Дипломная работа электроснабжение. Диплом электроснабжение. Система внешнего электроснабжения завода

• Название: Система внешнего электроснабжения завода
• Анкор: Дипломная работа электроснабжение
• Дата: 16.09.2022
• Размер: 487.54 Kb.
• Имя файла: Диплом электроснабжение.docx
• Тип: Реферат; #680974
• страница: 6 из 9

(75)
Расчётная вторичная нагрузка трансформатора тока по выражению (72) составит
Z_2н = 0,12 + 0,049 + 0,05 = 0,219 Ом
Условия выбора, расчётные данные и номинальные параметры трансформаторов тока типа ТЛК-10 представлены в таблице 13.
Таблица 13- Выбор и проверка трансформаторов тока

Проверяемая величина	Расчетные параметры		Номинальные параметры	Формулы проверки
Номинальное напряжение, кВ	Uнуст = 10 кВ	ТЛК-10У3	Uн = 10 кВ	Uн ≥ Uнуст
Максимальный расчётный ток, А	Imaxр = 790,7 А		I1н = 800 А	I1н ≥ Imaxр
Номинальный вторичный ток, А	------		I2н = 5 А
Класс точности	0,5/Р		0,5/Р	Соответствует ПУЭ
Номинальная вторичная нагрузка, Ом	Z2р = 0,219 Ом		Z2н = 0,6 Ом	Z2н ≥ Z2р
Проверка по току электродинамической устойчивости	iдин.н = 4,9 кА		iдин.н = 81 кА	iУ iдин.н,
Ток односекундной термической устойчивости	Вкр = 1,01 кА2∙с		Вкн =2976,75 кА2∙с	I2тер∙tтер Вкн

2.5.4 Трансформаторы напряжения
Трансформаторы напряжения выбираем по номинальному первичному напряжению и классу точности при данной вторичной нагрузке. Соответствие классу точности проверяем путём сопоставления номинальной нагрузки вторич­ной цепи с фактической нагрузкой подключённых приборов.

Вторичную нагрузку подсчитываем на весь трансформатор напряжения в целом, без разделения по фазам, но с отдельным определением активной и реак­тивной составляющей и полной мощности.

Для подключения счётчиков необходимы трансформаторы напряжения класса точности 0,5. Схемы соединения обмоток трансформатора напряжения и катушек приборов различны, поэтому проверяем трансформатор напряжения на точность измерения приближённо, уравнивая суммарную трёхфазную нагрузку от всех измерительных приборов с трёхфазной номинальной мощностью трансфор­матора напряжения в классе точности 0,5.

Предполагаем установку трансформатора напряжения типа НТМИ-10 с компенсирующей обмоткой с соединением первичной обмотки в звезду, что по­зволяет компенсировать угловую погрешность трансформатора и тем самым по­высить его точность.

Суммарная мощность, потребление приборами, представлено в таблице 14, а выбор и проверка трансформаторов напряжения представлены в таблице 15.
Таблица 14 - Нагрузка трансформаторов напряжения

Наименование приборов	Тип	Мощность, потребляемая одной катушкой	Число катушек	Число приборов	cosφ	Потребляемая мощность
						Рр, Вт	Qр, вар	Sр, ВА
Вольтметр	Э335	2	1	2	1	4	-	-
Счётчик активной энергии	СА4У-И672М	2	2	6	0,38	24	58,32	63,07
Счётчик реактивной энергии	СР4У-И673М	2	2	1	0,38	4	9,72	10,51
Итого						28	68,04	73,58

Таблица 15 - Выбор и проверка трансформаторов напряжения

Проверяемая величина	Расчётные параметры	Тип прибора	Номинальные параметры	Формулы проверки
Номинальное напряжение, кВ	Uн.уст=10кВ	НТМИ–10–66У3	Uном = 10 кВ	Uном>Uн.уст
Класс точности	0,5		0,5	Соответствует ПУЭ
Номинальная мощность вторичной обмотки	S2р=73,58ВА		S2н = 120 ВА	S2н>S2расч

Принимаем к установке один трёхфазный трёхобмоточный трансформатор напряжения типа НТМИ-10-66У4 с соединением обмоток Y₀/Y₀, с номинальной мощно­стью в классе точности 0,5, равной 120 ВА.
2.5.5 Шины ГПП
Выбор и проверку шин ГПП производим по максимальному расчётному току (I_рmax), термической устойчивости (S_т.уст), допустимому напряжению в шине на изгиб (s_доп) с учётом появления механического резонанса.

