Местонахождение и структура предприятия

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Введение

1.1 Местонахождение и структура предприятия

Строительство ОАО «Саянскхимпласт» было начато в 1968 году. Для проживания работников предприятия и строительных организаций в 15км от промплощадки построен новый город - Саянск, в котором проживает 49 тысяч человек.

Размещение ОАО «Саянскхимпласт» в данном регионе обусловлено благоприятным сочетанием следующих факторов:

практически неограниченные запасы поваренной соли, расположенные прямо на промплощадке;

исключительные топливно-энергетические возможности региона;

непосредственная близость промплощадки к Восточно-Сибирской железной дороге;

возможность поставки сырья (этилена) от Ангарской нефтехимической компании (по трубопроводу).

В последние годы в регионе обнаружены промышленные запасы нефти и газа. Ведутся работы по освоению Ковыктинского газоконденсатного месторождения. Перспективной программой развития предусматривается газификация «Саянскхимпласта» и использование природного газа в качестве углеводородного сырья.

В состав ОАО «Саянскхимпласта» входят:

производство хлора и каустической соды методом электролиза поваренной соли мощностью 80 тыс. т/год по каустику. Введено в эксплуатацию в1979 году. В 2000 году мощность увеличена до 120 тыс.т.

производство винилхлорида из хлора и этилена по сбалансированному методу мощностью 270 тыс. т. в год. Введено в эксплуатацию в 1982.

производство суспензионного поливинилхлорида мощностью 250 тыс.т/год. Введено в эксплуатацию в 1983 году.

Производство товаров народного потребления, производящее выпуск таких видов продукции как : покрытия для пола (линолеумы и плитки), трубы и детали к ним (водопроводные, канализационные, для электропроводок), стройматериалы- (профильно- погонажные изделия различного назначения), пластикаты (для изготовления изоляции кабелей и проводов), пенопласты эластичные (для изготовление амортизаторов, виброзащитных устройств, прокладок, обуви). Производство создано в период 1991-1999 гг. за счет собственных средств.

Предприятие продолжает работу по строительству новых установок по переработке ПВХ в готовые изделия, прежде всего строительной тематики.

промышленный электрический кабель

1.2 Организация производства и краткие сведения о технологии производства

Все производства построены с использованием технологий и оборудования, поставленных ведущими фирмами Германии, Италии, Франции, Японии.

В планах развития предприятия ставятся задачи по увеличению объёмов выпуска продукции и по расширению её ассортимента. С этой целью разработана программа стратегического развития предприятия, основанная на новых экологически чистых - энергосберегающих технологиях и касающаяся всех звеньев в цепи производства продукции.

Каустическую соду называют «хлебом промышленности». Ее используют почти все отрасли промышленности. По объемам потребления каустической соды судят об уровне развития экономики государства. Это важнейший макроэкономический показатель. В 2000 году доля ОАО «Саянскхимпласт» в общем объеме производства России достигла 7,0%. Продукт поставляется предприятиям, расположенным на территории от Дальнего Востока до Урала. Так на производстве хлора планируется переход на диафрагменный метод с применением оборудования японского производства.

Объемы производства поливинилхлоридной смолы (ПВХ) в мире по тоннажу уступают только полиэтилену. Это самая универсальная из пластмасс, которая перерабатывается в готовые изделия всеми известными методами. Универсальность ПВХ позволяет использовать его во многих изделиях вместо цветных и черных металлов, древесины, кожи, стекла, резины и многих других видов сырья.

Изделия из ПВХ широко применяются в строительстве, медицине, легкой пищевой и электротехнической промышленности, сельском хозяйстве, автомобилестроении, авиастроении и т.д.

По своим производственным мощностям (250 тыс. т. ПВХ в год) ОАО «Саянскхимпласт» входит в число 20 самых крупных предприятий в мире (всего их 235). Технологический процесс на ОАО «Саянскхимпласт» ведется на оборудовании уникальной единичной мощности, которое не имеет аналогов в мире. Предприятие обеспечивает выработку до 40% ПВХ в России и реализует свою продукцию на всей территории страны.

В 1996 - 1999 гг. промышленность России перерабатывала в изделия всего 98 - 173 тыс. т ПВХ в год. Такой рынок слишком мал для мощностей ОАО «Саянскхимпласт». Поэтому предприятие было вынуждено до 80% произведенного ПВХ реализовать на внешнем рынке, преимущественно в Китае. Качество продукции соответствует самым жестким требованиям мировых стандартов и ПВХ под торговой маркой «СИБВИНИЛ» пользуется хорошим спросом.

1.3 Перспективы развития промышленного предприятия

В настоящее время ведутся масштабные работы по модернизации действующих производств и внедрению ресурсосберегающих технологических процессов.

С приходом малого газа с месторождения в Зиминском районе планируется перевод питания печей пиролиза производства винилхлорида на газовое топливо, а с приходом Ковыктинского газа и постройкой газоразделительного производства- отказ от этилена поставляемого из Ангарска и переход на собственное сырьё.

Производство ПВХ также претерпевает серьёзные изменения:

Отделение полимеризации и сушки полностью переводится на новую систему автоматического управления фирмы Сименс. В отделении полимеризации внедряются новые технологии, позволяющие значительно увеличить пробег реакторов между чистками и как следствие увеличить выход продукта на тех же производственных мощностях.

