43885

Проектування поліграфічного підприємства

Дипломная

Производство и промышленные технологии

Вибір напруги живлячої мережі. Вибір напруги розподільчої мережі. Характеристика джерела живлення Підприємство можна заживити від районних підстанцій що мають три рівні напруги.

Украинкский

2013-11-08

3.18 MB

4 чел.


ЗМІСТ

Вступ…………………………………………………………………………………

1. Електрична частина………………………………………………………………

1.1 Умови проектування…………………………………………………………….

1.1.1 Характеристика підприємства……………………………………………….

1.1.2 Характеристика споживачів електричної енергії …………………………..

1.1.3 Характеристика джерела живлення………………………………………….

1.2. Розрахунок електричних навантажень……………………………………….

1.2.1 Розрахунок цехових навантажень 0,4 кВ……………………………………

1.2.2 Для визначення ЕН освітлювальних установок використовується метод питомої потужності…………………………………………………………………

1.2.3 Визначення електричних навантажень на вищих рівнях електропостачальної системи підприємства………………………………………

1.2.4 Картограма та положення центру електричних навантажень……………...

1.3 Вибір зовнішнього електропостачання підприємства………………………..

1.3.1 Вибір напруги живлячої мережі……………………………………………...

1.3.2 Вибір пунктів прийому електроенергії……………………………………...

1.3.3 Вибір схеми головної підстанції підприємства ……………………………

1.3.4 Вибір ліній електропередачі…………………………………………………

1.4 Вибір внутрішнього електропостачання підприємства………………………

1.4.1 Вибір напруги розподільчої мережі…………………………………………

1.4.2 Вибір кількості та потужності цехових трансформаторів з врахуванням компенсації реактивної потужності ……………………………………………….

1.4.3 Вибір схеми розподільної мережі……………………………………………

1.4.4 Розрахунок перерізу розподільних мереж…………………………………..

1.5 Розрахунок струмів короткого замикання в мережах вище 1000В……….....

1.5.1 Вихідні дані для розрахунків ………………………………………………...

1.5.2 Розрахунок струмів з трифазного короткого замикання в характерних точках ………………………………………………………………………………..

1.5.3 Розрахунок струму однофазного короткого замикання …………………...

1.6 Вибір високовольтної апаратури та струмовідних частин…………………...

1.6.1 Загальні положення…………………………………………………………...

1.6.2 Вибір силової апаратури мережі живлення…………………………………

1.6.3 Вибір силової апаратури розподільчої мережі……………………………...

1.6.3.1. Вибір вимикачів…………………………………………………………….

1.6.4 Вибір трансформаторів струму………………………………………………

1.7 Розрахунок для деревообробного цеху………………………………………...

1.7.1 Розрахунок струму короткого замикання…………………………………...

1.7.2 Вибір захисної апаратури і запобіжників……………………………………

1.7.3 Перевірка на захищеність…………………………………………………….

2. Специальна частина «Вибір зовнішнього освітлення підприємства»………...

2.1 Проектування та розрахунок зовнішнього освітлення……………………….

2.1.1 Вибір елементів освітлювальної установки………………………………....

2.1.2 Розрахункове поле…………………………………………………………….

2.2 Розрахунок параметрів яскравості……………………………………………..

2.2.1 Розрахунок параметрів освітленості…………………………………………

2.3 Розрахунок світлотехнічних параметрів для системи зовнішнього освітлення……………………………………………………………………………

2.4  Розрахунок потужності освітлювальних пристроїв………………………….

Перелік використаних джерел….…………………………………………………..



1 ЕЛЕКТРИЧНА ЧАСТИНА

1.1 Умови проектування

1.1.1 Характеристика  підприємства

Об’єкт, що проектується, це поліграфічне підприємство. Основна продукція підприємства: друк журналів, колекційних видань, торгівельних каталогів.

Згідно проекту генерального плану розміщення будівель заводу, а також технологічної документації  визначено перелік цехів та будівель підприємства :

  1.  Біологічна лабораторія ВКЯ
  2.  Цех хімічної чистки
  3.  Хімічна лабораторія ВКЯ
  4.  Градирня
  5.  Котельня
  6.  Фармацептична лабораторія ВКЯ
  7.  Цех твердих форм
  8.  Аміачна компресорна
  9.  ДЦ
  10.  Повітряна компресорна
  11.  Цех інєкційних форм
  12.  Насосна свердловина
  13.  Адмінкорпус
  14.  Побутові приміщення.

         1.1.2 Характеристика споживачів електричної енергії

           На заводі встановлюються силові споживачі змінного струму промислової частоти  з  напругою живлення 0,38 кВ. Не передбачається використання  високовольтних електроприймачів, споживачів постійного струму або високої частоти. Напруга системи освітлення прийнята 220 В.

На підприємстві споживачів першої категорії - 8%, споживачів другої

категорії - 71%, споживачів третьої категорії - 21%.

Підприємство працює у однозмінному режимі роботи (денна зміна 12 годин).

          1.1.3 Характеристика джерела живлення

Підприємство можна заживити від районних підстанцій, що мають три рівні напруги: 10, 110 і 220 кВ. Потужність КЗ на шинах РП 110 кВ становить

2500 МВА. Відстань від РПС до підприємства 15 та 20 км.

З енергосистемою узгоджується нульовий рівень реактивної потужності.


1.2. Розрахунок електричних навантажень

  

 1.2.1 Розрахунок цехових навантажень 0,38 кВ

Розрахунок навантажень окремих цехів відбувається методом розрахункових коефіцієнтів. Вихідними даними є номінальна потужність окремих споживачів, їх коефіцієнт потужності і  кількість споживачів.

Розрахунок навантажень 0,38 кВ окремих цехів покажемо на прикладі цеху твердих форм.

Для характерних груп електроспоживачів визначається 1, 2 коефіцієнт використання.  

Величина проміжного активного навантаження за найбільш навантажену зміну Рпр. визначається за виразом

,

де      коефіцієнт використання активної потужності і-ої групи ЕП;

        Pном.і  – номінальна потужність i-ої групи ЕП, кВт;

Визначимо у якості прикладу величини максимальних активного та  реактивного навантаження для цеху при загальній кількості споживачів n=70шт., загальною встановленою потужністю Рном. =3250,4 кВт:

.

Проміжне реактивне навантаження за найбільш навантажену зміну Qпр. дорівнює:

,

де i  – кут зсуву фаз струму та напруги  і-го ЕП.

.

Груповий коефіцієнт використання  підраховується за формулою:            

;

Ефективне число електроприймачів визначається за виразом:

,

Допускається приймати  рівним  при числі електроприймачів у групі чотири і більше при виконанні співвідношення:

,

де Рном.imax і Рном.imin –  номінальні потужності найбільшого та найменшого електроприймача у групі, кВт.

При  та  величину nе визначається за виразом:

,

.

            Розрахункове навантаження Рр знаходиться за формулою:

,

  де Кр – коефіцієнт максимуму згідно [2] в залежності від  та Кв.

.

Розрахункове реактивне навантаження знаходиться за виразом

,

де     кр  –  коефіцієнт максимуму реактивного навантаження:

– при  

– при  

.

Розрахункова потужність Sр підраховується за формулою

.

.

    Результати розрахунків цеху твердих форм показані  у табл. 1.1.

    Рехультати розрахунків інших цехів та показані  у табл. 1.2.


Таблиця 1.1 – Дані розрахунків електричних навантажень силових електроприймачів цеху твердих форм напругою 0,38 кВ

Найменування ЕП

n

Встановлена потужність, кВт

кв

cosφ

tgφ

Проміжні навантаження за максимально навантажену зміну

ne

Кр

Розрахункові навантаження

Рн.i

Рн

Рпр, кВт

Qпр, квар

Рр, кВт

Qр, квар

1

Машина мийки флаконів

6

8,2

49,2

0,63

0,75

0,882

30,996

27,336

2

Стерилізатор тунельний

8

60

480

0,35

0,5

1,732

168,000

290,985

3

Установка підготовки пробок

2

10

20

0,48

0,65

1,169

9,600

11,224

4

Апарат повітряної термообробки

3

13

39

0,28

1

0,000

10,920

0,000

5

Фасувальний автомат

4

13

52

0,31

0,45

1,985

16,120

31,990

6

Установка мийки колпачків

4

2,2

8,8

0,24

0,7

1,020

2,112

2,155

7

Автоклав

2

3,75

7,5

0,38

0,5

1,732

2,850

4,936

8

Маркировка

3

1

3

0,68

0,7

1,020

2,040

2,081

9

Витяжна установка

3

25,7

77,1

0,65

0,65

1,169

50,115

58,591

10

Приточна установка

6

67

402

0,7

0,76

0,855

281,400

240,643

11

Прачечна

4

61,7

246,8

0,65

0,65

1,169

160,420

187,552

12

Чилер для тунельних стерилізаторів

3

32

96

0,7

0,76

0,855

67,200

57,467

13

Вакуумно-сушильний агрегат

8

214

1712

0,42

0,75

0,882

719,040

634,134

14

Машина мийки флаконів з генератором ультразвуку

4

8,2

32,8

0,58

0,81

0,724

19,024

13,773

15

Накопичувальний стіл

2

1,1

2,2

0,7

0,76

0,855

1,540

1,317

16

Розливна машина

2

2

4

0,42

0,6

1,333

1,680

2,240

17

Закатувальний автомат

2

1

2

0,65

0,81

0,724

1,300

0,941

18

Реактор

4

4

16

0,69

0,7

1,020

11,040

11,263

Разом

70

527,85

3250,4

0,528

0,694

1,036

1717,295

1578,627

3

1

1713,400

1747,670

Таблиця 1.2 – Дані розрахунків електричних навантажень силових електроприймачів напругою 0,38 кВ підприємства

Найменування приміщення

Кількість ЕП n, шт.

