Електропостачання трансформаторного заводу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

1. Розрахункова частина

1.1 Характеристика споживачів і визначення категорій електропостачання

1.2 Вибір і розрахунок електричних навантажень

1.3 Компенсація реактивної потужності

1.4 Вибір числа і потужності трансформаторів, типу та числа підстанцій і їх місцезнаходження

1.5 Розрахунок і вибір живлячих і розподільчих мереж високої напруги

1.6 Розрахунок і вибір живлячих і розподільчих мереж напругою 0,4кВ

1.7 Розрахунок струмів короткого замикання в мережах понад 1000В

1.8 Розрахунок струмів короткого замикання в мережах до 1000В

1.9 Вибір електроустаткування і перевірка його на дію струмів короткого замикання

1.10 Розрахунок і вибір релейного захисту

1.11 Розрахунок заземлення

1.12 Висвітлення питань охорони праці і техніки безпеки та екології

2. Висновки

Література

Вступ

Уряд незалежної України приділяє велику увагу розвиту енергетичної галузі господарства, в тому числі розвитку електропостачання. Можливості енергетичної промисловості обмежені як видобутком так і доставкою палива, і спорудженням ліній електропередач. Основним засобом досягнення найбільш ефективних результатів в розв'язанні цих завдань є розробка і широке впровадження в народне господарство енергозберігаючих технологічних процесів на промислових підприємствах.

На енергетичних підприємствах основну роль в економії паливно-енергетичних ресурсів грають заходи, направлені на зменшення питомих втрат палива на виробництво теплової і електричної енергії. В електричних мережах можливе зниження технологічних витрат електричної енергії на передачу і розподіл.

Задача підйому матеріального добробуту і культурного розвитку українського народу нероздільно зв'язана з реалізацією програм масового будівництва житлових та цивільних споруд і підприємств комунально побутового обслуговування. Електрична енергія дозволяє максимально технологічні процеси як в промисловості, так і в комунальному господарстві, здійснює роботу багатьох побутових приладів в домашньому господарстві.

Широкий розвиток електрифікації побуту і обслуговування підвищує умови життя людей в міський і сільській місцевості забезпечує зниження витрати часу і праці на ведення господарства, суттєво знижує працеємкість обслуговування житлового дому і особливо підсобного господарства.

Розвиток промислової енерготехнології, електролізу, електрохімії , електротермічної галузі забезпечується введенням нових технологій на базі сучасного технологічного та електротехнічного устаткування.

Сучасні системи електропостачання промислових підприємств забезпечують необхідний ступінь надійності електропостачання, якість електроенергії на затисках електроприймачів і забезпечують економію електроенергії та інших матеріальних ресурсів.

1. Розрахункова частина

1.1 Характеристика споживачів електроенергії і визначення категорії електропостачання

Трансформаторний завод живиться від підстанції при номінальній напрузі 10кВ. За умовами надійності електропостачання дане підприємство відноситься до 1-ї категорії.

Споживачами електричної енергії на підприємстві є асинхронні електродвигуни технологічного обладнання( штампувальні машини, преси та інші), прилади електричного освітлення.

За умовами навколишнього середовища приміщення підприємства відносяться до нормальних, тому асинхронні електродвигуни прийняті загального застосування однієї серії 4А.

Для споживання споживачами електроенергії прийняті номінальні напруги: для асинхронних електродвигунів - трьохфазна система напруга 380В; для освітлювального навантаження - напруга 220В.