Отделение сушки ПВХ претерпевает более радикальные изменения:

На смену центрифугам старого поколения пришли новые, которые являются не только более мощными в полтора раза по производительности, но и обеспечивающими более качественный отжим продукта. Кроме всего прочего данные центрифуги оборудованы электроприводом частотным преобразователем, что позволяет экономить электроэнергию за счёт возможности гибко подстраивать параметры электропривода в зависимости от выхода продукта. Значительное увеличение мощности отделения сушки планируется также за счёт установки дополнительной - четвёртой нитки сушки.

В отделении затарки и отгрузки для увеличения отгрузки потребителю продукции в мелкой таре производится подготовка к монтажу новой упаковочной линии производства Германии.

На производстве товаров народного потребления закончена пуско-наладка Итальянской линии по производству различного вида профилей: стеновые панели, плинтуса, профиль для окон, монтажные короба и т.д.

Всё это лишь малая доля того, что планируется осуществить в ближайшее время на ОАО «Саянскхимпласт».

На ОАО «Саянскхимпласт» действует перспективная экологическая программа, обеспеченная необходимыми ресурсами. В районе расположения предприятия, нормируемые показатели выбросов в атмосферу и сброса сточных вод не превышает предельно-допустимых концентраций.

1.4 Анализ системы электроснабжения предприятия

Так как ОАО «Саянскхимпласт» является потребителем первой категории, перерыв электроснабжения может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, то электроснабжение предприятия осуществляется от двух независимых источников: Новозиминская ТЭЦ и Новозиминская подстанция. При проектировании подвод электроэнергии планировался через кабельные линии по эстокаде, но позже было принято решение использовать экспериментальный кабель марки АПвПс 350. От главных понизительных подстанций питание завода производится по кабельным линиям. Со стороны ГПП-1 производится питание напряжением 10,5 кВ (питание цехов по производству хлора и каустика), а со стороны ГПП-2 - 10,5 и 6,3 кВ (питание цехов по производству ПВХ и ВХ).

2. Расчет электрических нагрузок

Наименование узлов питания и групп электроприемников	Колич. электроприемн.	cos F	РНОМ, кВт	UНОМ, кВ
1. Вихревой насос (ВН-1)	2	0,83	1,5	0,4
2. Приводной насос (ПН-1)	2	0,73	0,75	0,4
3. Приточная вентиляция (П-1)	2	0,83	2,2	0,4
4. Вытяжная вентиляция (В-1)	1	0,73	0,75	0,4
5. Приточная вентиляция (П-1)	2	0,83	2,2	0,4
6. Вытяжная вентиляция (В-1)	1	0,73	0,75	0,4
7. Приводной насос (НП-1)	3	0,73	0,75	0,4
8. Электромешалка (М-1)	2	0,83	3	0,4
9.Электрозадвижки	4	0,83	3,3	0,4
Насосная 707	1	-	4087	6/0,4
709, 709А	2	-	284,4	0,4

Определение нагрузок является первым этапом проектирования любой системы электроснабжения. Значения электрических нагрузок определяют выбор всех элементов и технико-экономические показатели проектируемой системы электроснабжения. Электрическая нагрузка характеризует потребление электроэнергии отдельными приёмниками, группой приёмников в цехе, цехом и заводом в целом.

Нагрузка РУ-0.4кВ

Пример расчета электрических нагрузок ЩСУ-1:

1. Определяем средние нагрузки для каждой группы электроприемников.

Приводной насос:

Вихревой насос:

Приточная вентиляция:

Вытяжная вентиляция:

2. Определяем суммарные нагрузки для всех электроприемников

3. Определим средний коэффициент использования

4. Определим отношение мощностей в группе

где Рн1max - максимальная мощность одного двигателя, кВт

Рн1min - минимальная мощность одного двигателя, кВт.

5. Определим эффективное число электроприемников.

Т.к. m3, то nэф = nд = 4

6. Определим максимальную мощность электроприемников

- коэффициент максимума активной (реактивной) мощности, принимаемой по таблице [Л-13, стр. 90, табл.2.3], в зависимости от значения kИ и эффективного числа электроприемников nэф.

7. Определим максимальный расчетный ток

8. Расчет электронагрузок ЩСУ - 2,РП-1, РП-2, ЩАО, ЩРО аналогичен расчету электронагрузок ЩСУ - 1.Согласно ПУЭ предусмотренное аварийное освещение должно составлять не менее 10% от общего.

Нагрузка РУ-10кВ

В корпусе 707 используется 4 электронасоса кВт каждый, работающих на напряжение 10 кВ.

Составляем таблицу, в которую заносим все нагрузки и со стороны ВН и со стороны НН.

