Электроснабжение деревообрабатывающего завода

Расчётные токи в нормальном режиме, А:Соответствующее этому току сечение определяется по формуле, мм2:.Далее выбираем стандартное сечение жил трехжильного кабеля и по [2] определяем длительно допустимуютоковую нагрузку.Выбираем кабель марки АПвП с алюминиевыми жилами, изоляцией жил из сшитого полиэтилена.Кабельная линия от ГПП до ТП-1 состоит из двух кабелей (по одному на каждый трансформатор). Поскольку от ТП-1 по магистрали питается ТП-2, то нагрузка, принимаемая по номинальной мощности цеховых трансформаторов, составитSрГПП-ТП-1 = 1600 4 = 6400 кВА.Расчётный ток для кабеля ГПП – ТП-1АСечение кабеля мм2Ближайшее целое стандартное значение составляет 150 мм2, таким образом, для электроснабжения ТП-1 применяем два кабеля АПвП 3×150 мм2.Выполним расчёт аналогичным образом для остальных кабельных линий. Результаты расчётов сведем в таблицу 12.Таблица 12 – Выбор кабелей для схемы внутреннего электроснабженияТПSp,кВАЧисло кабелейIр, AFрасч, мм2Fст, мм2Iдоп.ст, АГПП - ТП-16400,002,00184,75131,97150275ТП-1 - ТП-23200,002,0092,3865,9870165ГПП - ТП-33200,002,0092,3865,9870165ГПП - ТП-56400,002,00184,75131,97150275ТП-5 - ТП-43200,002,0092,3865,9870165ГПП - ТП-63200,002,0092,3865,9870165ГПП - РП-14000,002,00115,4782,4895205ГПП - РП-24250,002,00122,6987,63952059Расчёт токов короткого замыканияВ электроустановках могут возникать различные виды коротких замыканий которые сопровождаются резким увеличением тока. Поэтому электрооборудование, устанавливаемое в системе электроснабжения должно быть устойчивое к токам короткого замыкания и выбирается с учетом величин этих токов. В современных электросистемахрасчёт токов короткого замыкания с учетом всех действительных условий очень сложен. Для выбора токоведущих частей и аппаратов достаточно приближённое определение токов КЗ т.к. интервалы между значениями параметров, характеризующие различные типы аппаратов велики.Для расчёта токов КЗ составляют схему замещения, в которой все магнитные связи заменены электрическими и все элементы системы электроснабжения представлены сопротивлениями.Исходная схема замещения для расчёта токов КЗ с указанными точками КЗ представлена на рисунке 2.Расчёт проводим в относительных единицах, используя приближенные приведения к одной ступени напряжения, при базисных условияхSб = 100 МВА.Расчёт токов короткого замыкания и ударных токов короткого замыкания в обозначенных на рисунке 2 узлах выполнен в программе MathCad и приводится в приложении А. Результаты расчёта приведены в таблице 13.Рисунок 2 – Схема расчёта токов КЗТаблица 13 – Результаты расчёта токов КЗТочка КЗUБ, кВIБ, кАIКЗ, кАТа, сiУД, кАК1351,561,421,9134,0К210,55,4994,173,23511,78K310,55,4994,132,55511,66K40,4144,33836,211,699102,12К510,55,4994,173,65511,7710 Выбор оборудования10.1 Выбор выключателейВыключатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения электрических цепей в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа.Выбор выключателей производится по важнейшим параметрам:по напряжению установки Uуст< Uном;по длительному току Imax< Iном;по отключающей способности Int< Iотк.ном;на электродинамическую стойкость. iу< Iдин;на термическую стойкость Вк< Iтер2 t.На стороне 35 кВ выбираем элегазовый колонковый выключатель ВБЭК-35-12,5/630 УХЛ1.Рабочий ток, протекающий через выключатель, АТепловой импуль короткого замыкания в точке К1, кА2с,где Iк1 – ток короткого замыкания в точке К1, кА;tп.о – время отключения КЗ, с; примаем равным 4 с;Та1 – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, с.Таблица 14 – Проверка условий выбора выключателя 35 кВУсловия выбораРасчетные величиныКаталожные данныеUуст. ≤ Uном, кВ3535Iкз≤ Iоткл., кА1,4212,5iуд. ≤ Imax.доп., кА4,063Iр. ≤ Iном, А157,59630Вк,кА2с11,921600На шинах 10,5 кВ и секционный выключатель выбираем ячейку КРУ с выключателем BB/TEL-10-20/630У2 [10]. Рабочий ток, протекающий через выключатель, А,Тепловой импуль короткого замыкания в точке К2, кА2с.