кВт

m

Кв

cosφ/ tgφ

Pпр, кВт

Qпр.    кВАр

ne

Kp

Pp, кВт 

Qp,квар

1

Біологічна лабораторія ВКЯ

17

623,5

≥3

0,46

0,65/1,69

286,81

484,71

8

1,09

312,623

533,181

2

Цех хімічної очистки

44

2660

≥3

0,52

0,68/1,08

1383,2

1493,86

20

1

1383,200

1493,860

3

Хімічна лабораторія ВКЯ

13

402,5

≥3

0,61

0,45/1,98

245,525

486,09

6

1,05

257,801

534,699

4

Градирня

16

565

≥3

0,58

0,51/1,69

327,7

553,81

7

1,08

353,916

609,191

5

Котельня

14

602

≥3

0,62

0,6/1,33

373,24

496,36

7

1,03

384,437

545,996

6

Фармацептична лабораторія ВКЯ

11

251,5

≥3

0,6

0,4/2,29

150,9

345,56

5

1,08

162,972

380,116

7

Цех твердих форм

65

963

≥3

0,491

0,651/1,165

473,154

568,810

9

1,01

477,886

625,691

8

Аміачна компресорна

15

480

≥3

0,47

0,55/1,52

225,6

342,91

7

1,11

250,416

377,201

9

ДЦ

11

342

≥3

0,61

0,4/2,29

208,62

477,74

5

1,07

223,223

525,514

10

Повітряна компресорна

15

660

≥3

0,7

0,6/1,33

462

614,46

7

1

462,000

675,906

11

Цех інєкційних форм

70

3250,4

≥3

0,528

0,651/1,165

1717,295

1578,627

3

1

1713,400

1747,670

12

Насосна свердловина

13

354

≥3

0,4

0,45/1,98

141,6

280,37

6

1,11

157,176

308,407

13

Адмінкорпус

10

294

≥3

0,38

0,4/2,29

111,72

255,79

5

1,2

134,064

281,369

14

Побут.приміщення

10

165

≥3

0,39

0,4/2,29

64,35

147,48

6

1,12

72,072

162,228

1.2.2 Розрахунок навантажень систем освітлення

Для визначення ЕН освітлювальних установок використовується метод питомої потужності.

Для знаходження питомої фактичної потужності ЕН освітлювальних установок (Рп.о.ф.)  використовуються слідуючи дані: тип світильника, коефіцієнт запасу кз., освітленість Еф., значення розрахункової висоти H, площа освітлювального приміщення S. По обраному типу світильника, площі освітлювального приміщення та висоті підвісу світильників згідно [4] визначаємо питому потужність загального рівномірного освітлення необхідну для забезпечення необхідного значення норми освітленості.  

Розрахункову активну потужність освітлювальних установок Рр.о. визначимо згідно  виразу:

,

де    кп – коефіцієнт попиту освітлення [3];

       S – площа приміщення, м2;

Рп.о.ф. – питома фактична потужність освітлювальних установок,    Вт/м2,  визначається за  формулою:

,

де – питома потужність освітлювальної установки, Вт/м2, визначається за [4];

         Еф  фактична норма освітленості для виконуваного виду робіт [3], лк;

         кз.ф коефіцієнт запасу фактичний для виконуваного виду робіт [3];

         

           кз.табл коефіцієнт запасу табличний для виконуваного виду

робіт [3];

          ккоефіцієнт зміни відбиття від поверхонь приміщення [3].

Для цеха твердих форм:

.

Тип світильників та ламп обираємо згідно каталогу фірм виробників.

  ДРЛ  700, Ф=40600 лм, cos=0,95.

Розрахункова активна потужність:

.

Для газорозрядних ламп розрахункова реактивна потужність

,

 де      – відповідно  для кожного типу ламп.

.

Розрахунок кількості ламп для ремонтно-механічного цеху

,

де – потужність  однієї лампи

.

    Розрахунок освітлювальних установок  по об’єкту проектування  зведені в табл. 1.3.

Таблиця 1.3 - Розрахунок освітлювальних установок  

Найменування приміщення

S, м2

Н, м

Emin, лк

Тип світильника

Тип

лампи

cosφо / tgφо

к з.ф, в.о.

Р р.о.ф, Вт2

кп

Р м.о, кВт

Q м.о, квар

К-сть ламп

1

Біологічна лабораторія ВКЯ

720

9

300

УПД-ДРЛ-250

ДРЛ-250

0,95/0,33

1,5

18,6

0,9

12,053

3,977

49

2

Цех хімічної очистки

2300

9

300

УПД-ДРЛ-700

ДРЛ-700

0,95/0,33

1,5

15,9

0,9

32,913

10,861

48

3

Хімічна лабораторія ВКЯ

640

9

300

УПД-ДРЛ-250

ДРЛ-250

0,95/0,33

1,5

18,6

0,9

10,714

3,535

43

4

Градирня

650

9

250

УПД-ДРЛ-250

ДРЛ-250

0,95/0,33

1,5

15,5

0,8

8,060

2,660

33

5

Котельня

800

5

250

ЛБ-40

40

0,95/0,33

1,5

8,75

0,9

6,300

2,079

158

6

Фармацептична лабораторія ВКЯ

680

9

300

УПД-ДРЛ-250

ДРЛ-250

0,95/0,33

1,5

18,6

0,9

11,383

3,756

46

7

Цех твердих форм

2500

9

300

УПД-ДРЛ-700

ДРЛ-700

0,95/0,33

1,5

15,9

0,9

35,775

11,806

54

8

Аміачна компресорна

500

9

250

УПД-ДРЛ-250

ДРЛ-250

0,95/0,33

1,5

19,5

0,8

7,800

2,574

32

9

ДЦ

670

9

300

УПД-ДРЛ-250

ДРЛ-250

0,95/0,33

1,5

18,6

0,9

11,216

3,701

45

Продовження таблиці 1.3

10

Повітряна компресорна

700

9

250

УПД-ДРЛ-250

ДРЛ-250

0,95/0,33

1,5

15,5

0,8

8,680

2,864

35

11

Цех ін’єкційних форм

5000

9

300

УПД-ДРЛ-1000

ДРЛ-1000

0,95/0,33

1,5

15,9

0,95

75,525

24,923

76

12

Насосна станція

700

9

300

УПД-ДРЛ-250

ДРЛ-250

0,95/0,33

1,5

18,6

0,8

10,416

3,437

42

13

Адмінкорпус

630

4

200

ЛБ-40

40

0,95/0,33

1,5

7

0,8

3,528

1,164

89

14

Побут.приміщення

570

4

200

ЛБ-40

40

0,95/0,33

1,5

8,75

0,8

3,990

1,317

100

Проектом передбачається:

1– загальне робоче освітлення 380/220 В;

2– аварійне освітлення 220 В.

  Для проїздів та доріг прийнята освітленість 0,5 лк, для відкритих виробничих майданчиків – 5 лк; освітленість по лінії межі території для потреб охорони (у нічний час) – 0,5 лк.

  Освітлення проїздів та доріг, відкритих виробничих майданчиків, а також освітлення для потреб охорони виконується світильниками зовнішнього освітлення із ртутними або натрієвими лампами, що встановлюються на залізобетонних опорах вздовж підприємства, а також на покрівлях та стінах будівель на кронштейнах.

1.2.3 Визначення електричних навантажень на вищих рівнях електропостачальної системи підприємства

   

Розрахункові навантаження ЕП напругою 0,38 кВ на вищих рівнях ЕПС та в цілому по підприємству без врахування втрат потужності в елементах ЕПС знаходяться за формулами:

                                                                                      

                                                                                    

                                          ,                                       

де ,  знаходяться за таблицею 1.2; ,  приймаються рівними ,  згідно таблиці 1.3.

= 477,886 кВт ;   = 35,775 кВт;

;

Q= 625,691 квар,    = 11,806 квар,

,

  Проміжна потужність:

,

.

Результати розрахунку зводимо у таблицю 1.4

Значення сумарних активної  і реактивної  розрахункових потужностей на вищих рівнях ЕПС знаходяться за виразами:

;

,

де   коефіцієнт неспівпадання у часі максимумів ЕН різних груп ЕП;

, сумарні втрати потужностей в розподільчих трансформаторах, що визначаються формулами за наближеними формулами:

                                                     ;                                       

                                                     .                                         

        ,

.

Сумарні активна  і реактивна  потужності дорівнюють:

.

Величина  береться за статистичними галузевими даними, що знаходяться у межах 0,85...0,95.

Розрахунок ЕН по заводу наведено в таблиці 1.5.

Навантаження визначається виразом:

.

Повне   навантаження   підприємства  з  врахуваннями  вимог  системи  ( Q=0):

Таблиця 1.4 – Дані розрахунків сумарних електричних навантажень електроприймачів напругою 0,38 кВ

Найменування приміщення

Р р.с. 0,38, кВт

Р р.о. , кВт

Р р. 0,38, кВт

Q р.с. 0,38, квар

Q р.о. , квар

Q р. 0,38, квар

S р. 0,38, квар

1

Біологічна лабораторія ВКЯ

312,623

12,053

324,676

533,181

3,977

537,158

627,657

2

Цех хімічної очистки

1383,200

32,913

1416,113

1493,860

10,861

1504,721

2066,292

3

Хімічна лабораторія ВКЯ

257,801

10,714

268,515

534,699

3,535

538,234

601,495

4

Градирня

353,916

8,060

361,976

609,191

2,660

611,851

710,906

5

Котельня

384,437

6,300

390,737

545,996

2,079

548,075

673,099

6

Фармацептична лабораторія ВКЯ

162,972

11,383

174,355

380,116

3,756

383,872

421,613

7

Цех твердих форм

477,886

35,775

513,661

625,691

11,806

637,496

818,687

8

Аміачна компресорна

250,416

7,800

258,216

377,201

2,574

379,775

459,243

9

ДЦ

223,223

11,216

234,439

525,514

3,701

529,215

578,818

10

Повітряна компресорна

462,000

8,680

470,680

675,906

2,864

678,770

825,996

11

Цех ін’єкційних форм

1713,400

75,525

1788,925

1747,670

24,923

1772,593

2518,400

12

Насосна станція

157,176

10,416

167,592

308,407

3,437

311,844

354,025

13

Адмінкорпус

134,064

3,528

137,592

281,369

1,164

282,533

314,256

14

Побут.приміщення

72,072

3,990

76,062

162,228

1,317

163,545

180,367

Сумарне

6345,186

238,352

6583,539

8801,029

78,656

8879,685

11054,039

Таблиця 1.5 - Розрахунок сумарних електричних навантажень заводу

Активне навантаження

Реактивне навантаження

Повне навантаження

6583,539

8879,685

11054,039

221,081

1105,404

-

-

-

-

-

Разом:

6804,619

Разом:

9985,089

-

-

6124,158

8986,580

10874,922

1.2.4 Картограма та положення центру електричних навантажень

При проектуванні для рішення питання про розміщення на території підприємства підстанцій на генеральний план підприємства наноситься картограма електричних навантажень, яка являє собою ряд кіл у центрах навантаження окремих будівель, цехів та споруд.

Для побудови  картограми  навантажень приймаємо, що розрахункове  навантаження Ррі кожного і-го цеху  пропорційне  площі  кола:

,

де - масштаб, який  вибирається  однаковим  для  всіх кіл;

    Ррі - величина максимального  навантаження   і-го цеху,кВт.

Тоді радіус  i-ого кола  визначається за формулою:

де    Рр.i – розрахункове електричного навантаження і-ого  підрозділу;

       m – масштаб, кВт/см2; приймається згідно найбільшої потужності підрозділу.