Таблица

№ п/п	Наименование узлов питания и групп электроприёмников	n	Установленная мощность, приведенная к ПВ=100%	m	КИ	cosц/tgц	Средняя нагрузка за наиболее загруженную смену	nэф	kmax	Максимальная нагрузка	Imax, А
										Рmax, кВт	Qmax, кВар	Smax, кВА
			Одного Рн, кВт	Общая Рн, кВт				Рсм, кВт	Qсм, кВар
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	ЩСУ-1/I
1.1	Приводной насос (ПН-1)	2	0,75	1,5			0,73/0,94	1,05	0,99
1.2	Вихревой насос (ВН-1)	2	1,5	3			0,83/0,67	2,1	1,41
1.3	Приточная вентиляция (П-1)	2	2,2	4,4			0,83/0,67	3,08	2,06
1.4	Вытяжная вентиляция (В-1)	1	0,75	0,75			0,73/0,94	0,53	0,5
1.5	Всего по ЩСУ-1			9,65	<3	0,7		5,76	4,96	4	1,29	7,43	5,46	9,22	14
2	ЩСУ-1/II
2.1	Приводной насос (ПН-2)	3	0,75	2,25			0,73/0,94	1,67	1,12
2.2	Приточная вентиляция (П-2)	2	2,2	4,4			0,83/0,67	3,08	2,06
2.3	Вытяжная вентиляция (В-2)	1	0,75	0,75			0,73/0,94	0,53	0,5
2.5	Электрозадвижки	4	3,3	13,2			0,83/0,67	9,77	6,54
2.6	Электромешалка	2	3	6			0,83/0,67	4,44	2,97
2.7	Всего по ЩСУ-2			26,6	>3	0,74		19,49	13,19	7	1,21	23,58	14,51	27,67	42,04
3	РП-1 корпус 709	-	-	142,2			0,85/0,62	142,2	88,16			142,2	88,16	167,31	254,5
4	РП-2 корпус 709А	-	-	142,2			0,85/0,62	142,2	88,16			142,2	88,16	167,31	254,5
5	ЩАО			2,76			0,98/0,33	0,68	0,22			0,68	0,22	0,7	1,06
6	ЩРО			19,72			0,98/0,33	6,8	2,25			6,8	2,25	7,16	10,9
7	Всего по РУ-0.4 кВ							317,1	196,94			322,89	198,76	379,37	577
8	РУ-10 кВ	4	1000	4000	-	0,8	0,8/-0,75	3200	-2475,8			3200	-2475,8	4045,9	233,87
9	Общая нагрузка			4343,13				3517,1	-2278,9			3522,9	-2277,1	4425,3	810,9

Определение центра электрических нагрузок

Для построения рациональной системы электроснабжения (СЭС) промышленных предприятий важное значение имеет размещение ТП. Подстанции должны быть максимально приближены к центрам подключенных к ним нагрузок (ЦЭН). Это обеспечивает наилучшее технико-экономические показатели СЭС по расходу электроэнергии и дефицитных проводниковых материалов, то есть минимум приведенных затрат.

На генплане указываются расчетные мощности цехов и всего предприятия.

Для того, чтобы найти наиболее выгодный вариант расположения понижающей ПС составляют картограмму нагрузок. Картограмма нагрузок представляет собой размещенные на генплане предприятия площади, ограниченные кругами, которые в выбранном масштабе соответствуют расчетным нагрузкам цехов.

Центр каждого круга должен совпадать с центром нагрузок этого цеха. Центр электрических нагрузок предприятия является символическим центром потребления электроэнергии. Они проводятся произвольно. Нахождение ЦЭН предприятия необходимо для определения местонахождения ГПП. Координаты ЦЭН:

где - нагрузка i-го цеха [таб.1]

- координаты i-го цеха

Определим радиусы кругов, которые соответствуют расчетным нагрузкам цехов.

где - мощность i-цеха

m - масштаб для определения площади круга.

Примем m=1:7 кВт/м2

Таблица

№ п/п	Номер подстанции и объекта	Координаты
		X (м)	Y (м)
1	Корпус 707	65,4	16,5

Выбор цеховых ТП

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий является одним из основных вопросов рационального построения системы электроснабжения.

При проектировании цеховых подстанций необходимо учитывать требования резервирования мощности трансформаторов.

При выборе числа и мощности трансформаторов рекомендуется:

Применять трансформаторы мощностью более 1000кВА.

Стремиться к возможно большей однотипности трансформаторов цеховых подстанций.

Выбирать при двухтрансформаторных подстанциях мощность каждого трансформатора с таким расчетом, чтобы при выходе из строя одного трансформатора оставшийся в работе трансформатор мог нести всю нагрузку потребителей 2-й категорий. Для этого номинальная мощность трансформаторов двухтрансформаторной подстанции принимается равной 70% от общей расчетной нагрузки цеха. Тогда при выходе из строя одного из трансформаторов, второй на время ликвидации аварии оказывается загруженным не более чем на 140%, что допустимо в аварийных условиях.

Мощность цеховых трансформаторов с большей точностью можно определить по средней потребляемой мощности Рсм за наиболее загруженную смену, а не по максимальной расчетной нагрузке.

Рассчитываемый объект является потребителем 2 категории, т.е. перерыв электроприемников объекта, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: недоотпуск продукции и простой рабочего персонала.

Определяем расчетную мощность трансформаторов:

Где - номинальная активная мощность за наиболее загруженную смену (из таблицы № 1);

- номинальная реактивная мощность за наиболее загруженную смену (из таблицы № 1);

Определяем мощность трансформатора:

Для установки в КТП принимаем двухобмоточный трансформатор типа ТМ-400/10.

Т - трехфазный, СЗ - естественное воздушное охлаждение при защищенном исполнении.

