Курсовая работа. 1 Краткая характеристика и описание технологического процесса 9
 Скачать 201 Kb.
|
 Продолжение табл. 2.1.1 2.2. Выбор схемы электроснабжения и величины питающего напряжения В данном разделе определяются и принимаются основные решения по курсовому проекту. Электроснабжения УТЦ осуществляется от шин ЗРУ – 10 кВ районной подстанции т.к. на проектируемом объекте отсуствуют электроприёмники первой категории, то питание целесобразно осуществлять по одной ВЛ-10 кВ протяженностью 10 км. На участке от ГПП до цеховой ЭП (трансформаторная подстанция) принимается радиальная схема питания. Для обеспечения надёжности электроснабжения электроприёмников цехов предусматривается установка двух понижающих трансформаторов, мощностью по 400 кВА. Силовые шкафы запитываются по радиальной схеме от цеховой ТП. Так как мощность цеховых трансформаторов мение 1000 кВА, то РУ = 10 кВ выполняются сборными камероми КСО – 366, в которых устанавливаются: ВН, разъединители, предохранители. РУ – 0,4 кВ выполняются комплектными шкафами серии ЩО – 70, в которых устанавливаются автоматические выключатели, ТТ и измерительные приборы. Также в проекте предусматривается освещение цеха, применяется осветительные шкафы серии ОЩБ – 12, которые запитываются от цеховой ТП, кабелей по стене на скобах марки АВВГ. Статический конденсатор устанавливается на щитах РУ=0,4 кВ, что позволяет уменьшить переток реактивной мощности через понижающие трансформаторы. Сборные шины 0,4 кВ секционизируются автоматическим выключателем. 2.3. Компенсация реактивной мощности Имеет большое народно-хозяйственное значение, т.к. позволяет снизить потери мощности и напряжения питающих линий. Для повышения коофициента мощности естественным путем используются следующие мероприятия: 1.Правильный выбор мощности. 2.Понижения напряжения у мало загруженного двигателя. 3.Ограничения работающих двигателей. 4.Правильный выбор электродвигателя по мощности и типу. 5.Более качественный ремонт электродвигателя. Значительное повышения коофициента мощности cosφ естественными методами не возможно, поэтому в дополнения к естественным мероприятиям применяют искусственные методы компенсации реактивной мощности. Расчитывая, в качестве искусственных компенсаторов применяются комплексные компенсаторные установки. Значения расчетного cosφ определяется:  где  расчетный коэффициент активной мощности. т.к. cosφрасч = 0,75 следовательно необходимо установить специальное компенсирующее устройство - конденсаторные батареи. Мощность конденсаторной установки определяется по формуле:  где  мощность конденсаторной установки, кВАр. Выбираем две конденсаторные установки типа КРМ-04-600-67 УЗ, I=362 A. 2.4. Выбор типа подстанций, числа и мощности силовых трансформаторов В настоящее время наибольшее применение находят комплектные трансформаторные подстанции, что значительно снижает сроки монтажа и улучшает условия эксплуатации. Согласно «Норм технологического проектирования» для потребителей 1, 2,3 категории применяются двух трансформаторные подстанции, обеспечивающих надёжное электроснабжение электроприемников. Расчётная мощность цеховых трансформаторов определяется посреднесменной мощности с учётом компенсации реактивной мощности:  где  полная расчетная мощность цеховых трансформаторов, кВА. Номинальная мощность трансформатора определяется с учётом коэффициента загрузки в нормальном режиме: Кзнр=0,7 Номинальную мощность трансформатора находим по формуле:  где  номинальная мощность трансформатора, кВА. Выбираем два трансформатора мощностью по 400кВА и проверяем по условию загрузки в аварийном режиме (при отключении одного трансформатора).   1,26<1,4 Следовательно, трансформатор удовлетворяет условию загрузки в аварийном режиме. Таблица 2.4.1Технические данные трансформатора
Определяем потери мощности трансформатора 1. Реактивные потери мощности: а) при холостом ходе:  где  реактивные потери мощности, при холостом ходе, кВАр; ток холостого хода трансформатора, %. б) при коротком замыкании:  где  реактивные потери мощности, при коротком замыкании, кВАр; напряжение короткого замыкания, %. 2.Приведённые потери активной мощности: а) при холостом ходе  где  приведенные потери активной мощности, при холостом ходе, кВт; экономический эквивалент реактивной мощности,  . б) при коротком замыкании  где  приведенные потери активной мощности, при короткомзамыкании, кВт.  3. Полные приведённые потери в мощности при среднесменной нагрузке а) активная мощность:  где  полные приведенные активные потери мощности в трансформаторах, при среднесменной нагрузке, кВт; число трансформаторов, шт;  коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме.   