Величини центральних кутів   та  , які  обмежують  сектор кола, площа  якого  пропорційна  відповідному  виду  навантажень, знаходимо  із  співвідношень:

;

,

де і – величина сектору у градусах;

Ррсі та  Рросі - величини  максимального силового та освітлювального  навантаження  і-го цеху відповідно, кВт.

Теоретичний центр електричних навантажень (ЦЕН) визначаємо як точку з координатами:

де    Х, У – координати центру електричних навантажень по об’єкту, м;

       хі, уі– координати і-ого навантаження об’єкту, м;

       Рр.ірозрахункове навантаження і-ого цеху, кВт.

Центр електричних навантажень має координати у точці А (Х,У)

В нашому випадку  A (16,76; 12,59)

Результати розрахунків зведені в таблицю 1.5.

Таблиця 1.6 – Дані для визначення центра та побудови картограми електричних навантажень

Найменування приміщення

Р р.с. 0,38, кВт

Р р.о. , кВт

Р р. 0,38, кВт

r, cм

αc 0,38

αо

xi, см

yi, см

Pixi, кВт·см

Piyi, кВт·см

1

Біологічна лабораторія ВКЯ

312,623

12,053

324,676

3,22

346,636

13,364

3,66

1,25

1187,096

405,845

2

Цех хімічної очистки

1383,200

32,913

1416,113

6,72

351,633

8,367

5,48

3,31

7762,069

4690,874

3

Хімічна лабораторія ВКЯ

257,801

10,714

268,515

2,92

345,636

14,364

1,25

5,34

335,644

1434,876

4

Градирня

353,916

8,060

361,976

3,40

351,984

8,016

9,31

4,25

3370,902

1538,398

5

Котельня

384,437

6,300

390,737

3,53

354,196

5,804

11,97

7,31

4676,636

2857,266

6

Фармацептична лабораторія ВКЯ

162,972

11,383

174,355

2,36

336,497

23,503

12,09

2,94

2108,608

512,168

7

Цех твердих форм

477,886

35,775

513,661

4,04

334,927

25,073

9,09

0,81

4671,101

417,349

8

Аміачна компресорна

250,416

7,800

258,216

2,87

349,125

10,875

9,31

6,75

2404,637

1742,958

9

ДЦ

223,223

11,216

234,439

2,73

342,777

17,223

12,23

5,00

2867,484

1172,196

10

Повітряна компресорна

462,000

8,680

470,680

3,87

353,361

6,639

3,67

4,13

1726,807

1941,555

11

Цех ін’єкційних форм

1713,400

75,525

1788,925

7,55

344,801

15,199

6,45

12,44

11538,566

22249,755

12

Насосна станція

157,176

10,416

167,592

2,31

337,626

22,374

11,83

10,76

1981,775

1802,661

13

Адмінкорпус

134,064

3,528

137,592

2,09

350,769

9,231

1,02

2,00

139,742

275,184

14

Побут.приміщення

72,072

3,990

76,062

1,56

341,115

18,885

0,93

8,13

70,357

618,004

Разом:

6345,186

238,352

6583,539

44841,424

41659,089

1.3 Вибір зовнішнього електропостачання підприємства

1.3.1 Вибір напруги живлячої мережі.

Відповідно  до  умов  проектування (п.1.1) живлення  підприємства здійснюється від РПС 110 кВ на  відстані 15 та 20 км від ГПП.

Оцінка рівня економічної напруги U (кВ):

Згідно формули Стіла:

,            

де Р-передана потужність, кВт;

   L- відстань від РПС до ГПП,км.

Отже отримаємо:

.

Таким чином отриманою у нашому  випадку  є  напруга 110 кВ.  Оскільки при L=15 км  напруга 110 кВ також є найбільш  економічною, то живлення  підприємства здійснюємо реальними лініями 110 кВ.

Оскільки на підприємстві є споживачі, які повинні мати не меньш ніж два незалежних джерел живлення, живлення трансформаторів ГПП здійснюється за двома повітряними лініями 110 кВ, що живлять  два трансформатора ГПП 110/10 кВ.

Згідно  з отриманими  розрахунками  на ГПП встановлюємо два трансформатора з  кожний. В нормальному режимі вони завантажені  на  50% і працюють окремо, при відключенні одного із  трансформаторів АВР  забезпечує  включення  секційного вимикача  на  стороні 10 кВ.

Живлення ЦРП  здійснюється від шин 10 кВ. На стороні 110 кВ  передбачено встановлення двох   роз’єднувачів  в  перемичці.

1.3.2 Вибір пунктів прийому електроенергії

Трансформатори ГПП повинні забезпечити надійне електропостачання  в нормальному, аварійному і післяаварійному режимі.

        Приймаємо до установки два трансформатори однакової потужності з вбудованим регулюванням напруги під навантаженням. Потужність трансформатора вибирається таким чином, щоб при відключенні одного з трансформаторів інший міг передавати задану потужність без порушення ПТЕ, якими передбачається припустиме перевантаження трансформаторів до 40 % у післяаварійному режимі під час максимуму навантаження тривалістю не більше 6 годин протягом не більше 5 діб.

         Як розрахункова потужність приймається максимальна потужність з  врахуванням втрат в трансформаторах.

Згідно умов проектування з енергосистемою узгоджено нульовий рівень споживання і генерації реактивної потужності, то  сумарна реактивна потужність буде мати нульове значення.

Номінальна потужність кожного з двох трансформаторів ГПП попередньо оцінюється згідно виразу:

                        

.

По отриманому значенню потужності вибирається номінальна потужність трансформатора Sн.тр ТМН – 6300/110.

Обираємо трансформатор ТМН6300/110  двотрансформаторної ГПП:

Uк =10,5 % ;

 кВт ;  

кВт;

Іх =1 %.

Для перевірки трансформатора на перевантажувальну здатність в післяаварійному режимі (аварійне відключення одного з двох трансформаторів) використовується упорядкований типовий графік навантаження, в якому максимальне навантаження буде відповідати Sрозр об’єкта, згідно чого робиться масштаб по вісі навантажень (рисунок 1.1).

 

Рисунок 1.1 – Типовий добовий графік навантаження для вибору трансформаторів ГПП

Коефіцієнт початкового завантаження трансформатора рахується за  формулою

де    Sн.тр – номінальна потужність трансформатора, МВА;

              n – кількість ступенів потужності графіка навантаження трансформатора, за   яких навантаження менше або дорівнює номінальному трансформатора;

               – проміжки часу, у які навантажувальна потужність не перевищує потужність трансформатора, год.;

   Sі – потужності, що відповідають цим проміжкам часу , МВ∙А.

.

Коефіцієнт перевантаження трансформатора К2 визначається за більшим  значенням із двох величин К2/ та .

Величина К2/ обчислюється за формулою :

       де    m – число ступенів потужності графіка навантаження за яких його навантаження більше від номінальної потужності трансформатора.

.

Величина  визначається за виразом :

Згідно даного типу трансформатора при відомому коефіцієнту початкового навантаження К1 за допомогою таблиць 11 визначається допустиме систематичне перевантаження К2доп.

З таблиць [11] знаходимо : К2доп = 1,38.

Робота трансформатора допускається із систематичним переван-таженням, коли виконується умова    К2доп  К2 . В нашому випадку

К2доп =1,38> К2=0,875 ,

тобто умова виконується.

1.3.3 Вибір схеми головної підстанції підприємства

ГПП призначена для пониження напруги до величини розподільчої мережі підприємства і розмноження виводів для окремих груп споживачів.

ГПП бувають двох видів: тупикові і прохідні. Тупикові підстанції передбачають дві незалежні лінії до кожного з трансформаторів від джерела живлення (районної підстанції). Прохідні підстанції являють собою підключення двох трансформаторів в розріз лінії з двостороннім живленням.

В данному проекті використовується прохідна ГПП.

До комутаційної апаратури високої напруги відносяться роз’єднувачі з заземлюючими ножами, високовольтні вимикачі, трансформатори струму і вимірювальні трансформатори напруги, а також розрядники. Використання замість високовольтних вимикачів струмовідокремлювачів і короткозамикачів небажано в зв’язку з їх нестійкою роботою в зимовий період.

Між двома лініями на підстанції робиться ремонтна перемичка з двома роз’єднувачами.

Вид електричної схеми прохідної підстанції наведено на рисунку 1.2.  

Рисунок 1.2 – Високовольтна електрична частина 110 кВ прохідної ГПП

Розподільчий пристрій 10 кВ виконується закритого типу, має в більшості випадків одинарну секційну систему шин і складається з комплектних розподільчих пристроїв (КРП). До складу КРП входять ввідні КРП, які розташовуються посередині секції шин, трансформатора власних потреб, шиноз’єднуючого КРП, для відгалужень до окремих споживачів (транс-форматорів), вимірювальних трансформаторів. Передбачається встановлення розрядників на стороні 10 кВ, а також резервних КРП для відгалужень. Електрична схема розподільчого пристрою наведена на рисунку 1.3.

 

Рисунок 1.3 – Електрична частина розподільчого пристрою 10 кВ ГПП

1.3.4 Вибір ліній електропередачі

         Для живлення ГПП (110 кВ) в більшості випадків використовується повітряна лінія.

Струм живлення трансформаторів ГПП складає:

.

На стороні 110 кВ трансформаторів ГПП:

,            

де  та  визначаються за наступними формулами:

;           

,            

де - втрати в ГПП,кВт.

Визначаємо за наступними формулами:

,           

,          

де -число трансформаторів ГПП.

Тоді :

,

,

.

Тоді отримаємо:

Враховуючи, що лінія живить ще 4 схожих підприємств, отримуємо:

Попередньо приймаємо провід АС-25 з  довго допустимим  навантаженням Iдоп = 142 А.

Обраний переріз перевіряємо за наступними  критеріями:

  1.  За допустимим  струмом  в  післяаварійному  режимі:

,               

де -струм післяаварійного режиму; в данному випадку дорівнює подвоєному струму нормального режиму, А:

,

де к – коефіцієнт, що враховує фактичну розрахункову температуру середовища, визначається 6;

– допустиме короткочасне перевантаження, ;

 Перевірка задовільна.

  1.  За  мінімальним  перерізом механічної міцності:

Для марки провода АС мінімальна площа перерізу  за цим критерієм  дорівнює 25 мм2, вимога задовільна.

  1.  За мінімальним  перерізом  термічної стійкості:

У  відповідності з ПУЕ 2010 мінімальним  перерізом  за  умовою термічної стійкості для повітряних ліній 110 кВ є переріз 70 мм2.

5. За економічними показниками приймаємо переріз 120мм2

Таким чином, остаточно приймаємо до установки дві повітряні лінії з проводами марки АС-120 доп=390А з переріз яких  задовольняє усім перевіркам.

1.4  Вибір внутрішнього електропостачання

1.4.1 Загальні відомості

Схема внутрішнього електропостачання вміщає в себе електричні розподільні мережі напругою вище 1000 В (РМ ВН) і напругою до 1000 В (РМ НН).