1.2 Вибір і розрахунок електричних навантажень

Механічний цех:

Коефіцієнт попиту k_n

k_n = k_m • k_в , (1.1)

де k_m - коефіцієнт максимуму [4,с.87]

k_n= 0,2 · 1,105 = 0,22

Активна розрахункова потужність Р_р , кВт

Р_р = Р_уст • k_п (1.2)

Р_рІ = 1300 • 0,22 = 286 кВт

Р_рІІ = 1900 • 0,22 = 418 кВт

Р_{р ІІІ}= 400 • 0,22 = 88 кВт

Розрахункова активна потужність освітлення Р_{р осв.}, кВт

Р_{р осв.} = с • S • k_n , (1.3)

де с - питома освітленість, кВт/м² ;

S - площа цеху, м² .

k_n = 0,9

Р_{р осв} = 0,01 • 9000•0,9 = 81 кВт

Сумарна активна розрахункова потужність ?Р_р, кВт

?Р_р = Р_рІ + Р_рІІ + Р_рІІІ + Р_{р осв} (1.4)

?Р_р = 286 + 418 + 88 + 81 = 873 кВт

Реактивна потужність Q, кВАр

Q= Р_р • tg ц (1.5)

cos ц_І = 0,8 відповідає tg ц_І = 0,75

cos ц_ІІ = 0,7 відповідає tg ц_ІІ = 1,02

cos ц_ІІІ = 0,8 відповідає tg ц_ІІІ = 0,75

Q_І=286 • 0,75 = 214.5 кВАр

Q_ІІ= 418 • 1,02 = 426.36 кВАр

Q_ІІІ= 88 • 0,75 = 66 кВАр

Сумарна реактивна потужність ?Q, квар

?Q = Q_І + Q_ІІ + Q_ІІІ (1.6)

?Q = 214.5+ 426.36+ 66= 706.86 кВАр

Повна потужність цеху S_п, кВ

S_п= (1.7)

S_п==1123.88 кВ·А

Розрахунки для інших цехів проводяться аналогічно і результати зносяться в таблицю 1.1

Таблиця 1.1 - Розподіл навантаження по цехам

Назва цеху	РрІ, кВт	РрІІ, кВт	РрІІІ кВт	Рр осв, кВт	?Рр, кВт	Q І, кВАр	Q ІІ, кВАр	Q ІІІ, кВАр	?Q, кВАр	Sп, кВ•А
Механічний цех	286	418	88	81	873	214,5	426	66	706,86	952,86
Штампуваль- ний цех	972	1468,8	244	81	2767,4	729,1	1498	183,6	2410,9	3062,19
Зварювальний цех	0	0	352	27	379	0	0	468,16	468,16	390,1
Ремонтно-механічний цех	0	142,8	95,2	54	292	0	145	71,4	217,05	313,77
Компресорний цех	1260	0	168	54	1482	945	0	126	1071	1894,56
Разом	2518	2029,6	948	297	5766,4	1888,6	2070	915,16	4873,99	6613,48

1.3 Компенсація реактивної потужності цеху

Механічний цех:

Коефіцієнт реактивної потужності механічного цеху сos ц₁

сos ц₁ = ?Р_р / S_п (1.9)

cos ц₁ = 873 / 1123,28 = 0,77

Потужність компенсуючого пристрою Q_к.п , кВАр

Q_кп= ?Р_р (tg ц₁ - tg ц₂) (1.10)

Q_кп= 873·(0,8-0,4) = 349,2 кВАр

Вибирається 1конденсаторна батарея 200 кВАр, 1конденсаторна батарея 75 кВАр,1конденсаторна батарея 50 кВАр з загальною потужністю

Q_кб = 200+75+50 =325 кВАр

Недокомпенсована реактивна потужність складе:

Q_м = ?Q - ? Q_к.б (1.11)

Q_м =706,86-325= 381,86 кВАр

Розрахунок для інших цехів проводиться аналогічно і результати зносяться в таблицю 1.2

Таблиця 1.2 - Розподіл реактивної потужності по цехам

Назва цеху	Qк.п , кВАр	Sп, кВ А	Qк.б , кВАр	Qм, кВАр
Механічний цех	349,2	952,86	325	381,86
Штампувальний цех	1106,96	3062,19	1100	1310,92
Зварювальний цех	316,8	390,1	300	168,16
Ремонтно-механічний цех	102,2	313,77	100	117,05
Компресорний цех	585,11	1894,56	575	496