Длительно допустимый ток для шин I_доп, А определяется из выражения
I_доп = К₁×К₂×К₃×I^¢_доп (76)
где I^¢_доп - длительно допустимый ток для одной полосы, при температуре шины 70⁰С, температуре воздуха в ЗРУ 25⁰С и расположении шин вертикально, определяем по [3];

К₁ - поправочный коэффициент при расположении шин горизонтально, [3];

К₂ - коэффициент длительно допустимого тока для многополосных шин, [3];

К₃ - поправочный коэффициент при температуре воздуха, отличаю­щейся от 25⁰С, [3].

I_доп= 0,95 × 1 × 1 × 1150 = 1092,5А
Выбираем прямоугольные алюминиевые шины сечением 80´6 мм; распо­ложенные горизонтально с длительно допустимым током I^¢_доп равным 1092,5 А.
h

b

а

Рисунок 7 - Расположение шин и форма сечений
Расположение шин и их форма их сечений даны на рисунке 7.

Минимально допустимое сечение шин по термической устойчивости к токам к.з. определяем из выражения
S_{т.уст.мин} = a×I_¥× (77)
где a - термический коэффициент (принимаемый для алюминиевых шин равным 11).
S_{т.уст.мин} = 11×2,78× = 19,9 мм²
Расчётное напряжение в шине на изгиб s_расч., МПа определяем по выражению
s_расч = (78)
где f - сила взаимодействия между шинами разных фаз, Нм;

l - расстояние между опорными изоляторами (принимаем равным 70 см);

W - момент сопротивления шины относительно перпендикулярному действию усилия, см³.
s_расч = МПа
Силу взаимодействия между шинами разных фаз f, Нм можно определить из следующего выражения
f = (79)
где i_у - амплитудное значение ударного тока к.з., А;

а - расстояние между осями фазных шин (принимаем равным 0,25 м).
f = = 16,61 Нм
Момент сопротивления шины относительно перпендикулярному действию усилия W, см³ определяем по выражению
W=0,17×b²×h (80)
где b - ширина полосы шины, см;

h - высота полосы шин, см.
W = 0,17×0,6²×8 = 0,48 см³
Допустимое напряжение шин на изгиб s_доп, МПа по [3] составляет 65 МПа. Если s_доп больше s_расч , то выбранное сечение шин удовлетворяет условию по ди­намической устойчивости. В нашем случае s_доп = 65 МПа>s_расч = 20,29 МПа, что до­пустимо.

Расчётная частота собственных колебаний для алюминиевых шин fс_расч, Гц определяем по выражению
fс_расч= (81)

fс_расч =
Расчётная частота собственных колебаний (fс_расч) отличается от критических частот, представленных в условии

45 ³ fс_расч ³ 55 Гц

90 ³ fс_расч ³ 110 Гц (82)
В нашем случае условие (82) выполняется и, следовательно, собственные колебания незначительно влияют на увеличение напряжения.

К установке принимаем прямоугольные алюминиевые шины сечением 80´6 мм.

Выбор и проверка шин ГПП представлены в таблице 16.
2.5.6 Шинные изоляторы ГПП
Наибольшая расчётная нагрузка на опорный изолятор F_расч, Н определяется по выражению
F_расч = (83)

F_расч = Н
где k_h - поправочный коэффициент на высоту шины, если шина расположена на ребро.
k_h= (84)

k_h = =1,038
Допустимая нагрузка на головку изолятора составляет 60% усилия, разру­шающего изолятор F_доп, Н определяется из следующего выражения
F_доп = 0,6× F_разр (85)

F_доп = 0,6×3750 = 2250 Н
При выборе шинных изоляторов необходимо соблюдать следующее усло­вие
F_доп > F_расч (86)
В нашем случае условие (86) выполняется, т.к.
F_доп = 2250 Н > F_расч = 12,07 Н
Принимаем к установке шинные изоляторы типа ОФ-10-3,75У3.

