактивной мощности, с установкой высоковольтных (ВБК) и низковольтных (НБК) батарей конденсаторов позволила снизить потери электроэнергии в трансформаторах и уменьшить сечение жил кабелей.

           Произвели технико-экономический  расчет  двух вариантов электроснабжения  напряжением 35 и 110 кВ, целью которого является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов. Из полученных значений стало ясно, что 2 вариант 110/10 кВ кВ является наиболее выгодным по экономическим и техническим соображениям.