1.4 Вибір числа і потужності трансформаторів , типу і числа підстанцій і їх місцезнаходження

Таблиця 1.3 - Залежність коефіцієнта завантаження k_з.н від категорії надійності електропостачання

Категорія	kз.н
І	0,6-0,65
ІІ	0,7-0,75
ІІІ	0,8-0,95

Механічний цех:

Коефіцієнт завантаження розрахунковий k_з.р

k_з.р =( k_знІ • (Р_рІ + Р _осв) + k_знІІ • Р_рІІ + k_знІІІ • Р_рІІІ) / ?Р_р (1.12)

k_з.рІ =( 0,6 • (286+ 81 ) + 0,7 • 418 + 0,8 · 88) / 873 = 0,66

Повна потужність цеху з урахуванням реактивної потужності S_п, кВ•А

S_п= (1.13)

S_п = = 952,86кВ·А

Розрахункова потужність трансформатора S_т, кВ·А

S_т = S / ( k_з.р · n ) , (1.14)

де S - повна потужність, кВ·А ;

n - кількість трансформаторів, шт.

S_т = 952,86/0,66 • 2 = 721,86 кВ·А

Вибирається два трансформатори потужністю по 1000кВ·А тому що в цеху є споживачі першої категорії.

Коефіцієнт завантаження дійсний k_з.д

k_з.д = S_п / (S_т • n) (1.15)

k_зд = 952,86/ (1000· 2 ) = 0,47

Перевірка роботи вибраного трансформатора в аварійному режимі S_авар, кВ•А

S_авар = (1.16)

S_авар = = 942 кВ•А

Повинна виконуватися умова

S_авар кВ • А < 1,4 • S_нт кВ • А

942 кВ•А < 2240 кВ • А

Умови роботи трансформатора в аварійному режимі виконуються, тобто трансформатор вибраний вірно. Розрахунки для інших цехів проводяться аналогічно і результати зносяться до таблиці 1.4

Таблиця 1.4 - Розрахункові дані трансформаторів

Цех	kзр	Sт, кВ•А	kзд	Sав, кВ•А
Механічний цех	0,66	721,86	0,47	942
Штампувальний цех	0,67	1142,5	0,76	2555,8
Зварювальний цех	0,78	500	0,61	-
Ремонтно-механічний цех	0,7	224,12	0,62	228,97
Компресорний цех	0,6	1353	0,59	1404,49

Вибір трансформатора для ГЗП

Розрахунковий коефіцієнт завантаження для трансформаторів ГЗП, k_{зр. гзп}

k_{зр. гзп} = ( k_знІ ( ?Р_рІ + ?Р _осв ) + k_знІІ • ?Р_рІІ + k_знІІІ • ?Р_рІІІ) / ?Р_р (1.17)

k_{зр гзп} = (0,6 · (2518+ 81 ) + 0,7 • 2029 + 0,8 • 948 ) / 6613 = 0,56

Потужність трансформатора ГЗП, S_гзп, кВ·А

S_гзп = S_заводу / ( n · k_{зр. гзп} ) (1.18)

S_гзп = 6613/ ( 2 · 0,56 ) = 5904,4 кВ·А

Вибирається два трансформатори потужністю 6300 кВ·А кожний, марки ТМН - 6300 / 35

Таблиця 1.5 - Технічні дані вибраних трансформаторів

Цех	Тип трансформаторара	S, кВ•А	U1,кВ ВН	U2,кВ НН	Втрати	Uкз, %	Іхх, %	Кіль-кість
					?Рхх, кВт	?Ркз, кВт
Механічний цех	ТМ-1000/10	1000	10	0,4	3,8	12,7	5,5	3	2
Штампувальний цех	ТМ-1000/10	1000	10	0,4	3,8	12,7	5,5	3	4
Зварювальний цех	ТМ-630/10	630	10	0,4	2,27	7,6	5,5	2,0	1
Ремонтно-механічний цех	ТМ-250/10	250	10	0,4	1,05	3,7	4,5	2,3	2
Компресорний цех	ТМ-1600/10	1600	10	0,4	3,3	16,5	5,5	1,3	2
ГЗП	ТМН-6300/35	6300	35	10	9,4	46,5	7,5	0,9	2