Проверяем трансформатор:

1. В нормальном режиме при работе двух трансформаторов:

Где - полная мощность, потребляемая объектом;

- количество трансформаторов;

- номинальная мощность трансформатора.

2. В после аварийном режиме при работе одного трансформатора:

Так как все равенства выполняются, то к установке принимаем трансформатор ТМ-320/10. Установка трансформатора большей мощности будет не целесообразна, т.к. принимаемый трансформатор имеет запас по мощности

Выбор трансформаторов цеховых подстанций сводим в таблицу.

Таблица

Место установки	Количество и тип трансформатора	Sном кВА	Напряжение обмотки, кВ	Потери (кВт)	Uкз %	Iкз%
КТП	2 ТМ-320/10	320	10	0,4	1,3	5,4	5,5	3

Выбор и расчет сечений кабелей 0,4 кВ

Основным расчетом при выборе проводников является расчет сети по нагреву. Сначала выбираем марку проводника. В зависимости от характеристики среды помещения, его конфигурации и способа прокладки сети. Затем переходят к выбору сечения проводников по условию допустимых длительных токов. Для выбора сечения проводника по условию нагрева токами нагрузки сравниваются расчетный максимальный Iр и допустимый Iдоп токи для проводника принятой марки и условий его прокладки.

При этом должно соблюдаться соотношение:

Для вихревого насоса ВН-1 выбираем марку кабеля АВВГ, т.к. он прокладывается в лотках открыто по стене в, и согласно ПУЭ берем кабель с алюминиевыми жилами:

АВВГ (3х2,5 +1х2,5)

Проверяем кабель:

Кабель выбран правильно.

Остальные кабели на напряжение 0,4кВ производим аналогично и сводим в таблицу.

Таблица Выбор проводников U до 1000 В

Наименование механизма	Рн, кВт	Iн, А	Iмах, А	Кабель	Iдоп.каб, А
1	2	3	4	5	6
Приводной насос (ПН-1)	0,75	2,17	9,77	АВВГ-1 кВ (4x2,5)	19
Вихревой насос (ВН-1)	1,5	3,57	14,5	АВВГ-1 кВ (4x2,5)	19
Приточная вентиляция (П-1)	2,2	5,02	30,12	АВВГ-1 кВ (4x2,5)	19
Вытяжная вентиляция (В-1)	0,75	2,17	9,77	АВВГ-1 кВ (4x2,5)	19
Приводной насос (ПН-2)	0,75	2,17	9,77	АВВГ-1 кВ (4x2,5)	19
Приточная вентиляция (П-2)	2,2	5,02	30,12	АВВГ-1 кВ (4x2,5)	19
Вытяжная вентиляция (В-2)	0,75	2,17	9,77	АВВГ-1 кВ (4x2,5)	19
Электрозадвижка	3,3	6,6	39,9	АВВГ-1 кВ (4x2,5)	19
Электромешалка	3,0	6,53	39,2	АВВГ-1 кВ (4x2,5)	19
РП-1 корпус 709	142,2	254,5		АВВГ-1 кВ (3x150+1x50)	270
РП-2 корпус 709А	142,2	254,5		АВВГ-1 кВ (3x150+1x50)	270
ЩСУ-1	9,65	14		АВВГ-1 кВ (4x2,5)	19
ЩСУ-2	26,6	42		АВВГ-1 кВ (3x25+1x16)	72
ЩАО	2,76	1,06		АВВГ-1 кВ (4x2,5)	19
ЩРО	19,72	10,9		АВВГ-1 кВ (4x2,5)	19

Выбор сечения кабеля напряжением 10 кВ.

Потери энергии при передаче по линии возрастают с увеличением сопротивления линии, которая в свою очередь определяется сечением провода: чем больше сечение провода, тем меньше потери. Однако при этом возрастают расходы цветного металла и капитальные затраты на сооружение линии.

Снижение затрат на сооружение электрических сетей промышленных предприятий в значительной степени зависит от выбора экономически целесообразного сечения, определяемого по экономической плотности тока Iэк (А/ммІ).

Правилами устройства электроустановок регламентируется значение Iэк., принятое на основе технико-экономических расчетов с учетом стоимости потерь электроэнергии в строительной части линии, экономии цветных металлов и других факторов.

Для прокладки принимаем кабель ААШВУ:

А - алюминиевая жила с бумажной маслоканифольной и не стекающей массой изоляции;

А - алюминиевая оболочка;

ШВ - шланг виниловый, наружный покров - хлоридный.

Способ прокладки принимаем в земле, т.к. этот способ является наиболее экономичным.

Достоинство прокладки в земле:

Низкие капитальные затраты по сравнению с другими способами прокладки.

Высокое использование по нагреву.

Простота прокладки.

Недостатки при прокладке в земле:

Кабель находится постоянно во влажной среде.

Затруднение отыскания места повреждения.

Рассчитываем кабель от РП до СД

Определяем максимальный ток, протекающий по кабелю



где Smax - максимальная полная мощность, потребляемая объектом (табл.№ 1);

Определяем экономическое сечение кабеля:

где Imax - максимальный ток, протекаемый по выбираемому кабелю;

Iэк - экономическая плотность тока; принимаем Iэк= 1,2, т.к. Tmax >5000 часов

выбираем кабель 3 ААШВУ 10кВ (3х185) Iдоп=235 А.

