КП по ЭПП. КП по ЭПП (модернизация эз). 1. Краткое описание технологического процесса
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
9. Разработка схемы электроснабжения завода на напряжение выше 1кВ .1 Разработка вариантов электроснабжения завода При разработке схемы электроснабжения следует предусматривать раздельную работу линий и трансформаторов, так как при этом снижаются токи короткого замыкания, упрощаются схемы релейной защиты и коммутации. Распределение электрической энергии на территории промышленного предприятия на напряжение 10 кВ может выполняться по радиальным, магистральным или смешанным сетям в зависимости от расположения потребителей, их мощностей и требуемой степени надежности. Радиальные схемы применяются в случае, когда нагрузки расположены в различных направлениях от источника питания. Они используются для питания крупных сосредоточенных нагрузок и для цеховых ТП, расположенных вблизи (до 100 м) от РП. При этом предусматривается глухое присоединение трансформаторов. Взаимное резервирование однотрансформаторных ТП осуществляется при помощи кабельных перемычек на вторичном напряжении между соседними ТП. Пропускная способность перемычек должна составлять 20 - 30% мощности трансформатора. Магистральные схемы следует принимать при упорядоченном располо-жении ТП, когда линии могут быть проложены без значительных обратных потоков энергии. Число трансформаторов, присоединенных к одной магистра-ли, не должно превышать 2…3 при мощности трансформаторов 1000 кВА, 4…5 при мощности 630 кВА. Магистрали бывают одиночные и двойные сквозные. При двойных сквозных магистралях допускается глухое присоединение трансформаторов. В данном проекте применяются смешанные схемы. Такое построение схемы распределения электроэнергии позволяет получить лучшие технико-экономические показатели системы электроснабжения. При разработке схемы электроснабжения предприятия на напряжение выше 1кВ были учтены: ) категорию потребителей; ) величину потребляемой мощности; )территориальное расположение потребителя. Центральный распределительный пункт предназначен для распределения электроэнергии между потребителями на том же направлении, на каком электроэнергия поступила. Располагаем ЦРП в цеху с большим потреблением электроэнергии или вблизи его. Располагаем ЦРП в цеху №5. Схема электроснабжения проектируемого предприятия приведена в графической части проекта. На рис 9.1, 9.2. приведены схемы соответственно I и II вариантов электроснабжения предприятия.  Рисунок 9.1 - Электрическая схема электроснабжения первого варианта  Рисунок 9.2 - Электрическая схема электроснабжения первого варианта 9.2 Определение нагрузок и выбор кабелей Определим нагрузки по участкам. Пересчитаем потери в трансформаторах с учетом действительных коэффициентов загрузки трансформаторов. Коэффициент загрузки трансформатора определяем по выражению:  ; (9.1) , (9.2)где  и  определяются по выражениям: ; (9.3) , (9.4)где  - число трансформаторов на ТП.Таблица 9.1 - Расчётные нагрузки по цехам
 Рисунок 9.3 - Нагрузки на трансформаторных подстанциях Расчёт нагрузок произведём на примере ТП установленного в сборочно-окрасочном цеху совместно со складом металлоконструкций:  кВт; квар; кВ∙А; ; кВт; квар; кВ∙А;  кВ∙А.Аналогичный расчет производим для остальных цехов, результаты расчета заносим в таблицу 9.2. Таблица 9.2 - Результаты пересчёта нагрузок