б) Реактивной мощности:   4. Полные приведённые потери при максимальной нагрузке а) активной мощности:   где   б) Реактивная мощность:  где  полные приведенные потери реактивной мощности в трансформаторах, при среднесменной нагрузке, кВАр. Полученные данные заносятся в Таблицу 2.1.1 2.5 Расчёт токов короткого замыкания Производится для проверки электрооборудования по аварийному режиму, наиболее тяжёлым аварийным режимом является трёхфазное короткое замыкание. Для расчётов токов короткого замыкания составляется расчётная схема, на которой указываются номинальные параметры всех элементов схемы.  Рис. 2.1 Расчётная схема электроснабжения В установках свыше 1000 В расчёт тока короткого замыкания производится в относительных единицах. При расчёте в относительных единицах все величины сравнивают с базисными, в качестве которых принимают базисную мощность (Sб=100МВА) и базисное напряжение(Uб). Принимаем: Uб=115 кВ Uб1=10,5 кВ Uб2=0,4 кВ тогда   По расчётной схеме составляется схема замещения. Схема замещения представляет собой электрическую схему, соотведствуюю расчётной схеме, все элементысистемы которой представлены эквивалентными сопротивлениями.  Рис. 2.2. Схема замещения Определяется сопротивление схемы замещения: 1. Сопротивление системы;т.к. мощность системы Sс=∞,то сопротивление системы равняется Хс=0,2. 2. Сопротивление обмоток трёх обмоточной районной подстанции. Для определения сопротивления обмоток трансформатора необходимо пересчитать значения Uк- каждой обмотки:  ,%          3. Сопротивление воздушной линии:     где  - это удельное сопротивление линии; для воздушной линии х0 =0,4Ом/км. Расчёт точки к-1 Резертирующие сопротивление до тока к-1   Сверх переходной ток в точке К-1    где  риведённое значениея сверх переходной ЭДС, .Т.к. точка короткого замыкания значительно удалена от источника электро энергии, то устанавливается ток короткогозамыкания, который можно считать равным сверх переходному:  Ударный ток короткого замыкания в точке К-1   где Ку- ударный кооэффициент, в установках свыше 1000 В Ку=1,8 Расчёт точки К-2 Расчёт токов короткого замыкания в установках типа 1000 В производится в именованных единицах с учётом активных сопротивлений элементов схем. (Цехового трансформатора, шинопровода, переходных сопротивлений контактов, автоматов и катушек расцепителей).  Рис.2.3 Расчётная схема Рис.2.4 Схема замещения Индуктивное сопротивлениесистемы до точки К-1 приведённое на схеме и ступени низшегонапряжения в именнованных единицах находятся по следующей формуле:   Полное сопротивление цехового трансформатора приведённого к ступени низшего напряжения:   Активное сопротивление цехового трансформатора:     Сопротивление катушек электромагнитных расцепителей и переходных сопротивлений контактов, автоматов определяется по таблице [6] в зависимости от номинального тока трансформатора.  Сопротивление первичных обмоток трансформатора тока неучитывается, т.к. они одновитковые. Суммарное активное сопротивление до точки К-2.     Полное сумарное сопротивление до точки К-2   Сверх переходной ток в точке К-2    Ударный ток в точке К-2   где Ку- ударный коэффициент в установках ниже 1000 В Ку=1,45 Данные расчётов короткого замыкания сводим в Таблице 2.5.1 Таблица 2.5.1 Расчётные данные токов короткого замыкания
2.6 Выбор питающей линии Питающая линия от ЗРУ-10 кВ районной подстанции до последней опоры у предприятия выполняется ВЛ, а от последней опоры до цеховой подстанции кабельной вставкой . 2.6.1 Выбор воздушной линии Сечение ВЛ-10 кВ выбирается по следуюшим условиям: 1. По механической прочности. Согласно ПУЭ сечение стале-алюминивых проводов по условиям механической прочности должно быть не менее: Smin=25мм2 2. По току нагрузки :  Выбираем провод марки АС сечением 25мм2 у которого Iдл. доп.=130 А [3] 3. По экономической плотности тока:  где  экономическая плотность тока; А/мм2=1,1. Выбираем провод марки АС-120,у которого Iдл.доп.=375А, что больше Iмакс=39,39А Окончательно выбираем провод наибольшего сечения АС-120, у которого Iдп.доп.=375А, ∆L=348м/% Выбранное сечение провода проверяется по потери напряжения:   С учетом проверки по потери напряжения рекомендую помменять провод с 25мм2 на 120мм2. 2.6.2 Выбор кабельной вставки Сечение кабельной вставки выберается по следующим условиям: 1.По длительно допустимому току с учётом поправочных коэффициентов на температуру окружающей среды и число совместно прокладываемыхкабелей:   где К1- коэффициент учитывающий темпиратуру земли t0=10C, при этом К1=1,2. К2-коэффициент зависящий от числа работающих кабелей; при n=2; К2=0,9 Выбираем кабель марки ААБЛ (3×50), у которого Iдл.доп=134 А 2.По экономической плотности тока :    Выбераем кабель марки ААБЛ-10(3×50). 3.Проверяется по термической устойчивости :  где  термический коэффициент для кабелей с алюминиевыми жилами, ; установившийся ток короткого замыкания в точке К-1, кА; приведённое время короткого замыкания, с.  