Проектування РМ ВН здійснюємо в наступній послідовності:

  •  Вибір кількості трансформаторів та їх номінальної напруги на ТП, а також кількості та місць розташування ТП.
  •  Вибір схем РМ ВН.
  •  Вибір перерізів жил кабелів.
  •  Вибір засобів компенсації реактивної потужності (КРП) в РМ ВН.

1.4.2  Вибір напруги розподільчої мережі

На підприємстві за умовами технології передбачено обладнання  на  380/220 В. Отже для мереж, напругою менше 1000 В приймаємо на напругу 0,38 кВ.

1.4.3 Вибір кількості та потужності цехових трансформаторів з врахуванням компенсації реактивної потужності 

Вибираємо економічне оптимальне число цехових трансформаторів  та економічне оптимальне значення потужності батарей на низькій стороні.

Потужність цехових трансформаторів попередньо визначимо за питомою густиною навантаження , кВ·А/м:

,     (1.15)

де  – розрахункове навантаження цеху напругою 0,38 кВ, кВА;

S – площа цеху, м2.

Мінімальна кількість цехових трансформаторів  однакової потужності , що призначені для живлення технологічно зв’язаних навантажень, знаходиться за виразом

,     (1.16)

де  – коефіцієнт завантаження трансформатора; для двотрансформаторних підстанцій приймається 0,7-0,75;

– номінальна потужність трансформатора, кВА;

– дробовий доданок до найближчого цілого числа.

Двотрансформаторні підстанції застосовують за наявності споживачів -ої категорії та особливої групи, а також для цехів з високою питомою густиною навантаження (понад 0,5…0,7 кВ·А/м2), для компресорних і насосних станцій загальнозаводського призначення.

Економічна кількість трансформаторів  знаходиться за виразом

=,

де m – додаткова кількість трансформаторів, яка визначається згідно [2] у функції  і .

За рахунок  та m з’являється нескомпенсована потужність , яка передаватиметься через трансформатори в мережу 0,38 кВ; визначається вона за виразом

,    (1.17)

де  – фактичний коефіцієнт завантаження:

.     (1.18)

Потужність  складе:

,     (1.19)

де  – розрахункова реактивна потужність ЕП напругою 0,38 кВ, квар.

За < 0 встановлювати батареї на першому етапі розрахунку не потрібно, в цьому випадку  = 0.

Величина  визначається за виразом

,   (1.20)

де  – розрахунковий коефіцієнт, який визначається у функції показників , схеми та напруги РМ ВН [2].

Показник  характеризує відношення питомих витрат на НБК та високовольтних батарей конденсаторів (ВБК) і в практичних розрахунках для енергетичної системи України при кількості робочих змін 3 дорівнює 11.

Показник  враховує віддаленість ТП від РПр ГПП та потужність трансформаторів. Його чисельне значення беруть згідно з даними табл. 2.10[2].

Якщо в розрахунках отримаємо, що , тоді додатково встановлювати конденсаторні батареї не потрібно.

Як приклад розрахуємо цех ін’єкційний форм за формулами (1.15 – 1.20). Обираемо ТП 2х2500

Отже сумарна розрахункова потужність батарей конденсаторів складає

Встановлення конденсаторних батарей не потрібно.

Для ремонтного цеху вибираємо два трансформатори ТМ-2500/10.

Розрахунок по  іншим  корпусам та цехам робимо аналогічно. Результати розрахунку зводимо до таблиці 1.7.

Таблиця 1.7 – Вибір кількості і потужності цехових трансформаторів та низьковольтних конденсаторних батарей

Найменування приміщення

Р р. 0,38, кВт

Q р. 0,38, квар

S р. 0,38, кВА

,

кВ·А/м2

Sт.ном, кВА

ne

Qнк1, квар

Qнк2, квар

Qнк, квар

К-сть і тип КБ

QКН.ф, квар

2

Цех хімічної очистки

1416,113

1504,721

2066,292

1600

2

0

444,496

444,496

2УКМ58-0,38-225 У3

450

8

Аміачна компресорна

258,216

379,775

459,243

11

Цех ін’єкційних форм

1788,925

1772,593

2518,400

0,50

2500

2

0

-477,407

-477,407

 

1

Біологічна лабораторія ВКЯ

324,676

537,158

627,657

1000

2

0

1069,777

1069,777

2УКМ58-0,38-550 У3

1100

3

Хімічна лабораторія ВКЯ

268,515

538,234

601,495

4

Градирня

361,976

611,851

710,906

13

Адмінкорпус

137,592

282,533

314,256

6

Фармацептична лабораторія ВКЯ

174,355

383,872

421,613

1000

2

0

650,584

650,584

2УКМ58-0,38-333 У3

666

7

Цех твердих форм

513,661

637,496

818,687

9

ДЦ

234,439

529,215

578,818

5

Котельня

390,737

548,075

673,099

1000

2

0

802,234

802,234

2УКМ58-0,38-450 У3

900

10

Повітряна компресорна

470,680

678,770

825,996

12

Насосна станція

167,592

311,844

354,025

14

Побут.приміщення

76,062

163,545

180,367

 

  1.   Вибір конденсаторних батарей на стороні 10 кВ

Необхідна потужність компенсуючих пристроїв  в РМ ВН знаходиться за виразом

,

де =0,85– коефіцієнт неспівпадання максимумів за часом розрахункового навантаження промислового підприємства з максимумом навантаження енергосистеми;

– розрахункова реактивна потужність підприємства, квар;

– сумарна встановлена потужність низьковольтних конденсаторів, квар;

n – кількість цехів, в яких встановлені НБК.

Вибираємо високовольтні конденсаторні установки 2УКЛ-56-10,5-2700У3

1.4.2 Вибір схеми розподільчої мережі

Живлення трансформаторних підстанцій окремих цехів підприємства відбувається від ГПП підприємства за допомогою кабельних ліній.   Використовуються магістральні схеми живлення підстанцій, при цьому від кожної магістралі може живитися до 3-4 трансформаторних підстанцій в залежності від потужності трансформаторів.

1.4.3 Розрахунок перерізу розподільчих мереж

Переріз жил кабелів напругою 10 кВ вибираємо  з перевіркою на умови нагріву довготривалим розрахунковим струмом в нормальному та післяаварійному режимах, на допустиму втрату напруги і на термічну стійкість до струмів короткого замикання.

За розрахункову потужність кожного трансформатора приймаємо максимальне навантаження з врахуванням втрат потужності в трансформаторі. Дані для розрахунків беремо з табл. 1.7.

Як приклад розрахуємо ТП1.  Розрахунки для інших ТП проводимо аналогічно і заносимо до табл. 1.8.

;

,

де – розрахункові навантаження на стороні 0,4 кВ .

;

;

Таблиця 1.8 – Розрахунок електричних навантажень на стороні 10 кВ

ТП

Рр. 0,38, кВт

Qр. 0,38, квар

Sр. 0,38, кВА

ΔРт, кВт

ΔQт, квар

Рр10, кВт

Qр10, квар

Sр10, кВА

Iр10, А

1

ТП1

1674,329

1884,496

2520,854

13,540

75,411

850,704

1017,659

1326,396

76,580

2

ТП2

1788,925

1772,593

2518,400

9,812

66,225

904,274

952,522

1313,396

75,829

3

ТП3

1092,759

1969,777

2252,586

16,404

83,769

562,783

1068,658

1207,789

69,732

4

ТП4

922,455

1550,584

1804,227

11,402

58,759

472,629

834,051

958,655

55,348

5

ТП5

1105,071

1702,234

2029,479

13,777

70,633

566,312

921,750

1081,820

62,459

Розрахункова потужність магістральної лінії, що живить ТП5 та ТП1 визначається згідно електричної схеми живлення і розрахункових потужностей лінії по виразу

,

де Рі і Qі відповідно розрахункова активна і реактивна потужність

 лінії і-ого трансформатора з врахуванням втрат в трансформаторах.

       Розрахунковий струм в нормальному режимі визначається як :

;

.

Приймаємо кабель перерізом 3х185  з Ідоп =298А.

Умова перевірки кабелю на на допустимий струм в післяаварійному режимі відбувається за виразом:

,

де =1,04 – поправний коефіцієнт, що залежить від температури землі та повітря [5];

=0,75 – поправний коефіцієнт, що залежить від кількості числа кабелів прокладених паралельно [5];

= 1,25 – допустиме короткочасне перевантаження кабельної лінії [5].

Маємо:

.

Умова виконується.

Втрати напруги в лінії в нормальному режимі роботи складуть:

,

де l =0,064 км – довжина лінії;

ro=0,164 Ом/км; xo=0,077 Ом/км – відповідно питомий активний і реактивний опір лінії;

cos – коефіцієнт потужності навантаження лінії.

 Умова виконується.

Величина мінімального перерізу кабеля напругою 10 кВ за умовами термічної стійкості згідно п.5.2:

,

де     =1,26 – фіктивний термін дії КЗ, с

       С – коефіцієнт, що визначається обмеженням допустимої температури нагрівання кабелю в залежності від його матеріалу, [12].

.

Отже, за умовами термічної стійкості кабель повинен мати переріз не меньше 3 х 75 мм2, приймаємо кабель ААБл-3х185 з  Ідоп =298А.

Аналогічно виконуються розрахунки для інших ТП та кабельних ліній, що їх живлять. Результати розрахунків зведені в табл. 1.9

Таблиця 1.9 – Вибір перерізів кабельних ліній напругою 10 кВ

 №

Ділянка

Sном.т, кВА

Sр.л, кВА

lкл, м

Iр, А

Iр.а, А

Iд, А

Переріз лінії F, мм2

1

ГПП-ТП2

2х2500

1313,396

78

75,829

151,658

161

3х70

2

ГПП-ТП5

2х1000

2401,925

64

138,675

277,350

298

3х185

3

ТП5-ТП1

2х1600

1326,396

33

76,580

153,159

161

3х70

4

ГПП-ТП4

2х1000

2166,191

108

125,065

250,130

264

3х150

5

ТП4-ТП3

2х1000

958,655

96

55,348

110,696

132

50

1.5 Розрахунок струмів короткого замикання в мережах вище  1000В

         1.5.1 Вихідні дані для розрахунків

Основною причиною порушення нормального режиму роботи СЕП є виникнення короткого замикання в мережі або в елементах електрообладнання внаслідок пошкодження ізоляції або неправильних дій обслуговуючого персоналу.

         Вихідними даними для розрахунку струмів короткого замикання є схема електропостачання та величина потужності короткого замикання на шинах районної підстанції (рисунок 1.4). Розрахункова схема заміщення для розрахунку короткого замикання зображена на рисунку 1.5.

