проект электроснабжения цеха приготовления щепы и опилок.. Литература исходные данные
 Скачать 7.03 Mb.
|
|
2.2 Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции трансформатор мощность ток электроэнергия Выбор числа трансформаторов на подстанции. Число трансформаторов на подстанции определяется: От категории надёжности электроснабжения. От удельной плотности нагрузок. От числа рабочих смен. От размеров цеха. Выбор мощности трансформатора. Из суточного графика электрических нагрузок выписываем Рmax Pmax=207,9кВт По максимальной мощности и заданному средневзвешенному cosφ=0.64 определяем максимальную реактивную мощность по формуле Qmax=Pmax·tqφ (7) где Qmax – максимальная реактивная мощность tqφ – коэффициент реактивной мощности определяется по cosφ Qmax=207,9 ·1.2=249,48 (кВт·А) Определяем полную максимальную мощность по формуле  (8) г  де Smax – полная максимальная мощность Из суточного графика определяем коэффициент загрузки трансформатора Кзг =0,63 и время прохождения максимума нагрузки, по ним определяем Кн – коэффициент перегрузки трансформатора. Кн=1,2  Расчетная номинальная величина мощности трансформатора Сн:  По расчётной номинальной мощности и справочников выбираем трансформатор марки ТМ-400/10 по следующим техническим характеристикам: Таблица 3. Технические характеристики трансформатора
Так как на предприятии потребители III категории, на подстанции устанавливаем один трансформатор со складным резервом. 2.3 Выбор схемы подстанции и её описание  Рисунок 3. Схема подстанции К трансформаторной подстанции подходит питающая линия длиной 6 км, выполненная кабелем с медными жилами, проложенным в земле. На распределительном устройстве высокого напряжения установлен выключатель нагрузки с заземлёнными ножами и предохранителем. Выключатель нагрузки предназначен для выключения и включения рабочих токов под нагрузкой. Предохранитель предназначен для защиты от короткого замыкания. На подстанции установлен силовой трансформатор типа ТМ-400/10 –трёхфазный, двухобмоточный масляный. Трансформатор с номинальной мощностью 400 кВ·А преобразует высокое напряжение, равное 10 кВ, в низкое напряжение, равное 0,4 кВ. Распределительное устройство низкого напряжения состоит из автоматического выключателя. Автоматический выключатель предназначен для автоматического размыкания электрической сети при перегрузках, коротких замыканиях, снижения напряжениях, а также при резких включениях и отключениях. Внутренние сети выполнены алюминиевыми кабелями, проложенными открыто по стенам цеха, сети защищены автоматическими выключателями. 2.4 Расчёт питающих сетей цеха Выбор сечения проводов и кабелей по экономической плотности тока с последующей проверкой по потерям напряжения. Просчитать по экономической плотности тока и проверить потери напряжения в кабельной линии электропередач с Uн=10кВ, длиной 6 км, имеющую одну нагрузку 400 кВ·А в конце ЛЭП. Нагрузка работает с коэффициентом мощности cosφ=0,64, время использования максимума нагрузки 2204 выполнена кабелем с медными жилами.    Рисунок 4. Истинная схема линии. Рассчитываем номинальный ток линии I по формуле  (10) где I– номинальный ток линии, А U – номинальное напряжение, кВ  П  о времени использования max нагрузки и материалу кабеля находим по справочнику экономическую плотность тока По формуле [ ] рассчитываем экономическое сечение кабеля, мм2  (11)  где Fэк – экономическое сечение провода, мм2. Выбираем стандартное сечение провода по справочнику и определяем его марку. Так как Fэк=7,7мм2, то согласно ПУЭ для механической прочности кабеля Fст=10мм2, выбираем кабель марки СБ-3х16. Рисуем схему замещения.   Рисунок 5. Схема замещения Для удобства расчётов исходные расчётные величины сводим в таблицу. Таблица 4. Активное и индуктивное сопротивление ЛЭП
Рассчитываем активное и индуктивное сопротивление линии по формулам r=r0·L(12) х=х0·L(13) где r – активное сопротивление линии, Ом х – индуктивное сопротивление линии, Ом; L – длина линии, км; r0 – активное сопротивление на одном километре длины линии, Ом/км; х0 – индуктивное сопротивление на одном километре длины линии, Ом/км; r = 1,15·6 = 6,9 (Ом) х = 0,113·6 = 0,67 (Ом) Определяем потери напряжения в линии потоком линии по формуле  (14) где ∆U – потеря напряжения, В I – ток нагрузки, А; r – активное сопротивление, Ом; х – индуктивное сопротивление, Ом. ∆U=1,73·(23,1·6,9·0,64+23,1·0,67·0,77)=1,73·(102+11,9)=176,5+20,6=197,1(В) Выражаем потерю напряжения в процентном соотношении по формуле  (15) где Uн – номинальное напряжение, В; ∆U% – потеря напряжения, %.  Согласно ПУЭ предельно допустимая величина ∆U% = 5–10%, а по расчётам получилось 2%, значит, линия работает в холостую. 