Картограма навантажень

Приймається, що центр електричних навантажень співпадає з геометричним центром будівлі цеху. Для побудови картограми навантажень вибирається масштаб: 1см : 20м.

На основі конструктивних міркувань ГЗП вибираємо у цій точці

Координати розташування цехів зносяться в таблицю 1.6

Таблиця 1.6 - Координати розташування цехів

Найменування Цеху	Координати
	Х	У
Механічний цех	110	70
Штампувальний цех	210	70
Зварювальний цех	210	220
Ремонтно-механічний цех	210	350
Компресорний цех	110	350

Рис.1-Картограма навантажень

Координати ГЗП х₀, у₀, м

Активна потужність

х_0А =( х₁ •?Р_р1 +х₂ •?Р_р2 + х₃ •?Р_р3 + х₄ •?Р_р4 + х₅ •?Р_р5)/ ? Р_р (1.19)

х_0А= (110• 873+210• 2767,4+210 • 379+210 • 292++110 •1482)/5766,4= 159,5 м

у_0А=( у₁ •?Р_р1 +у₂ • ?Р_р2 + у₃ •?Р_р3 + у₄ •?Р_р4 + у₅ •?Р_р5 )/ ?Р_р (1.20)

у_0А= (70• 873+70 • 2767,4+ 220 • 379 + 350 • 292 ++ 350 ·1482)/ 5766,4= 166,3 м

З конструктивних міркувань Координати ГЗП переносяться в точку

х₀ =159, у₀=201

Таблиця 1.7 - Довжини кабелів напругою 10 кВ від ГЗП до цехових трансформаторних підстанцій

Цех	Цех відбілюючих речовин	Цех хімікатів	Цех аніліну	Ремонтно-механічний цех	Холодильна установка
Відстань від ГЗП до ТП, м	180	180	60	200	200

1.5 Розрахунок і вибір живлячих і розподільчих мереж високої напруги

Розрахунковий струм повітряної лінії напругою 110 кВ I_м, А

І_м = S_зав / ( • U) • n (1.21)

І_м = 6613,48/ ( • 35 •2) = 54,54 А

Економічний перетин повітряної лінії q_ек, мм²

q_ек = І_м / j (1.22)

де j - економічна щільність струму, А / мм²

q_ек = 54,54/1 = 54,54 мм²

З умов механічної міцності вибирається сталеалюмінієвий провід перерізом 120 мм², марки АС - 120, І_д = 380 А

Розрахунковий струм кабельної лінії напругою 10 кВ, який споживається механічним цехом І_мІ, А

І_мІ = S_м / • U • n (1.23)

І_мІ = 952,86/ • 10 • 2 = 27,5 А

Економічний перетин кабелю за формулою (1.22) q_ек , мм²

q_ек = 27,5/ 1,2 = 22,9 А/мм²

З умов механічної міцності вибирається кабель перерізом 50 мм² марки

ААШв-10. S= 3х50, І_д = 140 А

Перевірка вибраного кабелю на втрату напруги ?U , В

?U = • І_м • L( l + 20 ) • ( • cos ц + x_о • sin ) (1.24)

?U=• 27,5•0.18• ( • 0.93+ 0,08• 0,3) = 5,17 В

?U% = 100 % (1.25)

?U % = 100 % = 0,05 %

Допустима витрата напруги ?U_доп = 5%

?U_доп % > ?U %

5% > 0,05%

Умова по втраті напруги виконується

І_ав = S_ав /( • U) (1.26)