Таблица 15 – Проверка условий выбора выключателя 10 кВУсловия выбораРасчётные величиныКаталожные данныеUуст. ≤ Uном, кВ1010Iкз≤ Iоткл., кА4,1720iуд. ≤ Imax.доп., кА11,7863Iр. ≤ Iном, А551,57630Вк,кА2с125,813200На отходящих кабельных линиях выбираем ячейку КРУ с выключателем BB/TEL-10-20/400У2 [7]. Рабочий ток, протекающий по линии ГПП – ТП-1, АРабочий ток, протекающий через выключатель, А,Тепловой импуль короткого замыкания в точке К3, кА2с.Таблица 16 – Проверка условий выбора выключателя 10 кВУсловия выбораРасчётные величиныКаталожные данныеUуст. ≤ Uном1010 Iкз≤ Iоткл.4,1720iуд. ≤ Imax.доп.11,7863Iр. ≤ Iном184,75400 Вк,кА2с111,813200В распределительном пункте РП-2 для подключения синхронных двигателей выбираем ячейку КРУ с выключателем BB/TEL-10-20/400У2 [7].Рабочий ток, протекающий по линии ГПП – РП-2, А,Тепловой импуль короткого замыкания в точке К5, кА2с.Таблица 17 – Проверка условий выбора выключателя 10 кВУсловия выбораРасчётные величиныКаталожные данныеUуст. ≤ Uном1010 Iкз≤ Iоткл.4,1320iуд. ≤ Imax.доп.11,6663Iр. ≤ Iном122,69400 Вк,кА2с133,11320010.2 Выбор автоматических выключателейАвтоматический воздушный выключатель предназначен для автоматического размыкания электрических цепей при ненормальных режимах и для редких оперативных переключений при нормальных режимах работы.Выбираем автоматический выключатель ISOMAXS5.Таблица 18 – Проверка условий выбора автоматического выключателя.Условия выбораРасчётные величиныКаталожные данныеUуст. ≤ Uном, кВ0,40,4IКЗ. ≤ Imax.доп., кА102,12120Таблица 19 – Каталожные данные автоматических выключателейТипIном, АIрасцепл., АОтключающая способность, кАISOMAX S54004006510.3 Выбор предохранителейПредохранителем называется аппарат, предназначенный для автоматического однократного отключения электрической цепи при КЗ или перегрузке. Отключение цепи предохранителем осуществляется путём расплавления плавкой вставки, которая нагревается протекающим по ней током защищаемой цепи. После отключения цепи плавкая вставка должна быть заменена вручную.По [2] выбираем предохранители ПКТ101-10-31,5-20У3.Таблица 20 – Каталожные данные предохранителейТипUном,кВUнаиб. раб.,кВIном,АIном.откл.кАПКТ101-10-31,5-20У3101231,52010.4 Выбор разъединителейРазъединитель – это коммутационный аппарат, предназначенный для создания видимого разрыва в электрической цепи без нагрузки (предварительно выключенной выключателем).Выбор и проверка разъединителя производится аналогично выключателей, но без учета отключаемого тока.Выбираем разъединители на стороне 35 кВ РНДЗ.1-35/630У1 [2]; на стороне 10 кВ РВ-10/1000 У3 [2].Таблица 21 – Проверка условий выбора разъединителя 35кВУсловия выбораРасчетные величиныКаталожные данныеUуст.≤Uном, кВ3535Iраб.max≤Iном, А157,59630iу≤iпр.скв, кА11,6663Таблица 22 – Проверка условий выбора разъединителя10 кВУсловия выбораРасчётные величиныКаталожные данныеUуст.≤Uном, кВ1010Iраб.max≤Iном, А551,751000 Аiу≤iпр.скв, кА11,7852 кА10.5 Защита от перенапряженийНа линиях электропередачи возникают волны перенапряжения, в результате прямых ударов молний в провода либо перекрытий воздушных промежутков при ударе молнии в опору. Эти волны перенапряжений доходят до подстанции и вызывают кратковременное перенапряжение на оборудовании. Они могут вызывать повреждение изоляции. Для предотвращения этого и защиты оборудования используются нелинейные ограничители перенапряжений.Для защиты от атмосферных перенапряжений и кратковременных внутренних напряжений изоляции ВЛ и трансформаторов на сторонах ВН, НН устанавливают ограничители перенапряжений типа: ОПН-35, ОПН-10.Выбираем для защиты на высокой стороне ОПН/TEL-35/40,5-550 УХЛ1, на низкой – ОПН-РТ/TEL-10/10,5 УХЛ2 [5].