2.5 Расчёт токов короткого замыкания Рассчитать токи короткого замыкания, ударный ток, мощность короткого замыкания для сети. Расчёты выполняются в относительных единицах. 1. Рисуем схему, проставив в неё все параметры, проименовывая элементы.  2. Рисуем схему замещения, нарисуем в ней все элементы схемы. 3. Определяем индуктивное относительное базисное сопротивление генератора по формуле (  16)где х *бг– индуктивное относительное базисное сопротивление генератора; х *н– индуктивное относительное базисное сопротивление; Sб – базисная мощность системы; Sн – номинальная мощность;  4. Определяем активное и индуктивное относительное базисное сопротивление КЛ по формуле  (17) где х*бкл – индуктивное относительное базисное сопротивление КЛ; х0 – индуктивное сопротивление, Ом/км; l – длина линии; Uб – базисное напряжение  5. Активное относительное базисное сопротивление КЛ рассчитывается по формуле  ( 18)где r*бкл – активное относительное базисное сопротивление КЛ; r0 – активное сопротивление, Ом/км; 6. Определяем индуктивное относительное базисное сопротивление трансформатора по формуле  ( 19)где х*бтр – индуктивное относительное базисное сопротивление трансформатора; Uкз% – напряжение КЗ  Пометить в схеме замещения токи КЗ. Определяем токи КЗ. Определяем ток КЗ для точки К1.  Определяем базисный ток по формуле  (20)  Определяем индуктивное относительное базисное сопротивление для точки К2.  Т  . к. в точке К1 КЗ появилось активное сопротивление, то необходимо проверить величину этого сопротивления. Эта величина допускается при условии:  Т. к. условие соблюдается, активное сопротивление необходимо учитывать, но т. к. в схеме появилось активное и индуктивное сопротивление, в расчёты токов КЗ и полной мощности КЗ необходимо представить полное относительное базисное сопротивление. Определяем токи КЗ по формуле:   Т. к. в схеме замещения появилось активное сопротивление, величину ударного коэффициента можно рассчитать по графику, просчитав для этого величину времени затухания переходного процесса по формуле:  где Tа – постоянная времени затухания переходного процесса r*б рез – активное относительное базисное сопротивление  Из графика зависимости Куд=f ( Tа ) видим, что ударный коэффициент равен 1,1. Определяем ударный ток по формуле  где iуд – ударный ток, кА  Определяем мощность КЗ по формуле  где Srp1 – мощность КЗ  Определяем базисный ток по формуле   Определяем ток КЗ по формуле  В цепи, когда не учитывается активное сопротивление, величина ударного коэффициента равна Ку=1,8 Определяем величину ударного тока по формуле  Определяем мощность КЗ по формуле  2.6 Выбор оборудования подстанции по режиму КЗ При аварийных КЗ по конструкции распределительных устройств протекают токи КЗ за счёт которых в конструкциях возникают электродинамические усилия и механические напряжения, которые могут разрушить электроаппаратуру. Динамические усилия воздействуют на опорные изоляторы, которые могут разрушить электроаппаратуру, выйти из строя, поэтому практически всю аппаратуру проверяем на динамическую устойчивость токов КЗ. Выбираем и проверяем по токам КЗ изоляторы по данным: Uн=10(кВ) Iн=23,1(А) iуд=1,27(кА) a=350(мм) l=1500(мм) ИП-10/630 – 750 Таблица 5. технические данные изоляторов.
Изолятор определяем на динамическую устойчивость по условию: Fрасч ≤ 0,6 Fразр(25) где, Fразр – разрушающее усилие Fрасч – расчётное усилие Расчетное усилие рассчитываем по формуле  где l – расстояние между опорными изоляторами по длине шин а – расстояние между фазами.  0,12 ≤ 0,6·750 0,12 ≤ 450 Изолятор динамически устойчив. Выбираем по номинальному току алюминиевую шину сечением 15*3 c Iдоп=165 А, установив её плашмя. Таблица 6. Технические характеристики шины.
Определяем допустимое расчётное разрушающее действие на шину по формуле  где W – момент сопротивления σ – наибольше расчётное напряжение на изгиб. Момент сопротивления определяем по формуле  где, b – толщина шины (см) h – ширина шины (см)   Проверяем ширину на динамическую устойчивость по условию σрасч ≤ σдоп(29) где σдоп – допустимое результирующее усилие, принятое для алюминия. 16,2 ≤ 650 Шина динамически устойчива. Проверяем шину на термическую устойчивость Iкз,, для этого рассчитываем минимальное сечение шины по формуле  где С – термический коэффициент, принимаемый для алюминия. С=95 tпр – приведенное время, зависит от времени срабатывания выключателей. tпр= 0,6  Расчёты показали, что выбранное сечение шин удовлетворяет условию на термическую устойчивость. Выбираем и проверяем на Iкз выключатель нагрузки с заземляющими ножами по следующим данным: Iуд = 1,27 (кА)Iкз = 0,82 (кА)  |