Дополнительные коэффициенты, учитывающие прокладку в земле по вводам, т.к. данные таблицы учитывают коэффициенты при прокладке в земле.

Определяем максимальный ток, протекающий по линии в после аварийном режиме при выходе из строя одной линии.

где Smax - максимальная полная мощность, потребляемая объектом (кВА);

n - число линий;

Uн - номинальное напряжение.

Условия нагрева в после аварийном режиме

- выполняется

Условие выбора по нагреву выполняется.

Принимаем кабель для установки 3ААШВ (3185) Выбор остальных кабелей аналогичен. Результаты расчета занесем в таблицу 5.

Таблица Выбор высоковольтных кабелей

Место прокладки	Sрасч, кВА	Iн,А	Марка кабеля	Iдоп., А
Ввод трансформатора ТМ	379,37	21,9	ААШВУ -10 кВ (3х16)	46
Кабель СД	1250	72,3	ААШВУ -10 кВ (3х70)	130

Выбор и расчет компенсирующих устройств

Активная энергия, потребляемая электроприемниками, преобразуется в другие виды энергии: механическую, тепловую и т.п. Определенный процент активной энергии расходуется на потери. Реактивная мощность Q не связана с полезной работой электроприемников и расходуется на создание электромагнитных полей в электродвигателях асинхронных 65-70%, 20-25% на трансформаторы и около 10% - на воздушные электрические сети и другие электроприемники.

Увеличение потребления реактивной мощности электроустановкой вызывает рост тока в проводниках любого звена системы электроснабжения и снижение коэффициента мощности (cos) установки, т.е. ток Iн отстает от напряжения Uн на угол сдвига . Косинус этого угла называется коэффициентом мощности.

Вследствие неэкономичности передачи реактивной мощности потребителям компенсирующие устройства устанавливаются непосредственно в распределительных сетях. Они обеспечивают регулирование их мощности в соответствии с изменяющейся нагрузкой в сети.

Для повышения cos применяется компенсация реактивной, т.е. вырабатывание ее на месте потребления.

Меры по снижению потребления реактивной мощности:

естественная компенсация без применения специальных компенсирующих средств (не требует больших материальных затрат);

искусственная компенсация с применением специальных средств компенсации (конденсаторные батареи и т.д.).

Так как в цехе установлены синхронные двигатели, которые вырабатывают реактивную мощность и относятся к естественной компенсации реактивной мощности, расчет компенсирующих устройств не производим.

Расчет токов короткого замыкания.

Коротким замыканием называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение раз-личных точек электроустановки между собой и землей, при котором токи в ветвях электроустановки резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

Существует несколько видов КЗ:

трехфазное короткое замыкание (замыкание между тремя фазами) 1-7%.

Двухфазное короткое замыкание (замыкание между двумя фазами).

Однофазное короткое замыкание (замыкание фазы на землю) составляет 60-92% от общего числа КЗ.

Как правило, трехфазные КЗ вызывают в поврежденной цепи наибольшие токи, поэтому при выборе аппаратуры обычно за расчетный ток КЗ принимают ток трехфазного КЗ.

Причиной КЗ могут быть:

механические повреждения изоляции и разрушение кабелей при земляных работах;

поломка фарфоровых изоляторов;

падение опор воздушных линий;

старение, т.е. износ, изоляции, приводящее к ухудшению электрических свойств изоляции;

увлажнение изоляции;

различные набросы на провода воздушных линий;

перекрытие между фазами вследствие атмосферных перенапряжений.

Короткое замыкание может возникнуть при неправильных оперативных переключениях, например при отключении нагруженной линии разъединителем, когда возникшая дуга перекрывает изоляцию между фазами.

Некоторые КЗ являются устойчивыми, условия возникновения их сохраняются во время безтоковой паузы коммутационной аппаратуры, т.е. после снятия напряжения с электроустановки. К ним относятся КЗ вследствие механических повреждений и т.д.

Условия возникновения устойчивых КЗ самоликвидируются во время безтоковой паузы коммутационной аппаратуры. Так, перекрытие гирлянды изоляторов воздушной линии вследствие атмосферного перенапряжения прекращается после снятия напряжения с линии.

Последствиями КЗ является резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы.

Вследствие увеличения токов , прохождение их по сети вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару в РУ, в кабельных сетях и других элементах электроснабжения, и будет причиной дальнейшего развития аварии.

Снижение напряжения приводит к нарушению нормальной работы механизмов, при напряжении ниже 70% номинального напряжения двигатели затормаживаются, работа механизмов прекращается.

Еще большее влияние снижение напряжения оказывает на работу энергосистемы, где могут быть нарушены условия синхронной параллельной работы отдельных генераторов или станций между собой.

Для уменьшения последствий коротких замыканий необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени.

Все электрические аппараты и токоведущие части электрических установок должны быть выбраны таким образом, чтобы исключить их разрушение при прохождении по ним наибольших возможных токов короткого замыкания, в связи с чем возникает необходимость расчета этих величин.