Произведём выбор кабелей для первого варианта. Выбор кабеля линии Л1 к ТП2 для сборочно-окрасочного цеха совместно со складом металлоконструкций. Условия выбора по экономической плотности тока:  , (9.5)где  - экономическая плотность тока, берется в зависимости от Тmax, при Тmax =4400 ч, = 1,7 А/мм2; - расчетный ток линии, А. ; (9.6) А; мм2.Принимаем прокладку кабеля в трубе. К прокладке принимаем кабель для Л1 ААШвУ - 10 - 3 х 70 с Iдоп=130 А. Проверяем выбранный кабель по нагреву токами аварийного режима:  , (9.7)где Кп - коэффициент зависящие от условий прокладки, Кп=1; Кпер - кратность перегрузки, Кпер=1,3. Определим нагрузку линии в послеаварийном режиме:  ; (9.8) кВ∙А, А, А.Для линии Л  А >80,4 А по условию нагрева кабель проходит.Аналогично производим выбор кабелей других линий, результаты выбора заносим в таблицы 9.3-9.6. Таблица 9.3 - Результаты выбора кабелей для первого варианта
Таблица 9.4 - Результаты проверки кабелей для первого варианта
Таблица 9.5 - Результаты выбора кабелей для второго варианта
Таблица 9.6 - Результаты проверки кабелей для второго варианта
Выбор кабелей питающих РП. Рисунок 9.4 - Схема питания РП корпуса Определяем нагрузку на шинах РП. Расчетная активная и реактивная мощности:  ; (9.9) , (9.10)где  - число трансформаторов на i-той ТП; = 0,9 при числе присоединений к РП равном восьми и Ки = 0,5.Таблица 9.7 - Данные для расчёта нагрузок на РП
 кВт, квар.Определяем полную мощность на РП и ток линии в нормальном режиме:  кВ∙А; ; (9.11) А.Определяем сечение по экономической плотности тока:  мм2.Принимаем кабель ААШвУ-10-3х70 Iдоп=130 А. Проверяем выбранное сечение током нагрева в послеаварийном режиме:  , (9.12)где  - поправочный коэффициент; - коэффициент допустимой перегрузки. (9.13)Приняв коэффициент допустимой перегрузки 1,3 по [1]:  А.Так как 167,2 А > 130 А, то выбранный кабель по условию нагрева не проходит. Принимаем кабель ААШвУ-10-3х120 Iдоп=185А. 10. Расчет токов короткого замыкания Вычисление токов КЗ производится с целью: Выбора электрических аппаратов. Проверки устойчивости элементов схемы при электродинамическом и термическом действии токов КЗ. Расчета релейной защиты. Расчетным видом КЗ является трехфазное, т.к. при нем обычно получаются большие значения сверхпереходного и ударного токов, чем при двухфазном и однофазном. Расчет токов КЗ должен рассчитываться на сборных шинах ГПП и РП.  Рисунок 10.1 - Схема питания завода. Завод получает питание от ГПП на напряжении 10 кВ, расположенной на расстоянии 5 км, на которой установлены два трансформатора ТРДН-40000/110 мощностью 40 МВА, Uк=10,5%. На удалении 25 км от ГПП расположена ТЭЦ с двумя генераторами ТВВ-160-2ЕУ3 (Pн=160 МВт, cos=0,85, Xd’’=0,213), подключенных к сети 110 кВ через трансформаторы ТДЦ-250000/110, Uк=10,5%. На расстоянии 150 км расположена ГРЭС, на которой установлены четыре генератора ТГВ-300-2У3 (Pн=300 МВт, cos=0,85, Xd’’=0,195), подключенные с помощью трансформаторов ТДЦ-400000/110, Uк=10,5%. На основании приведенных данных производим расчет токов короткого замыкания в двух точках: К1 (на шинах ГПП) и К2 (на шинах РП).  Рисунок 10.2 - Схема для расчета токов КЗ. Для вычисления токов КЗ составляем расчетную схему, включая все элементы, по которым протекают токи к выбранным точкам. По расчетной схеме составляем схему замещения, в которой каждый элемент заменяем своим сопротивлением. Генераторы, трансформаторы, высоковольтные линии и короткие участки распределительных сетей представляем индуктивными сопротивлениями. Расчет токов КЗ выполняем в относительных единицах, при котором все расчетные данные приводим к базисному напряжению и мощности. Задаемся базисными условиями Sб = 100 МВА; Uб = 10,5 кВ;  ; (10.1) По [12] для турбогенераторов мощностью от 100 до 1000 МВт Е*=1,13. Сопротивления генераторов ГРЭС находим по формуле:  , (10.2) .