Проектирование электроснабжения промышленного предприятия

Σ Е =10,299кв.

0,48/0,232=2,1     ΣХ / 3 < Σr  , следовательно  активное сопротивление  учитывается.

I_К2(0)= Е_С / 3^{1/2 .} ΣХ ^. К _{Т 2} =( 10,5 /3^{1/2 .} 1) ^. (10,5 / 38,5 ) =3,51 (кА).

 Т_а =0,48 / 314  0,232=0,0066;

К_У = 1+ е^{-0,01/ 0,0066} =1,22

 i_УД =2^1/21,22 ^. 3,51=6,06 (кА).

I_УД =  3,51 ^. [1+ 2(1,22 -1 )²]^1/2=3,68 (кА)

I_{max р} =9208/(√3 ^. 38,5 )=152,07  (А)

 

2) Расчет токов К.З. внутри  электроремонтного цеха (3).

 

 

Сопротивление системы:

Х _С=(U²нс /S К.З. ) ^.К_{Т c}^{2 .} К _ТГПП ^{2 .}К_{Т П3}² =(115²/1350) ^.(10,5 / 38,5 )^{2 .} (38,5 / 115 ) ^{2 .}

 ^. (0,4 / 10,5) ²=0,00016 (Ом).

Е_С =0,4 кВ.

Для  трёхобмоточных   трансформаторов  системной  подстанции ТДТН – 25000/115/38,5 /11, с  параметрами   :

U_{К  В –С} =10,5 %  ; U_{К  В –Н} = 17% ; U_{К  С –Н} =6%  ; R _{Т В} = R _{Т С} = R _{Т Н} = 2,53 Ом.

Х _{В Т1} = ( U_{В К} % / 100) ^. (U_{В Н}² / S_Н ) ^. К_{Т c}^{2 .} К _ТГПП ^{2 .}К_{Т П3}², Ом ;

Х _{С Т1} = ( U_{С К} % / 100) ^. (U_{С Н}² / S_Н )  ^. К _ТГПП ^{2 .}К_{Т П3}²,Ом .

где:

U_{В К} = 0,5 (U_{К  В –С} + U_{К  В –Н} - U_{К  С –Н} ) = 0,5 (10,5  + 17 – 6 ) = 10,7% ;

U_{С К} = 0,5 (U_{К  В –С} + U_{К  С –Н} - U_{К  В –Н} ) = 0,5 (10,5  + 6 – 17 ) = - 0,25 % ≈ 0 ,

отсюда:

  Х _{В Т1} = ( 10,7 % / 100) ^. (115² / 25 ) ^.(11 / 38,5 )^{2 .} (38,5 / 115 ) ^{2 .} (0,4 / 10,5) ² =0,00075 (Ом);

  Х _{С Т1} = 0  .

r _В =  R _{Т В} ^. К_{Т c}^{2 .} К _ТГПП ²=2,53 ^.(10,5 / 38,5 )^{2 .} (38,5 / 115 ) ^{2 .} (0,4 / 10,5) ² =0,0000305 (Ом);

r_С =  R _{Т С} ^. К_{Т c}^{2 .} К _ТГПП ²=2,53 ^.(10,5/ 38,5 )^{2 .} (0,4 / 10,5) ² =0,00027 (Ом);

 Х _{Т c}=  Х _{В Т1+}  Х _{С Т1}= 0,00075 (Ом); 

r _{Т c}= r _В+ r_С=0,0000305+0,00027=0,0003005 (Ом);

Для двухцепной   линии  связи  с  системой  выполненной  проводом   АС70/11 ,  с параметрами :

Х_УД =0,414 Ом/км ; r_УД = 0,249 Ом/км ,  длина линии до  завода L =15км.

Х_Л = Х_УД ^.L ^. К _ТГПП ²= 0,414 ^.15  ^. (10,5 / 38,5 )^{2 .} (0,4 / 10,5) ²= 0,000276 (Ом);

R_Л =r _УД ^.L ^. К _ТГПП ²= 0,209 ^.15  ^. (10,5 / 38,5 )^{2 .} (0,4 / 10,5) ²= 0,000133  (Ом);

Для   двухобмоточных  трансформаторов, установленных  на  ГПП ТДН  6300/35, с параметрами :

   38,5 / 10,5 ;  U_К =8 %  ; R _Т = 0,52 Ом.

 Х _{Н ТГПП} =( U_К % / 100) ^. (U_Н² / S_Н ) ^. К _ТП3 ²=  ( 8 % / 100) ^. (10,5² / 6,3 ) ^. (0,4 / 10,5) ²  = 0,0008 (Ом);

r _ТГПП =  R _Т ^. К _ТГПП ^{2 .} К _ТП3 ²=0,52 ^.(10,5 / 38,5 )^{2 .} (0,4 / 10,5) ²=0,000054 ,Ом ,  так как R _Т приведено к высокой стороне.