Параметры элементов схемы:

1) Система: Uб =10,5кВ

2) Кабельная линия 1( к тр-ру): ААшВ-10 кВ (316);

=1,98 Ом/км ; = 0,11 Ом/км ; L=20м

3) Кабельная линия 2( к С.Д): ААшВ-10 кВ (370);

=0,46 Ом/км ; = 0,09 Ом/км ; L=250м

4) Т1, Т2 -ТМ-320/10, Uк=4,5%, Рк=5,5 кВт

=10 кВ ; =0,4 кВ

5) КЛ до ЩСУ-2: АВВГ-1 кВ (325+116);

=1,25 Ом/км ; = 0,07 Ом/км ; L=80м

6) С.Д. : P=1000кВт ; U=10кВ ; cosц=0,8 ; ,

Расчет сопротивления элементов системы:

1) Система :

=0

2) КЛ 1

3) КЛ 2

4) Трансформатор:

5) КЛ до ЩСУ-2

6) С.Д.

Схема замещения:

Расчет тока КЗ для точки К-1.

для 10 Кв ;

;

Расчет тока КЗ для точки К-2.



для 10 Кв;

;

Расчет тока КЗ для точки К-3.



для 10 Кв;

Расчет тока КЗ для точки К-4.

для 0,4 Кв ; ;

Расчет тока КЗ для точки К-5.



для 0,4 Кв; ;

Определяем ток однофазного КЗ:

где: UКФ - фазное напряжение в точке КЗ, кВ

ZП - полное сопротивление петли « фаза - нуль » до точки КЗ, Ом

ZТ(1) - полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом

ZТ(1) = 54 мОм [ «Сопротивление трансформаторов 10/0,4кВ]

ZП = 15 мОм

Данные расчета сводим в таблицу.

Таблица Расчет токов К3

Точки К3	кА	, кА	, кА	, кА
К-1	29,77	57,46	1,3	29,77
К-2	29,45	57,01	1,24	29,45
К-3	29,46	56,86	1,246	29,46
К-4	18,2	34,1	0,77	18,2
К-5	18,2	34,1	0,77	18,2

Выбор электрооборудования.

Для устройства РУ-10кВ применяем комплектные распределительные устройства выкатного исполнения, двухстороннего обслуживания серии К-104М.

Отличительной особенностью конструкции К-104М является размещение сборных шин КРУ в нижней части шкафов, а также обеспечение их двустороннего обслуживания, что значительно улучшает эксплуатационные качества устройства, корпуса модулей не вызывают потерь на вихревые токи и устойчивы к коррозии, Разделение устройства на модульные отсеки с изоляционными перегородками, обеспечивает локализацию возможной аварии.

Выбор высоковольтных выключателей в РП 10 кВ.

Выключатели предназначены для включения и отключения электрических цепей под нагрузкой и при коротком замыкании. Выключатель один из самых сложных и ответсвенных аппаратов, в сильной степени влияющий на надежность работы электрической системы.

Выключатели предназначены для встраивания в базовые ячейки К-104М.

Выберем выключатель, установленный на РП к трансформаторам

Расчетные токи продолжительного режима:

Выбираем к установке вакуумный выключатель BB/TEL-10-630/31,5 У3

Uном ,кВ	Iном , А	Iном.откл, кА		Ток эл. дин. стойкости		tотк.в.,с
				Iдин , кА	iдин , кА
10	630	31,5	40	31,5	60	31,5/3	0,06

Проверка выключателя

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора	Разъединитель
Uуст = 10кВ	Uном =10 кВ	Uуст Uном (по напряжению установки)	Uном = 10кВ
IМАХ = 255,8А	Iном =630 А	Iном Iмах ( по длительно допустимому току)	Iном = 400А
Iп = 29,77кА	Iном,откл =31,5 кА	Iном,откл Iп (на симметричный ток отключения)	-
Iпо = 29,77кА iу = 57,46кА	Iдин =31,5 кА iдин =60 кА	Iпо Iдин (на эл. дин. стойкость) Iу iдин	iдин = 41кА
Bк = 159,5кА2с	2976кА2с	Bк (на термическую стойкость)	= 1024кА2с



импульс квадратичного тока

номинальное допускаемое значение апериодической составляющей тока в отключаемом токе для времени ф.

Выключатель вакуумный BB/TEL-10-630/31,5 У3 и разъединитель РВ-10/400У3 проходят по всем условиям.

Выбор высоковольтных выключателей для С.Д.

Выберем выключатель, установленный на РП к С.Д.

Расчетные токи продолжительного режима:

Выбираем к установке вакуумный выключатель BB/TEL-10-630/31,5 У3

Uном ,кВ	Iном , А	Iном.откл, кА		Ток эл. дин. стойкости		tотк.в.,с
				Iдин , кА	iдин , кА
10	630	31,5	40	31,5	60	31,5/3	0,06

Проверка выключателя

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора	Разъединитель
Uуст = 10кВ	Uном =10 кВ	Uуст Uном (по напряжению установки)	Uном = 10кВ
IМАХ = 425,59А	Iном =630 А	Iном Iмах ( по длительно допустимому току)	Iном = 400А
Iп = 29,77кА	Iном,откл =31,5 кА	Iном,откл Iп (на симметричный ток отключения)	-
Iпо = 29,77кА iу = 57,46кА	Iдин =31,5 кА iдин =60 кА	Iпо Iдин (на эл. дин. стойкость) Iу iдин	iдин = 41кА
Bк = 159,5кА2с	2976кА2с	Bк (на термическую стойкость)	= 1024кА2с

импульс квадратичного тока

номинальное допускаемое значение апериодической составляющей тока в отключаемом токе для времени ф.

