а) Рассмотрим случай, когда исходные данные такие же, как и в исходных данных (пункт 7.2), но номер группы энергосистемы 10, таблица 7.1, тогда , , коэффициент отличия стоимости электроэнергии . Параметры принимают индекс (7) согласно таблице 7.1.
Расчет проводим по формулам (7.1) … (7.13).
;
,
где .
.
1 этап.
Так как .
Определим баланс мощности в узле
Так как > 0, то переходим на третий этап.
3 этап.
. (7.14)
Так как < , то реактивная мощность от системы , реактивная мощность конденсаторных батарей . Переходим на четвертый этап.
4 этап.
Проверим выполнение условия
Следовательно, трансформатор не может пропустить необходимую мощность. В этом случае установка конденсаторных батарей необходима.
В данном случае .
Так как < , то не измениться, а реактивная мощность от системы
Таким образом, получили результаты.
Реактивная мощность источников:
-Синхронные двигатели .
-Энергосистема .
-Конденсаторные батареи 0,38 кВ .
Итого: .
б) Рассмотрим случай, когда исходные данные такие же, как и в исходных данных (пункт 7.2), но мощность АД . Параметры принимают индекс (8) согласно таблице 7.1.
Расчет проводим по формулам (7.1) … (7.13).
Так как > , то , а реактивная мощность от системы
КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Расчетная нагрузка 0.4 кВ: Pp = 434.7 кВт, Qp = 469.8 квар
Номинальная мощность трансформаторов 6/0.4 кВ Sт = 630 кВ*А
Максимальный коэффициент загрузки Т в нормальном режиме = 0.70
Высшее напpяжение п/ст, питающей сеть 6 кВ = 220 кВ и выше
Режим работы - двухсменный
Число часов использования максимума нагрузки Тм = 4000 ч/год
Число часов использования максимума потерь tм = 2400 ч/год
Тариф на электроэнергию - двухставочный
Плата за 1 кВт максимальной нагрузки = 188.00 руб/кВт*мес
Плата за 1 кВт*ч электроэнергии = 0.42 руб/кВт*ч
Удельная стоимость конденсаторов 0.38 кВ = 350.00 руб/квар
Номер группы энергосистемы = 4
Коэффициент отличия стоимости электроэнергии k = 0.9
Высоковольтные синхронные двигатели 6 кВ
Номер Колич. Рном Qном D1 D2 Кзагр.
кВт квар кВт кВт
1 1 400 204 5.31 4.27 0.97
РАСЧЕТЫ
Удельная стоимость потерь Со = 2.36 т.руб/кВт*год
Затраты первые БК 0.38 кВ З1бк = 80.50 т.руб/Мвар*год
Затраты первые СД (т.руб/Мвар*год)
61.47
Затраты вторые СД (т.руб/Мвар**2*год)
242.31
Располагаемая реактивная мощность СД (квар)
217.5
Экономический коэффициент реактивной мощности
Tg(fi)э = 0.67
Экономическая реактивная мощность энергосистемы
Qэ = 291.2 квар
Допустимая через трансформаторы мощность Qдоп = 74.3 квар
Этапы распределения Qp (квар) между источниками :
Этап СД1 C БК
1 39 0 431
3 39 291 139
4 39 35 396
РЕЗУЛЬТАТЫ
Реактивная мощность источников (квар)
Синхронные двигатели
39.3
Энергосистема Конденсаторы 0.38 кВ
35.0 395.5
Итого : 469.8
Сечение проводов и жил кабелей выбирают по техническим и экономическим условиям в /6/.
На первом уровне линия электрической сети связывает электроприемники с РП, к которым они присоединены. В качестве проводника используются провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией, алюминиевыми жилами, три одножильных в одной трубе. К РП подсоединен асинхронный двигатель (АД). Провод выбираем по нагреву из условия
, (8.1)
где – допустимый ток проводника перед АД;
– номинальный ток АД, , c.Кроме фазных проводов используется нулевой защитный проводник, который в расчет не принимаем (п. 1.3.10 /3/), так как в нормальном режиме он не обтекается током, так если не участвует в тепловом процессе. По данным подраздела 1.3 /3/ выбираем провод сечением 2,5 мм2 с. .
Условие согласования предохранителя защищающего АД только от короткого замыкания
(8.2)
где – номинальный ток плавкой вставки, , с. .