Таблица 23 – Каталожные данные ОПНТипUном,кВНаибольшееUдоп, кВНоминальный разрядный ток, кАОПН/TEL-110/40,5-550 УХЛ1354210ОПН-РТ/TEL-10/10,5 УХЛ210121010.6 Выбор трансформаторов токаТаблица 24 – Нагрузка трансформатора токаПриборТипКласс точностиНагрузка фазы, ВААВСАмперметрН-3931,50,5--Счетчик акт. энергииСЭТ 320,05-0,05Счетчик реак. энергииЦЭ 68011,50,3-0,3Итого0,85-0,35Общее сопротивление приборов, ОмСопротивление проводов, Ом,где rк – сопротивление контактов.Принимаем длину контрольного кабеля с алюминиевыми жилами (ρ=0,0283) равной l=50 м [2, стр. 379].Сечение провода, мм2Выбираем контрольный кабель КВВГ сечением 4 мм2.Реальное сопротивление провода, ОмВторичная нагрузка трансформатора тока, Ом,По [5] выбираем трансформаторы тока.Таблица 25 – Каталожные данные трансформаторов тока ТипUном,кВUном. раб.,кВIном, АпервичныйвторичныйТФЗМ-35Б-135351505ТПЛК10 У31010500510.7 Выбор трансформаторов напряженияТрансформаторы напряжения выбираются:по напряжению установки ;по конструкции и схеме соединения обмоток;по классу точности;по вторичной нагрузке:,где - номинальная мощность в выбранном классе точности, В·А; - нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к трансформатору напряжения, В·А.Выбираем трансформатор НАМИ-10 У2 [5] имеющий номинальную мощность в классе точности 0,5, необходимом для присоединения счетчиков, 75 В·А. Таким образом, = 11,6 < 200 В·А, трансформатор будет работать в выбранном классе точности. Таблица 26 – Каталожные данные трансформаторов напряженияТипUном, кВUном обмоток, кВПервичнойвторичнойНАМИ-10 У21010000100Таблица 27 – Вторичная нагрузка трансформатора напряженияПриборТипПотребляемая Мощность катушкиВ·АЧисло катушекОбщая потребляемая мощность S, В·АВольтметрВаттметрВарметрСчетчик активной энергииСчетчик реактивной энергииЭ-377Д-365Д-365ЕвроальфаЕвроальфа2,01,51,53,63,6122112,03,03,03,63,6Итого:11,610.8 Выбор трансформаторов собственных нуждМощность ТСН выбирается в соответствии с нагрузками в разных режимах работы подстанции, но не более 630 кВ·А [3].Мощность, потребляемая собственными нуждами Sрасч = 0,1% SрВН = 0,1% 19113,34 = 19,11кВАВыбираем два трансформатора ТСЗ-63/10.Список использованных источников1. Системы электроснабжения: Сб. заданий по курсовому проектированию / Л. С. Синенко, Ю. П. Попов, Е. Ю. Сизганова, А. Ю. Южанников. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003. 84 с.2. Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. Электрическая часть электрических станций и подстанций.: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989.3. Электроснабжение: Учеб. пособие по курсовому и дипломному проектированию: В 2 ч. Ч. 1 / Синенко, Л. С., Рубан, Т. П., Сизганова, Е. Ю., Попов, Ю. П. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 135 с.4. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. В 2-х кн. Под общ. ред. А. А. Федорова и Г. В. Сербиновского. Кн. 2. Технические сведения об оборудовании. М., «Энергия», 1974. 528 с. с ил.5. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Т.1. Электроснабжение / Под общ. ред. А. А. Федорова. – М.: Энергоатомиздат, 1986.6. Ульянов, С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: учеб. для вузов / С. А. Ульянов. – М.: Энергия, 1970. – 520 с.7. А. А. Федоров, А. Е. Старкова. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов, - М.: Энергоатомиздат, 1987.8. Л. Д. Рожкова, В. С. Козулин. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. – 2-е перераб. – М.: Энергия, 1980. – 600 с.9. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / Под ред. С. С. Рокотяна и И. М. Шапиро. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Энергоатомиздат, 1985.10. Электронный каталог электротехнических изделий.ПРИЛОЖЕНИЕ АРасчёт токов короткого замыканияБ а з и с н ы е у с л о в и я Р е ж и м н ы е п а р а м е т р ы В ы ч и с л я е м с и с т е м н ы е п а р а м е т р ы Т о ч к а К -1Т о ч к а К -2Т о ч к а К -3Т о ч к а К -4Т о ч к а К -5 Определим т о к и К З Определение ударного тока КЗ Определим постоянную времени затухания апериодической слагающей аварийного тока Ударный коэффициент Определим ударные токи КЗ