Расчётные величины, номинальные данные шинных изоляторов, условия выбора и проверки сведены в таблицу 16.
Таблица 16 - Выбор и проверка шин и шинных изоляторов ГПП

Проверяемая величина	Расчетные параметры	Марка и сечение шин, изоляторов	Номинальные данные	Формула для проверки
Шины ГПП		АТ 80х6
Максимально допустимый расчетный ток,А	Iрмакс = 790,74 А		Iдоп = 1150 А	Iдоп ≥ Iрмах
Сечение шины, мм²	Sту = 19,9 мм²		Sдоп = 480 мм2	Sдоп ≥ Sту
Допустимое напряжение в шине на изгиб, МПа	расч = 16,96 МПа		доп = 65 МПа	доп ≥ расч
Частота собственных колебаний, Гц	fсрасч = 61,47 Гц		fcкрит = 45-55 Гц fcкрит =90-110 Гц	fс.кр1 ≥ fсрасч fс.кр2≥ fсрасч
Шинные изоляторы ГПП		ОФ-10-3,75
Номинальное напряжение, кВ	Uнуст = 10 кВ		Uном = 10 кВ	Uном ≥ Uн.уст
Допустимое усилие на головку изолятора, Н	Fрасч = 12,07 Н		Fдоп = 2250 H	Fдоп ≥ Fрасч

2.6 Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций
Распределение потребителей электроэнергии напряжением до и выше 1000 В между цеховыми трансформаторными подстанциями (ТП) и распределительными устройствами (РУ) выполнено на основании картограммы нагрузок по принципу разукрупнения.

Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов производится на основании требуемой степени надежности электроснабжения и распределения между потребителями электроэнергии. На предприятии почти все основное оборудование относится к потребителям II, III категории. Поэтому нормальный режим работы ТП - раздельная работа трансформаторов, это предусматривается с целью уменьшения токов короткого замыкания и позволяет применить более легкую и дешевую аппаратуру на стороне низкого напряжения трансформаторов.

Номинальная мощность цеховых трансформаторов S_н.т, кВА выбирается по расчетной мощности, исходя из экономичной работы трансформаторов (60-80 % для двух трансформаторных подстанций, 90 % для однотрансформаторных подстанций) в нормальном режиме работы и допустимой перегрузки (на 30-40%) от S_н.т в послеаварийном режиме.

Приведем пример расчета ТП1.

Расчетная нагрузка на шинах ТП1:

Активная Р_р = 2723,58 кВт;

Реактивная Q_р = 1336 квар;

Полная S_p = 3037,39 кВА.

Категория потребителей III. По полной расчетной нагрузке S_p = 3037,39 кВА намечаем к установке в ТП1 два трансформатора номинальной мощностью S_н = 2500 кВА.

В нормальном режиме трансформатор будет работать с коэффициентом загрузки, по (24) он составляет
К_з = 3037,39 / 2∙2500 = 0,61
Загрузка трансформатора в послеаварийном режиме, при выходе из строя одного из трансформаторов, по (25) составит
К_з = 3037,39 / 2500 = 1,21
Распределение и предварительный выбор числа и мощности трансформаторов остальных цеховых ТП аналогичен и представлен в таблицах 17 и 18, в некоторых случаях возможна установка нескольких ТП, с учетом равномерности распределения нагрузки по цеху.
Таблица 17 - Распределение ТП по цехам

Номер ТП	Потребители ЭЭ	Место расположения ТП	Примечание
ТП1, ТП2	цех № 5, цех № 1	цех № 5
ТП3	цех № 2	цех № 2
ТП4	цех № 3	цех № 3
ТП5	цех №6, цех №7	цех №6
ТП6	цех №4	цех №4

Таблица 18 - Распределение ТП по цехам

№ ТП	Расчетная нагрузка			n x Sнт, кВА	Кз	Кз.ав
	Рр, кВт	Qр, квар	Sp, кВА
ТП1	2723,58	1336	3037,39	2х2500	0,61	1,21
ТП2	2723,58	1336	3037,39	2х2500	0,61	1,21
ТП3	1059,43	561	1198,79	2х1000	0,6	1,2
ТП4	1348,4	708,4	1523,15	2х1600	0,48	0,95
ТП5	2629,37	697	2720,41	2х2500	0,54	1,09
ТП6	2032	392,7	2070,07	2х1600	0,65	1,29

3 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА
3.1 Расчет количества ремонтов и трудоемкости электрооборудования
Ремонтная сложность оборудования определяется в единицах ремонтосложности (ЕРС).

Суммарная ремонтная сложность оборудования и сетей схемы электроснабжения ЕРС, определяется по формуле
ЕРС = ∑mi ∙ ерсi (1)
где mi - количество оборудования (линий) i-типа;

ерсi - ремонтная сложность оборудования (линий) i-типа.
Количество соответствующих ремонтов в год определяется в зависимости от ремонтного цикла и межремонтного периода.

а) число капитальных ремонтов n_k, рассчитывается по формуле