Выключатель вакуумный BB/TEL-10-630/31,5 У3 и разъединитель РВ-10/400У3 проходят по всем условиям.

Условия выбора автоматических выключателей:

по напряжению установки:

.

по длительному току:

; .

.

проверка на электродинамическую стойкость:

.

проверка на термическую стойкость:

.

Селективность:

.

Если термическая стойкость в каталоге отсутствует, то это означает, что выключатель является термически стойким при всех временах отключения, определяемых его защитной характеристикой.

Выбор автоматического выключателя в РУ-0,4 кВ:

Выбираю выключатель ВА 88-40 с параметрами:

Iном.=800 А, Iн.расц.=800 А, 1,25

Проверка:

Iном=800 АIнорм=548,2 А,

Iном.отк=35 кА=25,6 кА,

Iн.расц.= 800 А> Imax=548А,

, кВА	,А	Марка выкл.	Iном,А	Iн.расц ,А	Iном.отк ,кА	Марка рубилиника
379,37	548,2	ВА 88-40	800	800	35	РЕ 19-41

Выбор автоматического выключателя в ЩСУ:

Выбираю выключатель ВА 88-32 с параметрами:

Iном.=125 А, Iн.расц.=125 А, 1,25

Проверка:

Iном=125 АIнорм=1,6 А,

Iн.расц.= 125 А> Imax=8,75А,

Выбор остальных автоматических выключателей аналогичен. Результаты расчета занесем в таблицу.

Наименование	, кВт	,А	,А	Марка выкл.	Iном, А	Iн. расц, А	Iном. отк, кА	Марка рубилиника
Приводной насос	0,75	1,6	8,75	ВА 88-32	125	125	25	ВР-3235
Вихревой насос	1,5	2	10,6	ВА 88-32	125	125	25	ВР-3235
Приточная вентиляция	2,2	4,26	22,58	ВА 88-32	125	125	25	ВР-3235
Вытяжная вентиляция	0,75	1,6	8,75	ВА 88-32	125	125	25	ВР-3235
Приводной насос	0,75	1,6	8,75	ВА 88-32	125	125	25	ВР-3235
Приточная вентиляция	2,2	4,26	22,58	ВА 88-32	125	125	25	ВР-3235
Вытяжная вентиляция	0,75	1,6	8,75	ВА 88-32	125	125	25	ВР-3235
Электрозад. вижки	3,3	6,4	33,9	ВА 88-32	125	125	25	ВР-3235
Электромешалка	3	5,8	30,7	ВА 88-32	125	125	25	ВР-3235

Выбор измерительных приборов и трансформаторов тока:

Токовые цепи устройств измерения, защиты и автоматики, применяемых в системах электроснабжения предприятий, работают при определенных стандартных пределах изменения входного тока и при определенных уровнях напряжения относительно земли. Поэтому первичные цепи, ток которых контролируется, снабжаются соответствующими измерительными преобразователями тока. Основным типом таких преобразователей в настоящее время является трансформатор тока.

Стационарные трансформаторы тока для систем электроснабжения выпускаются на всевозможные номинальные напряжения первичных цепей, с номинальными первичными токами от 1 А до 40 кА, с номинальными вторичными токами 1, 2, 2,5 и 5 А, с номинальной вторичной нагрузкой 2,5-100 ВА и с классами точности 0,2; 0,5; 1, 3 и 10.

Трансформатор тока с одной первичной обмоткой может иметь одну или несколько (обычно не более трех) вторичных обмоток различного назначения с различными номинальными нагрузками и классами точности. По способу установки и присоединения к первичным цепям различают трансформаторы тока опорные, проходные, встроенные в выключатели ВН, в силовые трансформаторы или в другие аппараты.

Опорные и проходные трансформаторы тока могут иметь первичную обмотку в виде катушки или стержня, но могут выполняться и без нее. Роль первичной обмотки играют в таком случае шины или кабели, продеваемые через окно сердечника (шинные и кабельные трансформаторы тока).

Измерительные трансформаторы тока выбирают:

По напряжению установки:

.

По току:

, .

По электродинамической стойкости:

.

По термической стойкости:

.

По вторичной нагрузке: в требуемом классе точности.

Отходящие линии на РП:

Выбираю ТЛК10-У3

, кВ	, А	, А	, Ом		, кА	Класс точности
10	100	5	0,4	10/3	85,5	0,5

Вторичная нагрузка ТА (отходящие линии)

Приборы	Тип	Нагрузка, В•А
Амперметр	Э-351	0,5
Счетчик реактивной энергии для трех проводных цепей	СР4-И689	2,5
Счётчик активной энергии	СА3У-И681	2,5
Итого		5,5

,

Ом,

Ом (менее трёх приборов),

Ом,

lрасч. - расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформатора.

lрасч = l * = * 60 ,т.к. трансформаторы соединены в неполную звезду;

l = 4 м (длина соединительных проводов).

мм2, F=2,5 мм2.

Ом,

Ом

Проверка:

Расчётные данные	Каталожные данные ТЛК10-У3
Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ
А А	Iном = 630 А
кА	iдин = 85,5 кА
Вк = 159,5 кА2с	кА2с
r2 = 0,32 Ом	Z2ном = 0,4 Ом

Выбраны трансформаторы тока ТЛК10-У3 .