Рисунок 1.4 – Структурна схема ЕП для розрахунку стумів короткого замикання

        Розрахунок струмів короткого замикання виконується для найбільш характерних точок, в яких передбачається встановлення апаратів захисту.

        Розрахунок виконується у відносних базисних одиницях, при цьому всі опори схеми заміщення приводяться до базисних умов.

За базисні умови приймаємо:

 

 

 

,

.

Рисунок 1.5 – Схема заміщення ЕП для розрахунку струмів короткого замикання

Визначаємо опори схеми заміщення у відносних базисних одиницях:

електричної системи :

– повітряна лінія 110 кВ:

;

;

;

;

– трансформатора ГПП :

для двохобмоточних трансформаторів:

;

,

де    – напруга короткого замикання трансформатора, %;

     – номінальна потужність трансформатора, МВА.

– кабельні лінії 10 кВ – розраховуються аналогічно повітряним лініям,  тільки за базисну напругу приймають Uб.2 = 10,5 кВ:

  ;

  ;

  ;

  ;

  .

1.5.2 Розрахунок струмів з трифазного короткого замикання в характерних точках

Визначається сумарний реактивний і активний опір до розглядаємої точки КЗ і визначається повний опір. Якщо активний опір менше 1/3 індуктивного, їм можна знехтувати.

Як приклад, виконуємо розрахунок струмів короткого замикання в точках К1 і К2.

Струм короткого замикання в  точці К1 визначається виразом:

;      

;

;

; ;

.

Ударний струм в точці короткого замикання визначається виразом

де  – ударний коефіцієнт, який визначається за виразом,

де Та – постійна часу згасання аперіодичного струму, с;

.

Визначимо струм короткого замикання в точці К2:

.

      В даному випадку:

,

,

,

.

Аналогічно визначаються струми КЗ в інших  точках, результати розрахунків заносяться до табл. 1.10

  Таблиця 1.10 – Струми  короткого замикання в СЕП

Номер вузла

Uб,кВ

I, в.о.

rе*б, в.о.

xе*б, в.о.

Iк, кА

iуд, кА

3

115

0,5

0,111

0,085

3,588

10,149

4

10,5

5,5

0,22

1,75

3,114

8,805

5

10,5

5,5

0,23

1,76

3,104

8,777

6

10,5

5,5

0,24

1,76

3,096

8,756

7

10,5

5,5

0,24

1,76

3,095

8,754

8

10,5

5,5

0,32

1,77

3,061

8,657

9

10,5

5,5

0,25

1,76

3,096

8,755

   

1.5.3 Розрахунок струму однофазного короткого замикання

Оскільки схема з’єднання обмоток трансформатора ГПП , то струм нульової послідовності в мережі 10 кВ буде відсутній.

Для розрахунку струму однофазного замикання на землю складаємо схему заміщення (рисунок 1.6) з коротким замиканням в точці К1. На базі цих схем приводимо схему нульової послідовності (рисунок 1.7). Розрахунок ведемо у відносних одиницях.

Рисунок 1.6 – Електрична схема і схема заміщення для розрахунку однофазного КЗ

Рисунок 1.7 – Схема для розрахунку опору нульової послідовності

Струм однофазного КЗ (кА) на шинах районної підстанції визначається виразом :   

,

де =3;

- результуючий опір прямої послідовності, Ом:

=

=Ом,

де  - результуючий опір прямої послідовності, в.о.;

== 0,085;

          - додатковий опір, Ом:

=

=11,29+36,263=47,553.

Результуючий опір зворотної послідовності  приймаємо рівним результуючому опору прямої послідовності :

== 11,29;

- результуючий опір нульової послідовності, який розраховуємо за формулою:


де  - опір системи нуьової послідовності, Ом, який розраховуємо за формулою:

- індуктивний опір нульової послідовності повітряної лінії, що визначають через опір лінії прямої послідовності  з врахуванням коефіціента n, величина якого залежить від конструктивного виконання лінії:

;

Ом.

1.6  Вибір високовольтної апаратури та струмовідних частин

1.6.1  Загальні положення

Основними параметрами апаратів, що повинні відповідати умовам тривалого режиму, є номінальний струм  і напруга .

Перевірка апаратів на електродинамічну стійкість здійснюється за умовами:

; ,

де   динамічний струм к.з., тобто амплітуда максимально допустимого струму, кА;

  ударний струм к.з. у місці установки апарата, кА;

  максимальне діюче значення періодичного складника струму к.з., яке у каталогах заводів-виробників задається як максимальне значення  або як наскрізний прохідний струм .

Перевірка апаратів на термічну стійкість здійснюється за умовою

,

де    значення теплового імпульсу, кА2∙с;

  струм термічної стійкості апарата, кА;

  час термічної стійкості, зазначений у каталозі, с.

Величина  обчислюється за формулою

,

де   приведений час к.з.;

  час відключення к.з., що дорівнює сумі часу спрацьовування основного релейного захисту  і часу  спрацьовування вимикача;

  постійна часу загасання аперіодичного складника струму к.з.

1.6.2  Вибір силової апаратури мережі живлення

До силової апаратури мережі живлення відносяться вимикачі і роз’єднувачі, які вибираються за максимальним струмом і номінальною напругою і перевіряються на електродинамічну і термічну стійкість до струмів к.з.

Вимикачі вибирають по номінальному струму, номінальній напрузі, по типу, роду установки і перевіряють по електродинамічній і термічній стійкості, а також здатності до відключення струмів к.з.

Апарати вважається правильно вибраними, якщо каталожні їх дані більше (дорівнюють) розрахунковим.

Робимо вибір і перевірку ввідного вимикача ЗРП 110 кВ ГПП.

Визначимо розрахункове навантаження вимикача в післяаварійному режимі, коли один трансформатор ГПП чи одне коло ПЛ вийдуть з ладу і включаться секційні вимикачі ЗРП 110 кВ ГПП.

Розрахункові значення струму навантаження складають:

Ір= 17,422А; Ір.п/а=34,844 А.

Вибираємо елегазовий вимикач ВЭКТ-110-40/2000У1.

Роз’єднувач вибирається аналогічно, тільки відсутня перевірка на допустимий струм відключення. Використовуємо роз’єднувачі типу

РДЗ-110Б/1000НУХЛ1.

Таблиця 11Вибір вимикачів і роз’єднувачів на напругу 110кВ

Елемент ЕПС

Параметри елементу

Умова вибору

Розрахункові дані

Каталожні дані

Вимикач

ВЭКТ-110-40/2000У1

Номінальна напруга

110 кВ

110 кВ

Максимальний тривалий струм

34,844 А

34,72 А

2000 А

Струм динамічної стійкості

16,656 кА

16,656 кА

102 кА

40 кА

Струм відключення

5,536 кА

40 кА

Тепловий імпульс

61,28 кА2ּс

=

=4800 кА2ּс

Роз’єднувач

РДЗ-110Б/1000

НУХЛ1

Номінальна напруга

110 кВ

110 кВ

Максимальний тривалий струм

34,844 А

1000 А

Струм динамічної стійкості

16,656 кА

63 кА

Тепловий імпульс

61,28 кА2ּс

∙3= =1875 кА2ּс

с.

1.6.3  Вибір силової апаратури розподільчої мережі

1.6.3.1. Вибір вимикачів

Високовольтні вимикачі на напругу 10кВ вибираються так, як і на напругу 110 кВ.

Визначимо максимальний струм обмотки трансформатора 6,3 МВА на вторинній стороні трансформатора ГПП:

,

де = 6124,158 кВА згідно розрахунків;

Приймаємо до установки вакуумний вимикач типу BB/TEL-10-20/1000 У2, компанії ABB. Порівняння розрахункових і каталожних даних обраного вимикача наведено в таблиці 12.

Таблиця 12Вибір вимикачів на напругу 10 кВ

Елемент ЕПС

Параметри елементу

Умова вибору

Розрахункові дані

Каталожні дані

Вимикач

BB /TEL-10-20/1000 У2

Номінальна напруга

10 кВ

10 кВ

Максимальний тривалий струм

353,578 А

707,157 A

1000 А

1000 А

Струм динамічної стійкості

8,846 кА

51 кА

31,5 кА

Струм відключення

3,128 кА

31,5 кА

Тепловий імпульс

46,95 кА2с

1200 кА2ּс

с.

6.3.2 Вибір вимикачів навантаження

Для комутації навантаження і захисту від струмів к.з. на первинній стороні трансформаторів встановлюють комплектні вимикачі навантаження       з запобіжниками.

Умови вибору вимикача навантаження напругою 10 кВ тіж самі, що і силових вимикачів. У якості вимикачів навантаження використовуються вимикачі типу  PIF-13,8/400.

Вибір вимикача навантаження на одній з ліній, що живить ТП                    із трансформаторами 2×2500 кВ∙А, здійснено в табл. 13.

Таблиця 13 – Вибір вимикачів навантаження

Елемент ЕПС

Параметри елементу

Умова вибору

Розрахункові дані

Каталожні дані

Вимикач

навантаження

PIF-13,8/400

Номінальна напруга

10 кВ

13,8 кВ

Максимальний тривалий струм

96,99 А

193,98 А

600 А

600 А

Струм динамічної стійкості

8,8 кА

42 кА

Струм відключення

3,1 кА

17,9кА

6.3.3 Вибір роз’єднувачів і запобіжників

В схемах комутації роз’єднувачі можуть застосовуватись з вимикачами навантаження або з запобіжниками.

Плавкі запобіжники напругою вище 1000 В вибираємо ПКТ-104-10-160-12,5У3 за конструктивним виконанням, номінальною напругою та струму,

граничному струму відключення та потужності, роду установки. Вибір запобіжника наведений в табл. 1.11.

В таблиці 14, як приклад, наведено вибір запобіжника типу            ПКТ104-10-160-12,5У3 за даними [2].

Таблиця 14Вибір запобіжника на напругу 10 кВ

Елемент ЕПС

Параметри елементу

Умова вибору

Розрахункові дані

Каталожні дані

Запобіжник

ПКТ 104-10-160-12,5У5

Номінальна напруга

10 кВ

10 кВ

Максимальний

тривалий

струм

48,49 А

96,99  А

160 А

160 А

Струм відключення

8,5 кА

12,5 кА

1.6.4  Вибір трансформаторів струму

Трансформатори струму вибираємо ТЛМ-10-ІІ за номінальною напругою, первинному та вторинному струмам, за родом встановлення, конструк-ції, класу точності та перевіряємо на термічну стійкість при короткому замиканні.

В табл.15, як приклад, наведено вибір трансформаторів струму на напругу 110 і 10 кВ.