Х₁= Х₂ = Х_Л+ Х_{КЛ +} Х _С + Х _{Т c} + Х _{В ТГПП} =0,00016+0,00075 +0,000276+ 0,0000029 +0,0008 = 0,0019889 (Ом);

r ₁ = r₂ = R_Л+ R_КЛ+ r _{Т c+} r _ТГПП =0,0003005 +0,000133+ 0,0000058 +0,000054 = 0,0004933 (Ом);

Для  ТП9:

для  кабельной  линии  связи  с ГПП:

Х_УД =0,09Ом/км ; r_УД = 0,62 Ом/км ,  длина линии до  ГПП L =0,338км.( параметры  кабеля

взяты  с  таблицы № 9).

  Х_{КЛ ТП1} = Х_УД ^.L ^. К _ТП3 ² = 0,075 ^. 0,338 ^. (0,4 / 10,5) ²= 0,003 (Ом);

 r _{КЛ  ТП1} = r _УД ^.L ^. К _ТП3 ² = 1,94  ^. 0,338 ^. (0,4 / 10,5) ²= 0,0768 (Ом);

для   двухобмоточных  трансформаторов, установленных  на  ТП9 ТМ 630/10 , с параметрами:

10 / 0,4 ;  U_К =5,5 %  ; ΔР_К = 7,3 квт.

  Х_{Т ТП 9} =( U_К % / 100) ^. (U_Н² / S_Н ) ^. К _ТП3 ² = ( 5,5 % / 100) ^. (10² / 0,630 )  = 0,0087 (Ом);

   r _{Т ТП 9} =  (ΔР_К  ^. U_Н^{2 .} 10^-3)/ S_Н ^2. К _ТП3 ² =(7,3 ^.10 ^{2 .}10 ^-3) / 0,630 ² =0,0018 (Ом);

для нагрузки ( S_Н - из  таблицы №7) :

  Х_{Н ТП 9} =(0,35 ^. U_Н ² )  / S_Н   =( 0,35 ^.0,63 ²) / 0,729   = 0,047 (Ом);

  Е_Н =0,85 ^. U_Н = 0,85 ^. 0,4=0,34кв.

Для  остальных  элементов  схемы  расчёт  аналогичен , данные  расчётов  сведены  в  таблицу   № 10. По результатам таблицы и произведенному сворачиванию схемы получаем параметры части схемы замещения для к.з. относящаяся к внешнему участку цепи (вне цеха):

Хвнеш =0,36 Ом;

R внеш =0, 085 Ом;

Е внеш =0,38 кВ.

 

При расчете к.з. в цехе, были рассчитаны 5 точек к.з. расположенные на присединениях приемников к РЩ, по к.з. были подобраны автоматические выключатели. Все результаты расчетов сведены в таблицу 12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.2.Выбор  электрических   аппаратов  и  токоведущих   частей.

8.2.1.Выбор  выключателей  и разьединителей.

Выключатели  выбираются  по  следующим  условиям:

U_Н ≥ U_УСТ ;                                                                                                                  (53)

I_Н ≥ I_{max р} ;                                                                                                                   (54)

I_отк≥ I_пτ ;                                                                                                                      (55)

i_дин ≥  i_УД  ;                                                                                                                    (56)

I_дин ≥I_УД  ;                                                                                                                    (57)

I_Т^{2 .}t_Т ≥ В_К = I_п(0)^{2 .} t_откл .                                                                                             (58)

Разьединители  выбираются  по  следующим  условиям:

U_Н ≥ U_УСТ ;                                                                                                                  (59)

I_Н ≥ I_{max р} ;                                                                                                                    (60)

i_дин ≥  i_УД  ;                                                                                                                    (61)

I_Т^{2 .}t_Т ≥ В_К = I_п(0)^{2 .} t_откл .                                                                                             (62)

Причём   проверка  стычных  разьединителей  камер  КРУ  не производится.

Выбор выключателей  и разьединителей  сведён  в  таблицу № 12

 

                                             Таблица 14.

Выключатели	Расчётные  данные	Каталожные  данные
		Выключатель	Разьединитель
1	2	3	4
.	UУСТ =35 кВ.    Imax р =108,249 А   Iпτ =3,51 кА    iУД  =6,06кА  IУД  =3,67кА   ВК = Iп(0)2 . tоткл = 3,512. .4=10,.929 кА2/с		РЛВ-ІІІ-35/400
			UН =35 кВ  IН =400 А  iдин =50 кА  IТ2 .tТ =2500 кА2/с
Q1; Q2; Q3	UУСТ =10 кВ.    Imax р =108,249А Iпτ =6,97кА    iУД  =13,6кА  IУД  =7,92кА   ВК = Iп(0)2 . tоткл = =6,972 .3=170,92 кА2/с	ВВТЭ –10 – 20/1000 УХХ2	РВФ-10/1000II
		UН =10 кВ  IН =630 А Iотк=20 кА iдин =52 кА Iдин =20 кА IТ2 .tТ =1200 кА2/с	UН =10 кВ  IН =630 А  iдин =81 кА  IТ2 .tТ =6400 кА2/с
Выключатели   на фидерах.	UУСТ =10 кВ.    Imax р =(14 ÷ 78,56) А Iпτ =6,97кА   iУД  =13,6кА  IУД  =7,92кА   ВК = Iп(0)2 . tоткл = =6,972 .3=170,92 кА2/с	ВВТЭ –10 – 20/630 УХЛ2	РВ -10/400
		UН =10 кВ  IН =630 А Iотк=20 кА iдин =52 кА Iдин =20 кА IТ2 .tТ =1200 кА2/с	UН =10 кВ  IН =400 А  iдин =50 кА  IТ2 .tТ =7500 кА2/с

 

 

 

 

 

 

8.2.2.Выбор разрядников.

