Электроснабжение текстильного комбината

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Выбор сети внешнего электроснабжения

5.1 Выбор номинального напряжения

 

Номинальное напряжение электрической сети существенно  влияет на её технико – экономические  показатели и технические характеристики. Экономически целесообразное напряжение зависит от многих факторов. Сейчас высшее напряжение диктуется энергосистемой, а распределительное (среднее) и  другие – изготавливаемым оборудованием. Как поверочный может быть выполнен расчёт экономически целесообразного  напряжения для передачи электроэнергии по выражению, кВ,

                                                                           (5.1)

где – длина линии, км; – передаваемая мощность одной цепи, МВА.

По шкале  номинальных напряжений принимаем  ближайшее значение номинального напряжения.

5.2Выбор сечения воздушных линий высокого напряжения.

Расчётная токовая  нагрузка, А, линии определяется по выражению

                                                                                       (5.2)

где   – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии; - коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии , при ; ток линии на пятый год её эксплуатации в нормальном эксплуатационном режиме вычисляется как

                                                                                 (5.3)

где   – количество цепей; – мощность, передаваемая по линии,

                   (5.4)

где  – потери мощности в трансформаторе, которые находятся следующим образом:

                                                                (5.5)

                                                  (5.6)

                                                       (5.7)

Сечение проводов выбираем в зависимости от напряжения, расчётной токовой нагрузки, района по гололёду, материала и количества цепей.

Выбранное сечение  провода проверяем по допустимой токовой нагрузке по нагреву и  по короне.

Для оценки послеаварийного тока используем формулу:

                                                             (5.8)

Марка провода
АС – 70	110	70	265	49,56	99,12	-	70

 

6.РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В УСТАНОВКАХ ВЫШЕ 1 кВ.

 

Расчёт токов КЗ проводим для  следующих точек:

1. Сторона 110 кВ трансформаторов ГПП.
2. Сборные шины 6 кВ ГПП.

Токи  КЗ на сборных шинах РУ примем равными  токам КЗ на шинах ГПП, поскольку  кабельные линии на предприятии  имеют небольшую протяжённость  и их сопротивление не может значительно  сказаться на величине токов КЗ.

Расчётная схема и схема замещения приведены  на Рис.1.

Для дальнейших расчётов принимаем:

1. базисную мощность: ;
2. базисное напряжение в точке К1: ;
3. базисное напряжение в точке К2: .

Определим базисный ток для каждой из ступеней по формуле:

                                                                                         (6.1)

тогда

Сопротивление системы:

Сопротивление подводящей ВЛ-110кВ:

 

 

Сопротивление трансформатора ГПП:

Ток трёхфазного  КЗ при расчете в относительных единицах определяем по выражению:

                                                                                                 (6.2)

где – суммарное приведенное индуктивное сопротивление от источника     

               питание до точки КЗ.

Ударный ток КЗ определяем по выражению:

                                                                                 (6.3)

где – ударный коэффициент апериодической составляющей тока КЗ, .

Ток трехфазного КЗ в точке на стороне ВН ГПП:

Ударный ток трехфазного КЗ:

Ток трехфазного КЗ в точке на шинах ГПП 6 кВ:

Ударный ток трехфазного КЗ на шинах ГПП 6 кВ:

Сопротивление синхронных двигателей мощностью 1000 кВт для компрессорного цеха:

При  определении  токов КЗ на шинах ГПП 6 кВ необходимо учесть подпитку от высоковольтных двигателей, установленных на предприятии. От синхронных двигателей ток подпитки в установившемся токе КЗ определяем по формуле:

                                                                                     (6.4)

где - сверхпереходная ЭДС синхронного двигателя; ;

– сопротивление группы синхронных двигателей.

Ударный ток  КЗ:

,                                                                         (6.5)

где – ударный коэффициент апериодической составляющей тока КЗ,

Ток подпитки в установившемся токе КЗ от синхронных двигателей мощностью 1000 кВт для компрессорной:

Ток подпитки в ударном токе КЗ от синхронных двигателей мощностью 1600 кВт для холодильной установки:

Полное значение установившегося тока КЗ на шинах 6 кВ ГПП:

Полное значение ударного тока КЗ на шинах 6 кВ ГПП:

 

Расчётный тепловой импульс от полного  тока КЗ определим как:

,                                                                                 (6.6)

где – действительное время протекания тока КЗ;

– постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.

для шин ВН ГПП:

,

для шин НН ГПП:

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.ВЫБОР СЕЧЕНИЙ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 кВ.

Распределительную сеть 6 кВ на предприятии выполняем  кабелем марки ААШв проложенным в траншее и канале.

Выбор сечения токоведущих жил  кабеля будем производить по методу экономической плотности тока для  нормального режима работы сети.

Критерием для выбора сечения кабельных  линий служит минимум приведённых  затрат.

Величина  экономической плотности тока по ПУЭ, зависит от материала, конструкции провода, продолжительности использования максимума нагрузки и региона, характеризующегося стоимостью топлива. Экономически целесообразное сечение определяют предварительно по расчётному току линии   нормального режима и экономической плотности тока :

                                                                                           (7.1)

где .

Найденное сечение округляется до ближайшего стандартного меньшего значения.

Для обеспечения  нормальных условий работы кабельных  линий и правильной работы защищающих аппаратов выбранное сечение  должно быть проверено по допустимой длительной нагрузке по нагреву в  нормальном и послеаварийном режимах, а также по термической стойкости  при токах КЗ.

Проверка  по допустимой токовой нагрузке по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах проводим по условию

,                                                                                           (7.2)

где – расчётный ток для проверки кабелей по нагреву;

      – фактическая допустимая токовая нагрузка.