Таблиця 15Вибір трансформаторів струму на напругу 110 кВ і 10 кВ

Елемент ЕПС

Параметри елементу

Умова вибору

Розрахункові дані

Каталожні дані

Трансформатор струму

ТФЗМ 110Б-1 У1

Номінальна напруга

110 кВ

110 кВ

Максимальний тривалий струм

34,72 А

600 А

Струм динамічної стійкості

16,656 кА

42 кА

Тепловий імпульс

76,605 кА2ּс

324 кА2ּс

Трансформатор струму

ТЛМ-10-ІІ

Номінальна напруга

10 кВ

10 кВ

Максимальний тривалий струм

707,157 А

1500 А

Струм динамічної стійкості

8,846 кА

40 кА

Тепловий імпульс

46,95 кА2ּс

1600 кА2ּс

Трансформатори струму підлягають перевірці на роботу в заданому класі точності.

Наприклад, вибраний нами трансформатор струму ТЛМ-10-II має А, допустима повна потужність  вторинної обмотки за  для класу точності 0,5 складає 15 В∙А. Розрахунок його навантаження  наведено в табл.16.

Таблиця 16Навантаження трансформатору струму

Прилад

Тип

Навантаження у фазах, В·А

А

С

Ватметр

Ц-335

0,5

0,5

Лічильник активної енергії

Ц-680

2,5

2,5

Амперметр

Э-335

0,1

0,1

Разом:

3,1

3,1

Потужність, яку можна втратити в з’єднувальному кабелі                         від трансформатора струму до вимірювальних приладів:

,

де,– активні опори контактів і кабелю.

У нашому випадку = 15 В·А; = 3,1 В·А; =  0,1.

Тоді опір кабелю:

= Ом.

Приймаємо довжину з’єднувальних кабелів від трансформаторів струму, встановлених у РПр 1 кВ, до вимірювальних приладів, встановлених на панелі керування, L= 40 м.

Переріз з’єднувальних кабелів F (мм2):

;

Приймаємо кабель АКВР з перерізом жил кабелю 6 мм2.

Потужність, що споживається котушкою реле РТ, складає 0,1 В·А.

Допустимий опір кабелю:

= Ом.

Переріз кабелю:              мм.

Приймаємо найбільший стандартний переріз 6 мм2.

За обраних перерізах кабелів і заданому споживанні енергії котушками приладів і реле обраний трансформатор струму працює в заданому класі точності.

1.6.5 Вибір трансформаторів напруги

Як приклад, виберемо трансформатор напруги НТМИ-10, що установлюється на шинах ЗРПр 10 кВ ГПП і працює у класі точності 0,5.

Трансформатор напруги має номінальну потужність=150 В·А.

Виберемо трансформатор напруги (ТН), встановлений на секції шин РПр 10 кВ. До нього підключено 2 вольтметра і обмотки напруги лічильників активної і реактивної енергії, встановлених на лініях , що відходять.

Вибір ТН здійснюється:

- по напрузі: Uуст U;

- по конструкції і схемі з'єднання обмоток;

- по класу точності;

- по вторинному навантаженню: S2 S.

Вибираємо вимірювальний ТН типу НТМИ-10-66 У3, дані якого наведені в табл. 17.

Таблиця 17 – Вторинне навантаження трансформаторів напруги

Найменування

приєднання

Прилад

Тип

приладу

Потуж-ність

коту –

шок

cosφ

sinφ

Кількість

P,

Вт

Q,

В·Ар

Збірні шини

Вольтметр

Е-335

2

1

0

1

2

-

Приєднання

шин 10 кВ до

силового

трансформа - тора

Ватметр

Варметр

Лічильник

активної і

реактивної

енергії

Д-335

Д-335

ET3A5E8ULRT

3

3

-

1

1

0,5

0

0

0,87

1

1

1

3

3

2

-

-

3,46

Приєднання

ТВП

Лічильник

активної

енергії

ET3A5D8GLRT

-

0,5

0,87

1

2

3,46

Високовольтна

конденсаторна

установка

Варметр

Д-335

3

1

0

3

9

-

Кабельна лінія

напругою 10 кВ

Лічильник

активної і

реактивної

енергії

ET3A5E8ULRT

-

0,5

0,87

12

24

41,52

Разом:

45

48,44

Визначаємо сумарне навантаження  вторинних кіл обмотки трансформатора напруги за  виразом

;     

= 66,12 В·А.

Номінальне навантаження трансформатора напруги більше розрахункового, тому він може працювати в класі точності 1,0.

Вибір по другим секціям проводиться аналогічно. Для з’єднання трансформаторів напруги з приладами вибираємо кабель  АКРВГ з перерізом жили 2,5 мм2 за умовами механічної стійкості.

1.6.6 Вибір апаратів захисту від перенапруг

Для захисту від перенапруг при відключенні перевантажених трансформаторів ГПП застосовуємо блискавкозахисні трубчастий розрядник типу РТВ-2,5/12,5-110М з боку 110 кВ і вентильний типу РВО-10У1 з боку 10 кВ. Пропускна здатність цих розрядників достатня для розсіювання енергії, яка виділяється при перенапругах даного виду.

1.6.7 Перевірка кабелів на термічну стійкість

Перевіримо кабель на термічну стійкість, який прокладено від ГПП.

Перевірка проводиться за умовою:

Fmin F,

де F – переріз вибраного кабеля, мм²;

Fmin – мінімально допустимий переріз за умовою термічної стійкості, мм2.

Величину Fmin розраховуємо по формулі:

де С коефіціент, відповідний різниці температур провідника до і після кз; С=85.

Дійсний час КЗ tпр дорівнює:

 

де tзах  - тривалість дії захисту, tзах = 1 с;

 tвідкл - тривалість дії відключаючої апаратури, tвідкл = 0,7с.

с.

= 3,1 кА відповідно до розрахунків струмів короткого замикання

 мм2

Вибраний кабель ААБл (3×70) мм2 задовольняє умові термічної стійкості до струмів КЗ.

1.7 Електропостачання цеху по виготовленню парових котлів

1.7.1 Коротка характеристика цеху

Цех по виготовленню парових котлів використовується на виробництві, як основний для виготовлення електрообладнання, різноманітних деталей для ремонту котлів . У даному цеху  встановлено 44 споживача електричної енергії, працюючих на напругу до 1000 В. По ступеню надійності електропостачання електроприймачі цеху відносяться до другої категорії надійності електропостачання. Клас пожежонебезпеки виробничого приміщення В-ІІа, клас пожежонебезпеки зони П-ІІа. По ступеню захисту персоналу від дотику із струмовідними та рухаючимися частинами електрообладнання і по ступеню захисту електрообладнання від попадання сторонніх предметів, пилу та вологи дільниця відповідає ступеню захисту ІР-10. Режим роботи цеху тризмінний.

Споживачами електроенергії цеху є карусельні верстати, токарні верстати, преси, ножиці, машини для точкового та стикового зварювання та кран-балка. Всі електроприймачі живляться трифазним змінним струмом промислової частоти напругою до 1000 В.

Живлення цеху відбувається від ГПП заводу за допомогою власної трансформаторної підстанції ТП6, прибудованої до цеху. Силова мережа цеху трифазна, частота живлення 50 Гц, напруга 380 В.

Електрична схема наведена на рисунку 1.6

1.7.3 Розрахунок електричних навантажень

1.7.3.1 Розрахунок електричних навантажень силових електроприймачів

Розрахунок проводимо з використанням методу розрахункових коефіцієнтів. Результати розрахунку наведені в таблиці 1.20.

Розрахунок проводимо аналогічно пункту 1.1.2.

1.7.3.2 Розрахунок електричних навантажень освітлювальних установок

Розраховуючи освітлення, використовуємо метод коефіцієнта використання світлового потоку і метод коефіцієнта попиту.

Розміри приміщення і розміщення світильників (рис.1.7).

А=63 м; В=40 м; Н=9 м; hр=0,8 м; hсв =1,2 м;

де  hр с висота робочої поверхні над рівнем підлоги, м;

hсв – висота від місця кріплення до місця підвісу світильника, м;

hп - висота установки світильників над підлогою, м.

   

 

    

Рисунок 1.7 – Розміщення світильників у цеху

Визначаємо розрахункову висоту h

;

м.

Мінімальна освітленість Еmin=300 лк при коефіцієнті запасу кз= 1,5.

Визначаємо необхідну кількість світильників.

Кількість світильників N

;     (1.22)

,     (1.23)

де  L – відстань між світильниками і їх рядами, м;

λ= 0,4 ÷ 2,0 – коефіцієнт найкращого світлорозподілення [4];

м, тому що розташування світильників за сторонами квадрата рівномірне.

Визначаємо світловий потік Фн

,     (1.24)

де  Еmin – мінімальна освітленість, лк;

кз – коефіцієнт запасу;

S – площа приміщення, м2;

z – відношення середньої освітленості до мінімальної;

- коефіцієнт використання світлового потоку, %.

Для ламп ДРЛ: кз =1,5, z =1,15.

Величину визначаємо в залежності від типу світильника і характеру приміщення, а також індексу приміщення.

Визначаємо індекс приміщення і 

;     (1.25)

.

За табл.5,7 [4], використовуючи коефіцієнти відображення стелі ст =70 %, стін с = 50 %, підлоги п = 10 %, визначаємо = 84 % .

Тоді

Згідно умови: , тобто , вибираємо лампу ДРЛ – 700 потужністю 700 Вт (Uc=220 В) з світловим потоком Фл = 40600  лм.

Визначимо кількість рядів

рядів.

Кількість світильників в одному ряді

;

 шт.

Тоді загальна кількість світильників N у цеху

;

шт.

На рисунку 1.8 показано план розміщення світильників у цеху

Рисунок – 1.8 План розміщення світильників у цеху

Перевірка освітленості в найбільш характерній точці точковим методом за кривими просторових ізолюкс згідно виразу

Отримане значення не перевищує 10%, отже розрахунок проведено правильно.

Номінальна потужність Pн.o освітлювальних установок

Pн.o = N Pн.o,

де Рн.о – номінальна потужність одного світильника, Вт;

Розрахункові навантаження Pр.o і Qр.o  освітлення знаходимо за формулами:

Pр.o = P м.o = кП кПРА Рн.о;

Qр.o = Q м.o = Рр.о tgφ0 ,

де  кп – коефіцієнт попиту;

о – фазовий кут освітлювальних установок;

кПРА=1,1 – коефіцієнт пускорегулюючої апаратури;

P н.o – номінальна активна потужність освітлення.

Pр.o = 0,9∙1,1∙37,8=37,422 кВт;

Qр.o = 37,62 0,33=12,474 квар.

Аварійне освітлення виконується з метою забезпечення можливості тимчасового продовження роботи на певних робочих місцях. На даній дільниці аварійне освітлення виконано для освітлення головного проходу при забезпеченні мінімальної норми освітленості 0,5 лк на рівні підлоги.

