Результаты расчета для других цехов в таблице 5.1

Таблица 5.1 – Количество трансформаторов в каждом цехе.

Как видно из таблицы 5.1 в цехах 1,3,6 и 7 можно обойтись без установки трансформаторов (NРАСЧ <0,5), т. е. Питание будет осуществлятся от других цехов. В результате расстановки трансформаторов получаем, что избыточная мощность, которую могут трансформировать трансформатор 2-го цеха будет передаваться по низшему (0,38 кВ) напряжению цеху 1; трансформаторы 4-го цеха 6- му;8-го – 3-му,от 4-го- 7-му.

6 Расчет токов короткого замыкания

6.1 Составление схемы замещения и расчет ее параметров

Расчет токов короткого замыкания проводится для выбора высоковольтного оборудования и для проверки чувствительности и селективности защиты на характерном участке внутризаводской сети.

Исходные данные для расчета параметров схемы замещения:

Система С: Мощность трехфазного короткого замыкания на стороне высшего напряжения подстанции энергосистемы

Sк(3) = 2000 MBA , kуд(3) =1,8

Трансформатор Т:

ТДН 10000/110 ST.HOM = 10МВА, Uвн=115кВ, Uнн=6,3кВ,

∆ РК.3 = 58 кВт, uK = 10,5%

Линия Л1: l = 2 км, ryд = 0,306Ом/км, xуд = 0,434 Ом/км.

Технические данные цеховых трансформаторов и расчетные характеристики кабельных линий внутризаводских распределительных сетей приведены соответственно:

ТМЗ 1000/6,3. ST.HOM = 1000кВА, Uвн=6,3кВ, Uнн=0,38кВ,

∆ РК.3 = 11кВт, uK = 5,5%

Линия Л2: l = 900м, ryд = 0,443*10-3 Ом/м, xуд = 0,08*10-3 Ом/км

Для расчета составляется схема замещения, в которую входят все сопротивления цепи КЗ.

Рисунок 6.1 Схема замещения

Определяются параметры схемы замещения в относительных единицах.

Принимаем:

MBA,кВ,кВ,Sк=2000 MBA,X0=0,4Ом/км

Найдем силу базисных токов:

                                                                                          (6.1)

                                                                                         (6.2)

Найдем базисные сопротивления:

                                                                                               (6.3)

                                                                                      (6.2)

                                                                                      (6.3)

Сила тока короткого замыкания до точки К1:

                                                                                         (6.4)

где, Iб1 – базисный ток,кА

Xбк1 – полное базисное сопротивление

Найдем ударный ток в точке К1

                                                                                (6.5)

где,Куд –ударный коэфициэнт, принимаем 1,8

Найдем мощность короткого замыкания в точке К1

                                                                                (6.6)

Относительное базисное сопротивление трансформатора

                                                                                   (6.7)

Результирующее сопротивление до точки К2

                                                                                (6.6)

Сила тока короткого замыкания до точки К2

                                                                                         (6.7)

Ударный ток до точки К2

                                                                               (6.8)

Мощность короткого замыкания до точки К2

                                                                                (6.9)

Сопротивление трансформатора, в относительных еденицах

                                                                                           (6.10)

                                                                           (6.11)

Сопротивление трансформатора в мОм

;

Сопротивление шин

;

Суммарное активное сопротивление до точки К3

                                                                         (6.12)

где, rш – сопротивление шин

rтт – сопротивление первичной обмотки трансформатора тока

rр – сопротивление трехфазного рубильника

Суммарное реактивное сопротивление до точки К3

                                                                                      (6.13)

где, xт – реактивное сопротивление трансформатора

xтт – реактивное сопротивление трансформатора тока

xш – реактивное сопротивление шины

Полное сопротивление до точки К3

                                                                                               (6.14)

Сила тока короткого замыкания в точке К3

                                                                                       (6.15)

Сила ударного тока короткого замыкания

Мощность короткого замыкания в точке К3

                                                                                (6.16)

Результаты расчетов сведены в таблицу 6.1

Таблица 6.1– Сила токов короткого замыкания

7 Выбор схемы внутреннего электроснабжения и ее параметров

7.1 Выбор схемы межцеховой сети.

Схемы электрических сетей могут выполняться радиальными и магистральными. Схема межцеховой сети должна обеспечивать надежность питания потребителей ЭЭ, быть удобной в эксплуатации. Радиальные схемы распределения электроэнергии применяются главным образом в тех случаях, когда нагрузки расположены в различных направлениях от центра питания, а также для питания крупных электроприемников с напряжением выше 1 кВ.

Магистральные схемы целесообразны при распределенных нагрузках, при близком к линейному расположению подстанций на территории предприятия, благоприятствующем возможно более прямому прохождению магистралей от ГПП до ТП.

Расчет нагрузок трансформаторов. Результаты в таблице 7.1.