Дествительное время протекания тока короткого замыкания находится по следующей формуле:   где  время отключения выключателя; для вакуумного выключателя, ВВ/ТЕL=0,05с; время срабатывания релейной защиты, при  ;при  определяем по графику,   Рекомендую установить кабель на 120 мм2, т.к. он проходит проверку на мм2. Но по желанию заказчика устанавливаем ААБЛ (3×150). Выбираем кабель марки. ААБЛ (3×150). Окончательно выбираем наибольшее сечение полученное из трёх условий; ААБЛ(3×150), у которого  ,∆L=1010м/%.Ввиду незначительной длины кабельной вставки проверку по потери напряжения можно не производить. 2.7. Выбор электрооборудования подстанций на U=10кВ 2.7.1. Выбор сборных шин Сечение сборных шин выбирается по току наибольшего присоединения:  где К1-коэффициент учитывающий расположение шин,при расположении шин плашмя, К1=0,95; К2-коэффициент учитывающий число полое на фазу, для однополосных шин, К2=1; К3-коэффициент учитывающий tокр.среды = 250С, К3=1.  По условию монтажа принимаю однополосные алюминевые шины марки АТ(25×3), у которых Iдл.доп =265А. Выбранные шины проверяются: 1.На электродинамическую устойчивость:  где L-растояние между опорными изоляторами, L=100 см; а- растояние между фазами, а=35 см.  где  момент сопротивления, b-высота шины, 3 см; h-ширина шины, 25 см.   2.На электротермическую устойчивость: Минимальное сечение шин по условию термической устойчивости составит :     т.е. выбранные шины термически устойчивые. 2.7.2 Выбор выключателя нагрузки На цеховых подстанциях с трансформаторной мощностью до 1000 кВА целесообразно использовать ВН с блоком предохранителей, применение которых удешевляет подстанцию и упрощают релейную защиту. Условие выбора:      Выбираем выключатели нагрузки типа ВНПР – 10/400 20У2 и предохранители типа ПКТ 102–10-40-31,5-У3, т.к. выключатель нагрузки находится за предохранителями, то прверка его на электродинамическую, электротермическую устойчивость не призводится. 2.7.3 Выбор разъединителя Разъединители служат для видимого разрыва и выбираются по следующим условиям.    Выбираем разъкдинитель РВЗ – 10/400У3. Таблица 2.7.1Выбор электрооборудования подстанции на напряжение 10 кВ
Выключатель нагрузки (ВН) с блоком предохранителей и разъединителей устанавливается в сборные камеры типа КСО – 366. 2.8. Выбор электрооборудования подстанции на напряжение 0,4 кВ 2.8.1 Выбор сборных шин Сборные шины находящихся за предохранителями выбирается только по длительнодопустимому току.   Выбираем однополосные шины марки МТ (80×10),у которого Iдл.доп=1900 А. 2.8.2 Выбор автомата ввода и секционного автомата Условия выбора:     где Iкр – критический ток возбуждения при пуске наибольшего по мощности двигателя, А.   Выбираем автомат типа ВА 53-44 у которого:     Секционные автоматы выбираются по тем же условиям, что и автомат ввода, по току наиболее загруженной секции:   Выбираем автомат типа ВА 53-41 у которого:     2.8.3 Выбор трансформаторов тока Трансформаторы тока предназначены для подключения измерительных приборов и приборов учета. На цеховых подстанциях осуществляется контроль тока и потребления активной энергии. Для контроля напряжения используют вольтметр на U=380 В. Трансформаторы тока выбираются:  ; ; ;По классу точности. т.к. трансформатор тока устанавливается за предахранителями, то проверка их на электродинамическую и термическую устойчивость не производиться, проверяется только по вторичной нагрузке.  т.к. трансформатор тока подключается к приборам учета, то класс точности должен быть не ниже 0,5  Выбираем трансформатор тока типа ТШП – 0,66-У3, у которого:   Для проверки по вторичной нагрузке составляется схема включения приборов и определяется нагрузка по фазам. Суммарная нагрузка составит 7,5ВА,что меньше допустимой 50 ВА  Рис. 2.8.1 Схема включения приборов учета и контроля Таблица 2.8.1Технические данные приборов учета и контроля
Для определения сечения соединительных проводов, определяем сопротивление приборов:  где  сопротивление приборов, Ом. где  сопротивление проводов, Ом; сопротивление контактов, Ом;   Принимаем   Сечение соеденительных проводов составит:  где  удельное сопротивление алюмюминиевых проводника,0,0283 Ом м. Согласно ПУЭ сечение соеденительных проводов должно быть не менее 6  .Принимаем провод марки АКРВГ, сечением жил 8 .2.9. Расчёт низковольтной магистрали сети Расчёт заключается в выборе линейных автоматов, устанавливаемых в шкафах РУ-0,4 кВ и кабелей, отходящих отРУ-0,4 кВ до силовых сборок. 2.9.1. Выбор линейных автоматов Линейные автоматы выбираются по тем же условиям, что и автоматы ввода. Технические данные приведены в таблице 2.9.1. Таблица 2.9.1Выбор автоматических выключателей
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||