1.7.4 Вибір струмовідних частин та проводів, живлячих окремі електроприймачі

Вибір перерізу шин шинопроводів та струмопроводів здійснюємо за розрахунковим струмом Ір їх струмовідних частин за умовою допустимого нагрівання в нормальному та після аварійному режимах.

Живлення електроприймачів від трансформатора відбувається по шинопроводу ШМА

Вибираємо переріз проводів , що живлять окремі електроприймачі. При цьому враховуємо правила техніки безпеки. Провідники вибираємо за критеріями економічності, допустимого нагріву, механічної міцності, умови захищеності вибраного перерізу від перенавантаження струмами КЗ.

Переріз жил кабелів визначаємо з умови припустимого нагрівання

;

,

де  – припустимий струм кабелю, визначається по каталогу;

– коефіцієнти, що враховують зміну  в залежності від температури навколишнього середовища і кількості кабелів, прокладених в каналах.

Для температури .

Для одного кабелю у каналі - .

Визначаємо розрахунковий струм кожного електроприймача і діаметр труби, для прикладу покажемо визначення розрахункового струму токарного верстату, а результати розрахунку по іншим електроприймачам, а також по силовим пунктам заносимо до таблиці 1.21.

А.

Вибираємо провід марки АПВ- 4(1х10) А,

Для проводів передбачаємо приховану прокладку в ізоляційних трубах у підлозі. Діаметр труб визначаємо за виразом:

,     (1.26)

де  - переріз силових жил проводу, мм2.

.

Таблиця 18Вибір перерізу проводів

Найменування ЕП

,

кВт

,                             А

Переріз

проводу, мм2

,

А

Діаметр труби , мм

Змішувач -гранулятор

15

30,387

4(1х10)

35

21,287

Капсульна машина

13

39,503

4(1х16)

50

28,059

Гранулятор

5

11,687

4(1х2,5)

17

12,822

Сушка

17

25,829

4(1х6)

27

16,772

Прес

8

27,011

4(1х10)

35

21,287

Фасувальний апарат

8

17,364

4(1х4)

20

14,515

Картонатор

8

24,309

4(1х6)

27

16,772

Витяжна установка

17

36,898

4(1х16)

50

28,059

Приточна установка

25

58,436

4(1х25)

60

38,217

Парогенератор для кондиціонера

30

59,974

4(1х25)

60

38,217

Пральня

23

53,761

4(1х25)

60

38,217

Міксер-гранулятор

75

149,935

4(1х95)

155

117,223

Змішувач

5

12,661

4(1х2,5)

17

12,822

Пилоуловлювачі

2

7,597

4(1х2,5)

17

12,822

Блістерна машина

10

21,705

4(1х6)

27

16,772

1.7.5 Електричні мережі освітлювальних установок

Передбачається загальне робоче освітлення; аварійне освітлення 220 В; ремонтне освітлення на напругу 12…36 В.

Перерізи провідників освітлювальної мережі повинні забезпечувати достатню механічну міцність, проходження струму навантаження без перегрівання понад допустимої температури, необхідні рівні напруг у джерел світла, спрацювання захистів апаратів при кз.

Величина допустимої втрати напруги ∆Uд в мережі робочого освітлення цеху визначається

Uд =Uхх UмінUт

де   номінальна напруга при холостому ході трансформатора, %;

  допустима напруга у найбільш віддалених світильників, %;

  втрати напруги в цеховому трансформаторі, що приведена до вторинної напруги, %.

Величина  (%) знаходиться за формулою

,

де  - розрахункова потужність на вторинній стороні трансформатора, кВА;

  номінальна потужність трансформатора, кВА;

  активний складник напруги кз трансформатора, %;

  реактивний складник напруги кз трансформатора, %.

%.

Тоді:

Живляча мережа електричного освітлення цеху (рис.1.9) виконана трифазною з нульовим проводом напругою 380/220В.

Рисунок 1.9 – Схема цехової електричної освітлювальної мережі

За розрахунками пункту 1.7.3.2 знайдемо повну потужність

Вибираємо кабель АВВГ 4(1х10) з Ід =35 А.

Знайдемо розрахунковий струм ділянки

Втрату напруги , %на ділянці мережі розраховуємо за виразом

Таблиця 19Дані живлячої мережі групового щитка освітлення

Ділянка мережі

, кВт

, А

Марка, кількість жил і переріз кабелю , мм

,

А

Питомий опір, Ом/км

l,

км

,

%

r

1-2

27216

7,507

АВВГ

4 х 2,5

17,7

12,5

0,116

0,08

2,925

1-3

4536

15,015

АВВГ

4 х 2,5

17,7

12,5

0,116

0,0095

0,695

1-4

907,2

22,522

АВВГ

4 х 6

27

5,21

0,0997

0,0095

0,437

1-5

226,8

30,029

АВВГ

4 х 10

35

3,12

0,099

0,0095

0,352

1-6

75,6

37,537

АВВГ

4 х 16

50

1,95

0,0947

0,0095

0,278

1-7

37,8

45,044

АВВГ

4 х 16

50

1,95

0,0947

0,0095

0,333

 Оскільки  = 5,019 % менше= 7,268 %, ділянка живлячої мережі проходить за допустимою втратою напруги.


1.7.6 Розрахунок струмів короткого замикання

1.7.6.1 Загальні положення

У разі розрахунків максимальних скз у мережах до 1000 В враховуються всі активні і реактивні опори елементів електричної мережі, включаючи опори трансформаторів струму, автоматичних вимикачів, перехідні опори контактних з`єднань.

Сумарний активний опір трансформаторів струму, автоматичних вимикачів, контактних з`єднань, дуги часто називають перехідним і позначають на заступних схемах rп

У разі розрахунків мінімальних скз у цих мережах додатково враховуються вплив електричної дуги і збільшення активного опору кабелів внаслідок нагрівання їх скз

Початкове діюче значення періодичного складника трифазного скз  в кА розраховується за формулою

                                        (1.27)

де   середня номінальна напруга мережі, в якій розраховується скз, В;

  відповідно сумарний активний і сумарний реактивний опір прямої послідовності кола кз., мОм.

У склад  входять опори всіх елементів електричної мережі і контактних з`єднань.

У разі визначення мінімального значення скз.  у формулі (1.27) замість  застосовується величина , яка дорівнює:

,                                           (1.28)

де   опір дуги;

  сумарний активний опір кабельних ліній прямої послідовності;

 коефіцієнт збільшення опору кабелів с.к.з, в залежності від матеріалу, перерізу жил кабелів і часу відключення к.з.

Величина опору дуги у разі кз з розподільним трансформатором знаходиться за спеціальною таблицею в залежності від потужності трансформатора, напруги кабелю або шинопровода і їх довжини.

Найбільше початкове миттєве значення періодичного складника скз.  знаходиться за виразом

.

Ударний струм трифазного кз  в мережах з одним джерелом живлення розраховується за вирозом

,

де   ударий коефіцієнт, в залежності від співвідношення .

Розрахунок періодичного складника струму однофазного кз  здійснюється за формулою

,

де   відповідно сумарний активний і сумарний реактивний опір нульової послідовності кола кз, мОм.

Згідно [12] значення опорів нульової послідовності трансформаторів, трансформаторів струму, автоматичних вимикачів приймаємо рівними відповідним опорам прямої послідовності.

Погонні величини  кабельних ліній знаходимо за спеціальними таблицями [12,].

1.7.6.2 Вихідні дані

Середня номінальна напруга мережі, до якої підключена обмотка вищої напруги трансформатора: .

Трансформатор: тип ТМ-630/10; ; ; ; ; .

Кабельні лінії:

КЛ1, що живить карусельні верстати: тип 2АПВ4(1х70); ; ; .

Шини приєднання трансформатора до щита 0,4 кВ: ; ; .

Автоматичні вимикачі :

SF: тип ВА52-39Б; ; SF1: тип ВА 04-36; .

1.7.6.3 Параметри заступної схеми прямої послідовності

Активний опір системи  приблизно рівний нулю, а реактивний знаходять за формулою

;

Активний та реактивний опори трансформаторів знаходять за формулами:

;  .

Одержуємо:

;  хт = = 13,54 мОм.

Активні та реактивні опори кабельної лінії розраховуємо за формулами:

;  .

Одержуємо: rкл1 = 0,45×95=42,75 мОм; хкл1 = 0,08×95=7,6 мОм.

Аналогично знаходимо опори шин:

rш = 0,21·1,14 = 0,03 Ом;  xш = 0,21·1,14 = 0,03 Ом Ом.

Опори котушок включення автоматичних вимикачів:

; .

На рисунку 1.9 показано схему мережі і заступну схему для розрахунку скз в точці К1

Рисунок 1.9 – Схема мережі і заступна схема скз в точці К1

,

;

;

;

;

;  .

На рисунку 1.10 показано схему мережі і заступну схему для розрахунку скз в точці К2

Рисунок 1.10 – Схема мережі і заступна схема скз в точці К2

,

;

;

;

;

;  .

На рисунку 1.11 показано схему мережі і заступну схему для розрахунку скз в точці К3

Рисунок 1.11 – Схема мережі і заступна схема скз в точці К3

,

;

;

;

  ;

;  ;

1.7.7 Вибір захисної апаратури і запобіжників

Автоматичні вимикачі вибирають за умовами:

- номінальний струм теплового , електромагнітного  та комбінованого  розмикачів вибирають за розрахунковим струмом

- струм спрацювання електромагнітного  або комбінованого  розмикача перевіряють за піковим струмом

  •  струм спрацювання автоматичного вимикача з регульованою обернено залежною від струму характеристикою визначають з умови

.

В таблиці 1.22 вибір автоматичних вимикачів.

Таблиця 1.22 – Вибір автоматичних вимикачів

ЕП

Тип вимикача

Розрахункові дані

Каталожні дані

Умови вибору

3,12

ВА04-36

380В

380В

404А

400А

775А

4000А

13

ВА04-3

380В

380В

146А

160А

517А

1600А

5, 7, 8, 9, 11

АЕ2036

380В

380В

22,3А

25А

22,3А

300А


 
Продовження таблиці 1.22

1, 2, 6, 10

АЕ2056

380В

380В

89,6А

100А

89,6А

1200А

1.7.8 Вибір робочого відгалуження цехового трансформатора

В режимі максимальних навантажень перевіримо відхилення напруги у найбільш віддаленого споживача, в режимі мінімальних навантажень – у найближчого споживача.

В режимі мінімальних навантажень приймаємо навантаження, рівне 30% від максимального навантаження.

Для режиму максимальних навантажень установлене відхилення напруги:

Uу-= Ет + 5- (∆Uт + Uш+ Uкл.2) ≥ -5%,

де  Ет – величина надбавки напруги на регульованих виводах трансформатора;

Uт; Uш; Uкл. – втрати напруги відповідно в трансформаторі, шинах, кабелі, відгалуженні до ЕП;

-5% - допустиме зниження напруги згідно [20].