Таблица 7.1 – Нагрузки трансформаторных подстанций

7.2 Выбор сечений жил кабелей распределительной сети для обоих вариантов схем

При проектировании кабельных линий используется экономическая плотность тока. В ПУЭ установлены величины экономических плотностей тока jЭК зависящие от материала, конструкции провода, продолжительности использования максимума нагрузки ТНБ и региона прокладки.

Экономически целесообразное сечение определяют предварительно по расчетному току линии IРАС.НОРМ нормального режима и экономической плотности тока:

                                                                                   (7.1)

Найденное расчетное значение сечения округляется до ближайшего стандартного.

Для обеспечения нормальных условий работы кабельных линий и правильной работы защищающих аппаратов выбранное сечение должно быть проверено по допустимой длительной нагрузке, по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах, а также по термической стойкости при токах КЗ.

Проверка по допустимой токовой нагрузке по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах производится по условию Iрас ≤ Iдоп. факт,

где Iрас – расчетный ток для проверки кабелей по нагреву;

Iдоп. факт – фактическая допустимая токовая нагрузка.

Расчетный ток линии определяется как

,                                                                      (7.2)

где Sкаб – мощность, передаваемая по кабельной линии в нормальном или послеаварийном режиме работы; Uном – номинальное напряжение сети.

Фактическая допустимая токовая нагрузка в нормальном и послеаварийном режимах работы вычисляется по выражению

,                                                       (7.3)

где Iдоп.табл – допустимая длительная токовая нагрузка, при FСТ=50мм2 ÷ IДОП=165А; FСТ=70мм2 ÷ IДОП=210А; FСТ=95мм2 ÷ IДОП=255А;

Кt – коэффициент, учитывающий фактическую температуру окружающей среды, нормативная температура для кабелей, проложенных в земле +15°С;

Кпр – коэффициент, учитывающий количество проложенных кабелей в траншее;

Кпер – коэффициент перегрузки, зависящий от длительности перегрузки и способа прокладки (в земле или в воздухе), а также от коэффициента предварительной нагрузки.

Проверка сечений по термической стойкости проводится после расчетов токов КЗ. Тогда минимальное термически стойкое токам КЗ сечение кабеля:

,                                                                              (7.4)

где  - суммарный ток КЗ от энергосистемы и синхронных электродвигателей: tп=0,7 - приведенное расчетное время КЗ; С - термический коэффициент (функция) для кабелей 6 кВ с алюминиевыми жилами: поливинилхлоридная или резиновая изоляция С=78 Ас2/мм2; полиэтиленовая изоляция С=65 Ас2/мм2, бумажная изоляция - 83 Ас2/мм2[4]

Из четырех полученных по расчетам сечений - по экономической плотности тока, нагреву в нормальном и послеаварийных режимах и стойкости токам КЗ - принимается наибольшее, как удовлетворяющее всем условиям.

Пример расчета:

Экономическая плотность тока jЭК, необходимая для расчета экономически целесообразного сечения одной КЛ определяется по нескольким условиям.

а) в зависимости от числа часов использования максимума нагрузки Тнб=6200 ч/год.

б) в зависимости от вида изоляции КЛ – изоляция из сшитого полиэтилена.

в) в зависимости от материала, используемого при изготовлении жилы кабеля – медные.

г) в зависимости от района прокладки – европейская часть России.

В результате получаем:

Для КЛ №1:

Sкаб= 4703,2 кВА.

                                                                                (7.5)

А

                                                                                        (7.6)

мм2

Таким образом, изFст = 300 мм2

Аналогично рассчитываются сечения для остальных кабелей.

Результаты - в таблице 7.2.

Проверка кабелей по допустимому нагреву в нормальном и послеаварийном режимах работы.

В нормальном режиме:

Kt= 1 KПР= 1 KПЕР= 0,8 IДЛ.ДОП= 570 А

 IДОП.ФАКТ=510 А

Iрасч = 453,1 А

Iрасч < Iдоп, поэтому данное сечение удовлетворяет требованиям.

В послеаварийном режиме фактический длительный допустимый ток:

Kt= 1 KПР= 1 KПЕР= 1.25 IДЛ.ДОП= 570 А

 IДОП.ФАКТ=712,5 А

Iрасч = 390,5 А

Условие I рас.пав < I доп.пав выполняется. Результаты расчета для других линий в таблице 7.2

Проверка кабелей на термическую стойкость.

Расчетное значения тока короткого замыкания в точке 2 равно 13,5 кА.

IΣ= 13500 А

tП - приведенное расчетное время КЗ, tП =0,7. Для кабелей, отходящих от ГПП, tП =1.25с.

С - термический коэффициент кабелей 6 кВ с медными жилам для

Изоляции из сшитого полиэтилена С=65 Ас2/мм2.[12]

Для кабеля №1:

 мм2

Таким образом, минимальное допустимое сечение кабельной линии составляет 185 мм2.

Таблица 7.2 – Результаты расчетных токов, для кабельных линий

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9