Для  защиты  трансформаторов  ГПП  на  стороне  35кВ устанавливаю  стационарный  вентильный  разрядник  РВС -35 У1, на  стороне  10 кВ ограничитель перенапряжения ОПН-10У1,который устанавливается в ячейках трансформатора  напряжения.

 

8.2.3.Выбор  шин  ГПП.

Токоведущие части  выполняются  сталеалюминевыми  проводами  марки  АС.

Проверка  осуществляется  (фазы  не расщеплены ) [6] :

-  по  допустимому  току :

I_доп ≥ I_max  .

-  по  термическому  действию  тока короткого  замыкания  не  проводится ,если  шины  выполнены  голыми  проводами  на  открытом  воздухе.

-  по  условиям  коронирования   при  U_Н = 35 кВ  не  производится.

-  на схлёстывание  при   I_п(0) ≤ 20 кА  не  проводится.

Выбираю  повод  марки  АС 70/11.

 I_доп = 265А. > I_max =152,07 А.

Для  РУ  10кв  с  I_{max р} =506,91 А выбираю алюминиевые шины  60 Х 8.Расположение шин вертикальное , расстояние  между шинами  0,6 м .

Проводим  проверку [7]  :

- по длительно  допустимому   току:

I_доп =1025А > I_max  =506,91 А

- по  термической  устойчивости  при  к.з.:

S_min = (t_откл)^{1/2 .} I_пτ /С, мм²(2)

где  С=95, [7] .

 S_min = √0,095^. 6,53^. 10³ /95=24.49 (мм²);

S_ст =60 ^.8 =480 (мм²);

S_ст=480 мм²≥ S_min =24,49 (мм²);

- по электродинамической  стойкости:

σ_расч = (√3^.10 ^{-8 .} i_УД^{2  .}l ²) /[ ( а ^.b ^.h²)/6] , МПа.                                                                (63)

σ_расч = (√3^.10 ^{-8 .} 13600^{2 .}2 ²) /[ ( 0,6 ^.0,06 ^.0,008²)/6] =0,16 (МПа).

σ_доп =75 МПа. > σ_расч = 0,16 МПа

- проверка  на  механический  резонанс:

 собственная  частота  калебания:

f_с =(5,02 ^.10 ^5.b) / l² , Гц.                                                                                                     (64)

f_с =(5,02 ^.10 ^5.0,008) / 2² =1004 (Гц).

f_с >200 Гц.

 

8.2.4.Выбор изоляторов.

Выбор  осуществляется:

- по  номинальному  напряжению:

U_Н ≥ U_УСТ.                                                                                                                          (65)

- по допустимой  нагрузки:

F_доп = 0,6 ^. F_разр ≥ F_расч .                                                                                                     (66)

F_расч =(√3 ^.l ^.K_h ^.10 ^{-7 .} i_УД² )/ ,Н.                                                                                         (67)

где K_h – поправочный коэффициент на  высоту  шин

K_h   = Н_из +b + h/2 / Н_из(2)

где Н_из – высота  опорного  изолятора; b = 5мм – толщина шинодержателя ; h=8мм – высота  шины.

Выбираю  изолятор ОНС– 10 – 300

F_разр = 2,94 кН. ;  U_Н =10 кв.

Н_из = 120 мм.

K_h   =(120+5 + 8/2)/ 120=1,075

F_расч =(√3 ^.2 ^. 1,075 ^.10 ^{-7 .} 13600² )/0,26=565,2 (Н),

F_доп = 0,6 ^.2,94=1,764 (кН)

F_доп = 1,764 кН > F_расч=0,57 (кН)

 

8.2.5. Выбор приборов измерения и контроля.

 

           Измерительные  приборы

                                                                                     Таблица  15.

Место Установки.	Приборы.	Ед. измерений	Нагрузка  по  фазам , Нагрузка (ВА)
			А		В		С
Шинные выключатели.	Амперметр Э378	А	-		0,1		-
	Счетчик электрической энергии  универсальный ЦЭ6812	кВар ч, кВт ч	0,2		-		0,2
	Итого:		0,2		0,1		0,2
Отходящие линии.	Амперметр Э378	А	-		0,1		-
	Счётчик активной энергии  ЦЭ6803В	кВт ч	0,1		-		0,1
	Итого :		0,1		0,1		0,1
Секционный выключатель.	Амперметр Э378	А	-		0,5		-
Батареи    конденсаторов конденсаторов.	Амперметр Э378			-		0,1		-
	Варметр  Д345	Вар		0,5		-		0,5
	Счётчик реактивной энергии  ЦЭ6811	кВар ч		0,3		-		0,3
	Итого:			0,8		0,6		0,8