Получаем, что , то есть номинальный ток плавкой вставки согласуется с допустимым током проводника перед асинхронным двигателем.
Окончательно на первом уровне выберем провод сечение 2,5 мм2 с , марки АПВ (4х2,5) мм2.
На втором уровне линия распределительной сети до 1 кВ обеспечивает связь РП с щитами управления магистральных шинопроводов, связанных с шинами НН трансформаторной подстанции. На данном уровне выбираем проводник из условия согласования теплового расцепителя автомата с допустимым током проводника
, (8.3)
где – допустимый ток для кабеля перед РП;
– номинальный ток расцепителя, , с. .
Здесь следует использовать совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник. По таблице на с. 402 /8/ выбираем четырехжильный кабель с бумажной пропитанной изоляцией, с алюминиевыми жилами, проложенный в воздухе сечением 35 мм2 с и сечением нулевого защитного проводника 16 мм2 с допустимым током из таблицы 1.7.5 /3/. Тип кабеля выбирается на с. 141 /7/ ААШвУ или ААШпУ.
Получаем, что > ? Следовательно расцепитель согласуется с защищаемым проводником.
Выберем кабель ААШвУ (3х35 мм2 + 1х16 мм2).
8.3 Выбор сечения проводников на четвертом уровне
На четвертом уровне выбираем высоковольтный кабель, соединяющий шины РП 6 кВ и линии, подходящие к ним, по которым питаются высоковольтные двигатели. Выбираем кабель по трем условиям, изложенным в /6/:
- По экономической плотности тока
, (8.4)
где – расчетное сечение кабеля, мм2;
– рабочий ток кабеля, определяется по формуле (8.5);
– экономическая плотность тока, для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами , из таблицы 1.3.36 /3/, при .
, (8.5)
где – активная мощность, протекающая по кабелю;
– реактивная мощность, протекающая по кабелю;
– номинальное напряжение на низшей стороне ГПП, , с. .
Определим активную мощность, протекающую по кабелю
, (8.6)
где – средняя мощность на один трансформатор, с. ;
– коэффициент использования СД, с. 325 /6/;
– активная мощность СД, кВт с. ;
– коэффициент использования ИВГ, с. 327 /6/;
– активная мощность ИВГ, кВт.
Определим активную и реактивную мощности источника высших гармоник (ИВГ), в качестве которого используется сварочный выпрямитель мощностью , с. ;
, с. 40 /6/;
, с. 40 /6/.
; (8.7)
. (8.8)
Тогда, с учетом вышеуказанных значений получим
Определим реактивную мощность, протекающую по кабелю
, (8.9)
где – реактивная мощность системы, , с. .
Рабочий ток кабеля по (8.5)
Расчетное сечение кабеля по (8.4)
Из /6/ выбираем ближайшее большее стандартное сечение 70 мм2 с допустимым током 190 А.
- По нагреву током рабочего утяжеленного режима.
В утяжеленном режиме должно выполняться условие
, (8.10)
где – допустимый ток кабеля по условию нагрева;
– коэффициент перегрузки;
– рабочий утяжеленный ток.
Определим ток рабочего утяжеленного режима
(8.11)
Коэффициент перегрузки находим исходя из пункта 2.4.8 /5/: «На период ликвидации аварии допускается перегрузка по току для кабеля с бумажной пропитанной изоляцией напряжение до 10 кВ на 30% с продолжительностью не более 6 часов в сутки, в течение 5 суток, но не более 100 часов в году, если в остальные периоды суток нагрузка не превышает длительно допустимой». На основании этого используем =1,3.
Получаем , откуда .
Выбираем кабель сечением 50 мм2 для которого ближайший больший стандартный допустимый ток 155 А.
- По термической стойкости к токам короткого замыкания.
Определим минимальное сечение по термической стойкости
(8.12)
где – ток трехфазного КЗ, кА;
– приведенное время отключения, с. 43 /3/;
– тепловой коэффициент, для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией напряжением до 10 кВ из таблицы 8.3 /2/ принимаем .
, (8.13)
где – мощность короткого замыкания системы, с. .
Тогда сечение кабеля по термической стойкости
Из /6/ выбираем ближайшее большее стандартное сечение 120 мм2.
