Расчёт нагрузки химического завода

 

   

     1.2 Выбор мощности трансформаторов для системы внешнего

     электроснабжения

     Пункт приема электроэнергии от внешних сетей ГПП размещается на территории завода в соответствии с расчетным центром электрических нагрузок. Так как на заводе имеются потребители первой категории, то при сооружении ГПП к установке принимаем два трансформатора с раздельной работой на две секции шин. Питание завода осуществляется от подстанции энергосистемы.

     Выбор мощности трансформаторов ГПП производим по расчетной мощности  группы цехов  с учетом коэффициента загрузки трансформатора в нормальном и аварийном режимах, а также с учетом перегрузочной  способности трансформаторов.

     Намечаем  к установке два трансформатора с номинальной мощностью 1000 кВА  каждый. Загрузка трансформатора в  нормальном режиме равна 

                                                        К_з= ,                                                       (17) 

     К_з=

 

       В послеаварийном режиме (отключен  один трансформатор) 

               

                                                               К_за= ,                                                        (18) 

     К_за=

     1.3 Определение рационального напряжения

     Приблизительно определяем величину рационального напряжения электроснабжения завода, U_рац, В, [2] 

                                               U_рац._нест.=3× ,                                        (19)

                                              

       U_рац=4,34× ,                                          (20)

                                                

       U_рац=17× ,                                         (21)

                                         

       U_рац=1000/ ,                                   (22) 

     U_{рац. нест} = 3

= 16 кВ, 

     U_рац=4,34

= 49 кВ, 

     U_рац =17

= 48 кВ,

     U_рац=1000/

=  50кВ

 
 

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

          
 

     Рисунок 1- Схема питания 

     1.4 Выбор выключателей. Предварительно выбираем выключатели по следующим условиям 

     U_нв

U_н.уст,

                                                           I_н I_p.max,                                                        (23)

     I_н.отк

I_р.отк 

     Расчетный ток в нормальном режиме, I_p, А, определяется  по формуле 

                                                      I_p= ,                                                   (24) 

     I_p=

= 409 А 

     Максимальный  рабочий ток линии I_p.max, А, определяется из условия, что в аварийном режиме одна линия полностью обеспечит  нагрузку группы расчётных цехов, то есть 

                                                      I_p.max= ,                                                   (25) 

     I_p.max =

= 818 A 

     Для определения тока отключаемого выключателя  В1, В2 намечаем точку короткого замыкания  К-1 и определяем параметры схемы замещения в относительных базисных единицах. Все сопротивления приведем к базисной мощности.

     Определяем  ток короткого замыкания. Для  этого, согласно исходной схеме питания, составляем схему замещения для  режима трехфазного короткого замыкания  в точке К-1 (рисунок 2).

                                                     

       Х_С Х_Т^В Х_Т^С К-1 
 
 
 

     Рисунок 2 – Схема замещения 

     Принимаем базисные условия 

     S_б = S_c = 1000 MBA, 

     U_б = U_cp = 10 кВ 

     Определяем  сопротивление системы в относительных  единицах 

                                                         ,                                                    (26) 

     

= 0,5 

     Сопротивление трехобмоточного трансформатора подстанции энергосистемы в относительных  единицах определяется в следующей  последовательности.

     Для трехобмоточного трансформатора типа ТДТН-40000/110 наружной установки с регулированием напряжения под нагрузкой напряжения   короткого замыкания между обмотками в процентах при номинальных ступенях составляют 

     

= 10,5%;   = 17,5%;   = 6,5% 

     Определяем  напряжения  короткого замыкания   каждой обмотки, % 

                                             = 0,5× ( + - ),                                   (27)

                                           

       = 0,5× ( + - ),                                   (28)

                                            

      = 0,5× ( + - ),                                  (29)  

     

= 0,5× (10,5+17,5-6,5) = 10,75%, 

     

= 0,5× (6,5+10,5-17,5) = -0,25%, 

     

= 0,5× (17,5+6,5-10,5) = 6,75% 

     Сопротивления обмоток трансформатора в относительных  базисных единицах равны 

                                    x = = ,                               (30)

                             

        x = = ,                              (31)

                              

         x = =                               (32) 

     Суммарное сопротивление определяется по формуле 

     Х = Х + X + X = 0,8 + 4,03 = 4,83                      (33) 

     Расчетный ток отключения I_р.отк, кА принимается равным току короткого замыкания в этой точке и определяется по формуле 

                                                       I_р.отк = I_кз = ,                                                 (34) 

     где  I_б - базисный ток,  кА. 

     Базисный  ток определяется по формуле 

                                                           I_б = ,                                                     (35) 

     I_б =

, кА 

     I_р.отк=

, кА 

     Выбираем  выключатель ВМП-10-630-20КУ по [6] c номинальными данными: 

     U_н= 10 кВ; I_н= 630 А; I_отк= 20 кА. 

     Данный  выключатель соответствует расчетным  условиям, занесенным в таблицу 1.2 

     Таблица 1.2 Характеристика выключателя

            

     1.5 Выбор питающей линии

     Выбор сечения провода по техническим  условиям.

     По  нагреву рабочим током: 

     I_р = 409 А    I_{р max} = 818 A 

     Условием  по нагреву расчетным током является I_доп  > I_р

     По [2] выбираем провод с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией, медными жилами, сечением 300 мм , номинальными данными I_доп = 695 А и проверяем по условию работы в аварийном режиме 

     I_доп > I_р    

     (36)                

     1,3 × I_доп

I_р.max    

      695 > 409 А,

      

     1,3×695 > 818 А 

     Условие выполняется.  

     Выбранное сечение проверяем по допустимой потере напряжения 

                                            ,                                    (37) 

     где,     - допустимая длина линии, км;

                 - длина линии на 1% потери напряжения, км;

                 - допустимая потеря напряжения в линии, %;

                 - действительная длина питающей линии, км. 

     Этот  способ является приближенным, если действительная длина линии близка или равна  допустимой, то необходимо провести точный расчет выбора сечений линии по допустимой потере напряжения [2]. 

     

=5%          =1,65 км    [2] 

     

= =14 км

                                   

     что больше расстояния 10 км, т.е. принятое сечение 300 мм удовлетворяет величинам допустимых потерь напряжения в нормальном режиме работы линии.