Выбор измерительных приборов и трансформаторов напряжения:

Измерительные преобразователи напряжения необходимы для питания цепей напряжения устройств измерения, релейной защиты и автоматики. Основным типом таких преобразователей в настоящее время является трансформатор напряжения.

Стационарные трансформаторы напряжения для систем электроснабжения могут быть однофазными или трехфазными. Однофазные трансформаторы для подключения на междуфазное напряжение применяются в сетях до 35 кВ, а для подключения на фазное напряжение (между фазным проводником и землей) - обычно начиная с 6 кВ. В сетях ВН с глухозаземлённой нейтралью применяются трансформаторы, рассчитанные на фазное напряжение (Uном - номинальное напряжение сети), что обеспечивает наиболее рациональную конструкцию трансформаторов. До напряжения 60 кВ могут изготовляться трехфазные трансформаторы напряжения. Первичные обмотки этих трансформаторов соединены в звезду с выведенной или не выведенной нейтральной точкой. Первая разновидность предназначена для измерения всех симметричных составляющих напряжения (прямой, обратной и нулевой) и отличается от второй разновидности применением четырех- или пятистержневого магнитопровода (соответственно один или два стержня свободны от обмоток и обеспечивают замыкание по стали магнитного потока нулевой последовательности). Вторая разновидность имеет трехстержневой сердечник и предназначена для измерения только составляющих прямой и обратной последовательностей напряжения.

Трансформаторы напряжения имеют обычно одну или две вторичные обмотки с номинальным напряжением 100, 100/ или 100/3 В в зависимости от схемы соединения трехфазных обмоток или трехфазных групп однофазных трансформаторов.

Для обеспечения электробезопасности одна точка вторичной цепи (нейтраль или общая точка трансформаторов напряжения) заземляется.

Измерительные трансформаторы напряжения выбирают:

1) По напряжению установки:

.

2) По вторичной нагрузке ? в требуемом классе точности.

? =

Тип трансформатора напряжения	Номинальный коэффициент трансформации	Номинальная мощность в классах точности, ВА	Максимальная мощность, ВА
		0,5	1	3
НТМИ-10		120	200	500	960

Вторичная нагрузка ТV

Приборы	Тип	Sобмотки, В•А	Число обмоток			Число приборов	Общая мощность
							Р, Вт	Q, вар
Сборные шины: Вольтметр	Э-350	2	1	1	0	2	4	-
Трансформатор и КЛ: Счётчик акт. энергии	Н-670	3 Вт	2	0,38	0,92	8	48	116,2
Итого							52	116,2

Тогда:

? =ВА.

960 ВА >127,3 ВА выбран правильно.

Защитное заземление подстанции

В КТПБ выполнено общее для сторон ВН и НН заземляющее устройство в виде контура из стальной полосы сечением 160 мм2.

Расчет заземляющего устройства производится при привязке проекта к конкретным условиям. Контур окрашен в черный цвет.

В двух местах оболочки КТПБ предусмотрены площадки для присоединения к внешнему контуру заземления, выполняемого в соответствии с требованиями ПУЭ. Рядом с площадками нанесен знак «Заземление», выполненный по ГОСТ 21130.

Все металлические нетоковедущие части оборудования, установленного в КТПБ, которые могут оказаться под напряжением, и нейтраль трансформатора на стороне НН присоединены к контуру заземления сваркой или болтовыми соединениями.

Расчет заземления ТП:

Согласно требованиям ПУЭ сопротивление заземляющего устройства для совместного использования в электроустановках напряжением до 1000 В не должно превышать:Ом в любое время года.

Тогда сопротивление искусственного заземлителя Rи, при отсутствии естественных принимается равным допустимому Rз:

Rи = Rз = 4 Ом.

В качестве вертикальных заземлителей принимаем стальные стержни диаметром 12 мм и длиной 5 м. Верхние концы электродов располагают на глубине 0,7 м от поверхности земли и соединяются между собой полосовой сталью размером 40х4 мм с помощью электросварки.

Сопротивление растеканию тока заземлителя в первую очередь зависит от удельного сопротивления грунта с=100 Ом*м.

Значения удельного сопротивления необходимо умножать на коэффициент сезонности (промерзания и увлажнения), зависящий от климатической зоны.

Тогда:

,

.

Сопротивления одиночных заземлителей:

- вертикальный электрод из круглой стали

- горизонтальный электрод из полосовой стали

,

где l - длина электрода, м;

d - внешний диаметр электрода, м;

h - глубина заложения от поверхности земли, м;

b - ширина полосового электрода, м.

Глубина промерзания грунта составляет 2,5 метра.

Глубина заложения t = 0,7 + 1,5 = 2,2 м.

Тогда:

Ом,

Найдём примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования КИВ = 0,6 см. табл.

штук.

Предварительно n = 14 штук.

Находим сопротивление горизонтальных электродов, которые представляют собой стальные полосы 40х4. Коэффициент использования соединительной полосы 40х4 при числе заземляющих электродов > 10 и отношению расстояния между заземлителями к их длине равному 1.

КИ.Г = 0,62 см. табл.

,

где l - длина полосы, l = 3 · n = 3 · 14 = 42 м, b ...