Сопротивления трансформаторов ГРЭС определяем по формуле:  , (10.3) .Аналогично определяем сопротивления генератора и трансформатора на ТЭЦ:  , .Сопротивления воздушных и кабельных линий:  , (10.4)где x0 - индуктивное сопротивление одного км линии, Ом/км (для воздушных линий 110 кВ x0=0,4 Ом/км, кабельных 10 кВ - x0=0,08 Ом/км); l - длина линии, км.  , , .Для трансформаторов с расщепленной обмоткой схема замещения состоит из двух лучей, сопротивление которых:  ; (10.5) .Сопротивление кабельной линии ГПП-РП:  . Рисунок 10.3 - Схема замещения. Так как секционные выключатели на ГПП и ЦРП находятся в нормально отключенном состоянии, а генераторы на ГРЭС и ТЭЦ включены параллельно, то схема замещения принимает следующий вид на рисунке 10.4.  Рис. 10.4 - Схема замещения.  ; . Рисунок 10.5 - Схема замещения.     . Рисунок 10.6 - Схема замещения. Ток установившегося КЗ на шинах 10 кВ ГПП :  (10.6) Ударный ток на шинах 10 кВ ГПП:  , (10.7)где kу - ударный коэффициент; для шин ГПП kу = 1,85, для шин ЦРП завода kу = 1,369.  Сечения жил кабеля по экономической плотности тока выбирают по условию:  , (10.8)где Iрл - расчётный ток линии в нормальном режиме работы, А;э - экономическая плотность тока, А/мм2, принимаем jэ=1,7А/мм2 при Тм=4400ч. По условию (10.8) выберем сечения кабеля для завода. Выбор производим по половине тока всего завода, т.к. секции РП нагружены равномерно. Воспользуемся данными, полученными на основе формул (2.10) и (2.11), учитывая фактические потери мощности в трансформаторах (таблица 2.6) и компенсацию РМ.  ; Определяем полную мощность на РП и ток линии в нормальном режиме:   ; А.Определяем сечение по экономической плотности тока:  .По [1] выбираем кабель АСБ-10(3х95), Iдоп=205 А, x0=0,083 Ом/км. Проверяем выбранное сечение током нагрева в послеаварийном режиме:  (10.9)где  - коэффициент прокладки (принимаем равным 1); - коэффициент допустимой перегрузки, принимаем  .В послеаварийном режиме по кабелю будет протекать ток, потребляемый всем заводом.   А.Так как 205<210,5, то выбранный кабель по условию нагрева не проходит. Выбираем кабель АСБ-10(3х120), Iдоп=240 А, x0=0,081 Ом/км. Таким образом, РП завода питается от подстанции 110/10 кВ двумя параллельными кабелями АСБ-10(3х120). После выбора кабеля производим его проверку на термическую стойкость:  , (10.10)где Bk - тепловой импульс от тока КЗ, А2∙с, С - расчётный коэффициент (в зависимости от изол проводника), для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией С=100. Результирующий тепловой импульс тока КЗ: Bk=I2п∙(tотк+Ta), (10.11) где Iп - действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начале линии,отк - время отключения КЗ,a - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з. В распределительных сетях 10 кВ Ta=0,01с.  А2∙с. Таким образом, кабель не соответствует условиям термической стойкости и сечение увеличиваем до 150 мм2. Выбираем кабель АСБ-10(3х150), Iдоп=275 А, x0=0,079 Ом/км. Для выбора кабелей от шин РП к ТП необходимо найти ток к.з. на шинах РП (точка К2). Для этого к системы прибавим сопротивление кабельной линии.  ; |
тΔРт, кВт
, А
Вывод