Величину ∆Uт знаходимо за формулою:

Uт =

де   - потужність на вторинній стороні трансформатора, кВА;

- номінальна потужність трансформатора, кВА;

= - активна складова напруги к.з. трансформатора, %;

= - реактивна складова напруги к.з. трансформатора.

Рр = 640,42 кВт; Qp = 505,12 квар;

=  кВА;

tgφ = 0,79;  cosφ = 0,78;   sinφ = 0,62.

Отримуємо

= ;   

= ;

Uт = .

Величину Uш знаходимо за формулою:

Uш =

де = 0,21 мОм;  = 0,21 мОм;  cos φ = 0,92;

Uш = .

Величину Uкл.2 знаходимо аналогічно:

Uкл.9 = ;

Тоді

Uу -= Ет +5- (5,51 + 0,16+ 0,003) = (Ет – 0,67)%;

Для режиму мінімальних навантажень відхилення напруги:

Uу+ = Ет - кз(∆Uт + Uш)  ≤ +5%,

де кз = 0,3 – коефіцієнт мінімального навантаження;

+5% - допустиме усталене підвищення напруги згідно [20].

Тоді

Uу- = Ет +5 -0,3·(5,51 + 0,16) – 0,03 = (Ет + 3,269)%.

Для виконання умов (Ет – 0,67% ≥ -5% і (Ет + 3,269)% ≤ +5% включаємо трансформатор на 5-ти процентне відгалуження, утворююче Ет = 0%.

1.8 Якість електроенергії

1.8.1 Загальні відомості

Під якістю електроенергії розуміють властивості електроенергії, що обумовлюють придатність її для нормальної роботи ЕП відповідно до їх призначення за розрахунковою працездатністю. Існує ГОСТ 13109 –97 [20], що нормує наступні показники якості електроенергії в ЕПС у разі живлення ЕП від електричних мереж трифазного струму – усталене відхилення частоти, усталене відхилення напруги, розмах коливань частоти, розмах коливань напруги, коефіцієнт викривлення синусоїдальності кривої напруги та коефіцієнти гармонійних складників напруги, коефіцієнти зворотної та нульової  послідовностей напруги та інше.

1.8.2 Оцінка та корекція відхилень напруги

За наявності на підприємстві ГПП з потужними трансформаторами, ідентичності графіків ЕН більшості ЕП і достатньо коротких розподільчих мереж заводу може виявитися достатньо ефективним засобом корекції напруги тільки застосування на ГПП автоматичного регулювання під навантаженням (РПН) трансформаторів [2].

Розрахунок, виконуємий для перевірки цього найпростішого заходу для нормального і післяаварійного режимів проводимо згідно [20] для двох граничних режимів (найбільших та найменших ЕН) і для двох крайніх (електрично найбільш віддаленого і найближчого) ЕП.

Нижня границя допустимого усталеного відхилення напруги на шинах ЗРПр 10 кВ ГПП (центру живлення) Uу.ц- в нормальному режимі визначимо в режимі максимальних ЕН для ЕП 0,38 кВ ТП 9 кВ в точці К (див. рис. 1.12) UВу.ц- і для ЕП низької напруги в точці Р - UНу.ц-. При цьому приймаємо найменший коефіцієнт трансформації на ТП 9, а втрати напруги в різних елементах ЕПС визначаємо для режиму максимальних ЕН [2]:

UВу.ц-= - 0,05 Uн+Uбе+Uеи;

UНу.ц- = (-0,05 Uн + Uк0 + Uтр.тп9) Ктр.ТП9.min + Uаб + Uбе + Uеи,

де 0,05 Uн – допустиме зниження напруги на затискачах ЕП (точки К, Р), В;

Uаб, Uбе, Uеи, Uкл – втрати напруги у КЛ 10 та 0,4 кВ, В;

Uтр.ТП9 – втрати напруги в трансформаторі, В;

Ктр.ТП9.min = 26,1 – мінімальний коефіцієнт трансформації.

Рисунок 1.12. Розрахункова схема для оцінки відхилень напруги

Для спрощення розрахунків приймаємо, що на шинах 0,4кВ віддалених ТП напруга повинна бути не нижче Uн, тобто Uу = 0 [2].

Тоді:

UНу.ц-= Uтп9 · Ктр.ТП9. min + Uаб + Uбе + Uеи .      

Верхню межу допустимого усталеного відхилення напруги Uу.ц+ на шинах ЗРПр 10 кВ ГПП у режимі мінімальних навантажень у нормальному режимі визначаємо для асинхронних двигунів у точці Е і ЕП низької напруги в точці D (шини 0,4 кВ ТП 1). При цьому приймаємо найбільший коефіцієнт трансформації ТП 1 Ктр.ТП1.max=26,45, а втрати напруги в різних елементах ЕПС знаходимо для режиму мінімальних навантажень:

 δ ;    

δ ,                                 

де  0,05 Uн  – допустиме підвищення напруги на затискачах ЕП в режимі мінімальних ЕН, В;

, , – втрати напруги в трансформаторі та КЛ в режимі мінімальних навантажень, В

З  двох значень  δ і δ вибирається менше, тобто приймається більш жорстка умова.

Робимо розрахунок для нормального режиму роботи. Втрати напруги на i-тих ділянках мережі знаходимо за формулою

Uі =  В,

де Рі, Qі – активні та реактивні потужності, протікаючі по і-му елементі ЕПС;

ri, xiактивні та реактивні опори і-го елемента ЕПС, Ом.

Виконаємо розрахунок нижньої границі відхилення напруги Uу.ц- в нормальному режимі

U =  В;

U =  В;

UТП7 =  В;

UТП11 =

при підрахунку Uі величини Рі, Qі взяті з п. 2.7.2.1

        

 кВ;

кВ;

 Таким чином, нижня границя відхилення напруги на шинах ЗРПр ГПП Uу.ц- приймаємо рівним 300 В.

Визначимо верхню границю відхилення напруги Uу.ц+, прийнявши, що ЕН мінімального режиму ЕН складає 30% ЕН максимального режиму.

Тоді:

U ТП = В;

U бв =  В;

δ = (0,05∙380 + 3,213) 26,18 + 0,864 = 82,4 В;

δ = 0,05∙10000 + 12,97 = 513 В.

Отже, верхня границя відхилення напруги на шинах ЗРПр 10 кВ ГПП Uу.ц+ дорівнює 513 В. Аналогічно знаходимо верхню UВу.ц+max i нижню UНу.ц+max границі відхилень напруги в максимальному (післяаварійному) режимі, прийнявши Uдоп =  0,1Uн і подвоєнні значення втрат напруги в кабелях на ділянках аб, бе, еи і в трансформаторах ТП 7 та ТП 11:

UВу.ц-max = 0,1∙10000 + 137,7 + 5,4 = 970 В;

UНу.ц-max = 29,83∙26,18 + 2∙(2,88+2,66) = 792,3 В.

Приймаємо Uу.ц-max = 790 В.

UНу.ц+max = (0,1∙380 + 2∙2,88)∙26,45 + 19,06 = 1176,5 В;

UВу.ц+max = 0,1∙10000 + 19,06 = 1019 В.

Приймаємо Uу.ц+max = 1026 В.

Межа регулювання напруги РПН трансформатора ТДН 10000/110 складає  ±16% (±9 ступіней по 1,7%). Діапазон регулювання складає  ±1600 В на ЗРПр 10 кВ ГПП. Таким чином, допустимий діапазон відхилення напруги [300 В – 513 В] в нормальному режимі роботи і [790 В – 1019 В] в післяаварійному режимі попадає в регулювальну область напруги трансформаторів ГПП та інших засобів корекції відхилень напруги в ЕПС заводу не потрібно.

H

h

сукукукукукукукуквввв

hп

hр


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65148. Загадочная война Субэдэя с русскими 95.5 KB
  Это с одной стороны а с другой что за загадочные Тулисыгэ русский город и Елебань владетель или господин племени русских Попытавшись прояснить вопрос во втором жизнеописании Субэдэя в Юань ши их по ошибке оказалось два созданных разными...
65149. О ДАТАХ ЖИЗНИ ЧИНГИСХАНА 112 KB
  Если относительно смерти Чингисхана существует общепринятая дата август 1227 года которая подтверждена всеми основными источниками то относительно его рождения до сих пор нет такого согласия ни в источниках ни в исследованиях ни в официозе.
65150. Осадные технологии монголов 645 KB
  Данная тема имеет особое значение при рассмотрении военного государства Чингисхана кроме развития тактики и стратегии применения конницы естественной для кочевников военной силы монголы эффективно сокрушали крепости и города в государствах развитых оседлых народов.
65151. Русь и тюрко-монгольский мир за 1500 лет 102.5 KB
  Русские князья предпочли отказаться от этой чести и решили сражаться до последнего. В этом случае русские фактически выступают союзниками Великого Булгара бывшего в подчинении у Хазарии и долго добивавшегося независимости.
65152. Великий западный поход чингизидов на Булгар, Русь и Центральную Европу 294 KB
  Этот поход начался с разгрома Булгара и владений приволжско-уральских народов: саксинов, мордвы, суваров, вотяков и других. Принятие решения о нем известно в передаче нескольких источников, приведем текст Джувейни...
65153. К ВОПРОСУ О ПЕРВОНАЧАЛЬНОЙ ЧИСЛЕННОСТИ МОНГОЛОВ В УЛУСЕ ДЖУЧИ 78.5 KB
  Обычно ссылаются на 4 тысячи монголов о которых сообщает Рашид ад Дин как о выделенных Чингисханом войсках для улуса Джучи. Действительно у Рашид ад Дина есть раскладка монгольских тысяч которые Чингисхан согласно трактовке...
65154. Материалы источников по битве при Калке 106 KB
  Татары же повернули назад и пошли в свои вежи. Дошли вести в стан что пришли татары посмотреть русские ладьи; услышав же об этом Даниил Романович и сев на коня погнался посмотреть на невиданную рать; и бывшие с ним конники и многие другие князья вместе с ним помчались смотреть невиданное войско.
65155. ОБЫЧАЙ И ЗАКОН В ПРАВЕ НАРОДОВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ ПОСЛЕ ИМПЕРИИ ЧИНГИСХАНА 23 KB
  Исследователи права центрально-азиатских кочевников активно ведут дискуссии являлось ли это право обычным или позитивным. Право изучалось в следующих направлениях: практическое для последующей интеграции в иную правовую систему сбор сведений о казахском праве русскими чиновниками...
65156. Ордынские корни российских органов исполнительной власти 43 KB
  Ордынские корни российских органов исполнительной власти Проблемы истории государственного управления : государственный аппарат и реформы в России к 200 летию министерской системы управления в России...