По результатам трех условий окончательно выбираем кабель сечением 120 мм2 с допустимым током , марки ААШвУ (3х120 мм2), /6/.
Мощность цехового трансформатора выбираем по средней активной мощности цеха , смотри с. , так проверка показала, что при выборе мощности трансформаторов по расчетной максимальной нагрузке, мощность трансформатора оказывается завышено.
Проверим перегрузочную способность трансформатора по формуле
, (9.1)
где 1,1 – коэффициент, учитывающий нагрузку освещения;
1,4 – коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, п.2.1.21 /5/
Из /8/ выбираем трансформатор марки ТМ-630/6 с номинальными параметрами:
- Номинальная мощность трансформатора .
- Номинальное высшее напряжение трансформатора .
- Номинальное низшее напряжение трансформатора .
- Мощность КЗ трансформатора .
- Напряжение КЗ трансформатора .
- Мощность холостого хода трансформатора .
Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение короткого замыкания (КЗ) в сети или элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого воcстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ.
В выпускной работе рассматриваются две расчётные схемы.
Согласно ПУЭ в электроустановках до 1 кВ расчётное напряжение каждой ступени принимается на 5 % выше номинального напряжения сети; кроме того если электрическая сеть питается от понижающих трансформаторов, при расчёте токов КЗ необходимо исходить из условия, что подведённое к трансформатору напряжение неизменно и равно его номинальному напряжению.
Учитывая вышесказанное получаем расчетную схему показанную на рисунке 10.1.
Рисунок 10.1 – Расчетная схема
Кроме первой расчётной схемы в ВР рассматривается схема с учётом активного сопротивления переходных контактов, схема показанна
на рисунке 10.2
Рисунок 10.2 – Расчетная схема с учетом активного сопротивления переходных контактов
На рисунке 10.2 обозначены - номер узла.
Исходные данные для первой расчетной схемы:
-Номинальные параметры трансформатора, данные из раздела 9:
1) Номинальная мощность .
2) Номинальное высшее напряжение .
3) Номинальное низшее напряжение .
4) Мощность КЗ .
5) Напряжение КЗ .
6) Мощность холостого хода .
-Номинальные параметры автомата (QF1), рисунок 10.3:
1) - номинальный ток вводного автомата, примечание 3.
2) - активное сопротивление автомата, с.139 /6/.
3) - реактивное сопротивление автомата, с.139 /6/.
-Сопротивление контактов автомата (QF1 и QF2), рисунок 10.3:
1) - активное сопротивление контактов, с. 159 /6/.
2) - реактивное сопротивление контактов, с. 159 /6/.
-Номинальные параметры автомата (QF2), рисунок 10.3:
1) - номинальный ток вводного автомата, с. .
-Параметры кабеля:
1) - номинальное сечение кабеля, приложенного к РП, с.
2) , с. 139 /6/.
3) , с. 139 /6/.
4) , с. .
5) Материал – алюминий.
-Параметры провода:
1) - номинальное сечение изолированного провода в трубе, с. .
Примечания:
1 - фазное напряжение системы.
2 Система является источником бесконечной мощности.
3 Номинальный ток вводного автомата для трансформатора ТМ-630/6, с. 435 /6/, в программе TKZ берется 1600 А.
4 Индексы 2, 3, 4, 5, 6, 7 принимаются в нумерациях соответствующих узлов схемы, рисунок 10.2.
В выпускной работе ручной расчёт проводится только для второй схемы. (рисунок 10.2) Составим её схему замещения, рисунок 10.3.
Рисунок 10.3 – Расчетная схема замещения
Активное сопротивление трансформатора
. (10.1)
Полное сопротивление трансформатора
. (10.2)
Индуктивное сопротивление трансформатора
. (10.3)
Активное сопротивление кабеля, проложенного к РП
. (10.4)
Индуктивное сопротивление кабеля, проложенного к РП
. (10.5)
Активное сопротивление изолированного провода
. (10.6)
Индуктивное сопротивление изолированного провода
. (10.7)
Периодическая составляющая тока КЗ в i-ом узле
, (10.8)
где - суммарное индуктивное сопротивление от начала схемы до i-го
узла;
- суммарное активное сопротивление от начала схемы до i-го узла.
Ударный ток КЗ в i-ом узле схемы
, (10.9)
где - ударный коэффициент в i-ом узле, смотри ниже.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