Расчетный ток кабеля определяем по выражению:

,                                                                                         (7.3)

где – мощность, которая передаётся по кабельной линии в нормальном или послеаварийном режимах работы.

Фактическая допустимая токовая нагрузка в нормальном и послеава-

рийном режимах работы вычисляется  по выражению

где – допустимая длительная токовая нагрузка;

 – коэффициент, учитывающий  фактическую температуру окружающей  среды (нормативная температура  для кабелей, проложенных в  земле, равна +15 С);

 – коэффициент, учитывающий  количество проложенных кабелей  в траншее, определяется по справочнику;

 – коэффициент систематической  перегрузки, зависящий от длительности  перегрузки и способа прокладки  (в земле или в воздухе), а  также от коэффициента предварительной  нагрузки.

Проверка  сечений на термическую стойкость  выполняется после рас-

чёта токов КЗ. Тогда минимальное  термически стойкое к токам КЗ сечение

кабеля

,

где – суммарный ток КЗ от энергосистемы и синхронных электродвигателей;

 – приведённое расчётное  время КЗ;

 – термический коэффициент  (функция) для кабелей,

 для ААШв

За минимально допустимое по термической стойкости  к токам КЗ сечение кабеля принимаем  ближайшее меньшее стандартное  сечение, поскольку в методе расчета заложены допущения приводящие к завышению токов КЗ.

Тогда:

Из четырёх  полученных по расчётам сечений –  по экономической плотности тока, нагреву в нормальном и послеаварийном режимах и стойкости к токам  КЗ – принимаем наибольшее, как  удовлетворяющее всем условиям.

Так как  все линии распределительной  сети 6 кВ длиной менее 1 км, то по потерям  напряжения они не проверяются.

Низковольтные сети всегда проверяются по потерям  напряжения. ∆Uдоп не должно превышать 5% от 0,4 кВ. Следовательно ∆Uдоп=20В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7. Расчёт распределительной сети 6 кВ.

	Кабельная трасса	Sр, кВА	Число кабелей	Iр.норм, А	Fэк, мм2	Iп.ав, А	F, мм2	Iдоп, А	j, а/мм2
1	ГПП - 2	1000	2	48,11	43,74	67,36	35,0	160	1,37
2	2 - 1	500	2	24,06	21,87	33,68	16,0	105	1,50
3	ГПП - 5	4000	2	192,45	174,95	269,43	150,0	390	1,28
4	5 - 4	2000	2	96,23	87,48	134,72	70,0	245	1,37
5	ГПП - 7	2000	2	96,23	87,48	134,72	70,0	245	1,37
6	ГПП - 8	500	2	24,06	21,87	33,68	16,0	105	1,50
	ГПП - 9	50	2	2,41	2,19	3,37	4,0	-	-
8	9.1-9.2	50	2	2,41	2,19	3,37	4,0	-	-
9	ГПП - 10	50	2	2,41	2,19	3,37	4,0	-	-
10	ГПП - 11	500	2	24,06	21,87	33,68	16,0	105	1,50
11	ГПП - 12	2000	2	96,23	87,48	134,72	70,0	245	1,37
12	ГПП - 14	4000	2	192,45	174,95	269,43	150,0	390	1,28
13	14 - 19	2000	2	96,23	87,48	134,72	70,0	245	1,37
14	ГПП - 15	4500	2	216,51	196,82	303,11	185,0	440	1,17
15	15 - 16	2500	2	120,28	109,35	168,39	95,0	295	1,27
16	16 - 17	500	2	24,06	21,87	33,68	16,0	105	1,50
17	ГПП - 18	50	2	2,41	2,19	3,37	4,0	-	-
18	18.1-18.2	50	2	2,41	2,19	3,37	4,0	-	-
19	18.2-18.3	50	2	2,41	2,19	3,37	4,0	-	-
20	ГПП - 20	500	2	24,06	21,87	33,68	16,0	105	1,50
21	ГПП - 21	4000	2	192,45	174,95	269,43	150,0	390	1,28
22	21.1-21.2	2000	2	96,23	87,48	134,72	70,0	245	1,37
23	ГПП - 22	4000	2	192,45	174,95	269,43	150,0	390	1,28
24	22.1-22.2	2000	2	96,23	87,48	134,72	70,0	245	1,37
25	ГПП - 23	2000	2	96,23	87,48	134,72	70,0	245	1,37
26	ГПП - 24	2000	2	96,23	87,48	134,72	70,0	245	1,37
27	ГПП - СД (6кВ)	3522	2	169,45	154,05	338,90	150,0	390	1,13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8. Расчет распределительной  сети 0.4 кВ.

 

№	Кабельная трасса	Sр, кВА	Число кабелей	Iр.норм, А	Fэк, мм2	Iп.ав, А	F, мм2	Iдоп, А	R0, Ом/км	cos φ	X0, Ом/км	sin φ	L, км	ΔU, В	j, а/мм2
1	11 - 3	66,7	2	48,14	43,76	96,27	35,00	160	0,62	0,8	0,0625	0,60	0,165	4,24	1,38
2	8 - 6	56,9	2	41,06	37,33	82,13	35,00	160	1,94	0,8	0,0625	0,60	0,165	10,77	1,17
3	12 - 13	85,7	2	61,85	56,23	123,70	50,00	200	0,89	0,7	0,0637	0,71	0,081	3,35	1,24

 

 

 

8 Выбор электрических аппаратов

Выбор выключателей производится по следующим параметрам:

1. Номинальное напряжение

Uном  ≥ Uсети

2. Ток продолжительного режима

Iном ≥ Iп/ав

3. Термическая стойкость

     I²терм*tтерм ≥ Вк

4. Динамическая стойкость