І_ав = 942 /( • 10) = 55 А

І_доп =140 А

І_ав А< І_доп А

55А < 140 А

Умова роботи кабеля в аварійному режимі виконується

Розрахунки кабелів для інших цехів проводяться аналогічно і результати зводяться в таблицю 1.7

Таблиця 1.7 - Параметри вибраних кабелів

Цех	Ім, А	qек, мм2	q, мм2	Марка кабеля	Uн , кВ	Кількість жил	Ід, А	Іав, А	?U, %	Кількість кабелів
Механічний цех	27,5	22,9	50	ААШв	10	3	140	55	0,05	2
Штампувальний цех	88,4	73,6	50	ААШв	10	3	140	150,3	0,16	2
Зварювальний цех	11,26	9,3	50	ААШв	10	3	140	-	0,02	2
Ремонтно-механічний цех	9,2	7,7	50	ААШв	10	3	140	13,46	0,02	2
Компресорний цех	55,72	46,4	50	ААШв	10	3	140	82,6	0,1	2

1.6 Розрахунок і вибір живлячих та розподільчих мереж напругою 0,4кВ

Таблиця 1.8 - Паспортні данні двигунів

Тип двигуна	Рн,кВт	Ін, А	з, %	cos ц	Іп/Ін	nн,об/хв
4А200L8У3	22,0	45,0	88,5	0,84	5,5	750
4А160М2	18,5	34,6	88,5	0,92	7,5	3000
4А132М6	7,5	16,5	85,5	0,81	7,0	1000
4А180S4	22,0	41,4	90,0	0,90	7,0	1500
4А200L6	30,0	56,2	90,5	0,90	6,5	1000

Вибір запобіжників для двигунів

Запобіжники для двигунів вибираються за двома умовами :

1 Плавка вставка не повинна відключити двигун при тривалому струмі навантаження

І_п.в ? І_н

2 Вставка неповинна перегорати при короткочасних пікових навантаженнях зв'язаних з пусковими струмами електродвигунів

І_п.в ? І_н/ б

де б - коефіцієнт

Для двигуна 4А200L8У3 І_п.в = 45• 5,5 / 2,5 = 9,9А

Вибирається запобіжник ПР-2 200/125

Запобіжники для інших двигунів вибираються аналогічно і результати зносимо до таблиці 1.9

Таблиця 1.9 - Параметри вибраних запобіжників

Двигун	Іп в, А	Тип запобіжника	Ін, А	Ін.п.в., А	Марка і переріз кабеля	Ідоп ,А
4А200L8У3	9,9	ПР-2	15	10	АПВ 4 (1Ч16)	5,5
4А160М2	103,8	ПР-2	200	125	АПВ 4 (1Ч10)	39
4А132М6	46,2	ПР-2	60	60	АПВ 4 (1Ч2,5)	19
4А180S4	115,9	ПР-2	200	125	АПВ 4 (1Ч16)	55
4А200L6	146,1	ПР-2	200	160	АПВ 4 (1Ч25)	70
Ввід		А3130	200	200	АВВГ 4Ч95	170

Розрахунковий струм магістральної мережі І_р, А

І_р = К_н І_н (1.27)

де К_н - коефіцієнт для групи двигунів

І_р = 0,7 · (45+34,6+16,5+41,4+56,2) = 135,59 А

Вибирається автоматичний вимикач А3130

І_н= 200 А

І_т.р= 120 А

Переріз розподільчих струмопроводів до одиночних двигунів вибираеться по тривалодопустимому струму і умовою прокладки.

Магістральний кабель марки АВВГ прокладається по стіні на скобах і вибирається за тривало допустимим (розрахунковим) струмом. АВВГ-0,38 4Ч95

1.7 Розрахунок струмів короткого замикання в мережах понад 1000В

Електроустаткування яке встановлюється в системах електропостачання повинне бути стійким до струмів короткого замикання і вибирається з урахуванням цих струмів. Розрахунок параметрів короткого замикання проводиться у відносних одиницях. При цьому методі всі розрахункові дані приводяться до базисної напруги і базисної потужності.

Задаються базисні величини

S_б = 100 мВ•А

U_б1 = 37,5кВ

U_б2 = 10,5кВ

U_б3 = 0,4кВ

Базисні струми I_б, кА

I_б = S_б / ( U_б ) (1.28)

I_б1 = 100 / ( 37,5 ) = 1,5кА

I_б2 = 100 / ( 10,5 ) = 5,5кА

I_б3 = 100 / ( 0,4) = 147 кА

Складається розрахункова схема і схема заміщення

Рисунок.2- Розрахункова схема



Рисунок .3-Замісна схема

Для спрощення записів позначеннях відносних опорів опускається.

Відносний індуктивний опір ПЛ-35 кВ х_1, х₂

х₁ = х₂ = (х_оL₁S_б)/U₁² , (1.29)

де х_о - індуктивний опір повітряної лінії , Ом/км

l - довжина повітряної лінії, км

х₁ = х₂ = ( 0,4 40 100 ) /37,5² = 1,13

Результуючий опір ПЛ-35 кВ в точці К1 хрез1

х_1рез = х₁ / 2 (1.30)

х_1рез = 1,13/ 2 = 0,56

Струм короткого замикання в точці К1

І_к1 = І_б1 / х_рез1 (1.31)

І_к1 = 1,5/ 0,56= 2,67 кА

Ударний струм короткого замикання в точці К1 і_у, кА

і_у = 2,55 І_к (1.32)

і_у1= 2,55 · 2,67= 6,8 кА

Потужність короткого замикання в точці К1 S, МВ·А

S_к1 = S_б1 / Х_1рез (1.33)

S_к1= 100 / 0,56= 178,5 МВ·А

Відносний індуктивний опір трансформатора ГЗП х₃ , х₄

х₃ = х₄ = ( U_к3 % / 100 % ) ( S_б / S_нт ) (1.34)

х₃ = х₄ = (7,5/100 ) (100/6,3 ) = 1,19 МВ·А

Результуючий опір трансформатора ГЗП в точці К2 х2рез

х2рез = х1рез/2+ х3 /2 (1.35)

х_2рез = 1,13/2+ 1,19/2 = 1,16

Струм короткого замикання в точці К₂ І_к2, кА

І_к2 = І_б2 / х_2рез (1.36)

І_к2 = 5,5/1,15= 4,78 кА

Ударний струм в точці К2 і_у2, кА за формулою

і_у2 = 2,55 · 9,16= 23,36 кА (1.37)

Потужність короткого замикання в точці К₂ S_к2, МВ·А за формулою

S_к2 = 100 / 0,6= 86,9 МВ·А

Активний опір кабельної лінії R Ом

R = (1.38)

R = = 0,11 Ом

Відносний базисний активний опір кабеля r_к

r_к = R · S_б / U_б2² (1.39)

r₅ = r₆ = 0,11· 100/10,5²= 0,1

Результуючий відносний опір r_рез

r_рез = r₅ / 2 (1.40)

r_рез = 0,1/ 2 = 0,05

Відносний індуктивний опір кабельної лінії х₅ , х₆

x₅ = x₆ = x₀ · L₂ · S_б / U_б² (1.41)

де x₀ - індуктивний опір 1 км кабеля, Ом/км

x₅ = x₆ = 0,08 · 0,18· 100/10,5² = 0,013

Результуючий відносний опір точки К₃ x_рез3

x_рез3 = x₁/2 + x₃/2 + x5 / 2 (1.42)

x_рез3 =1,13/2 + 1,19/2 + 0,013/2 = 1,156

Якщо відношення активного опору до індуктивного в мережах понад 1000 В більше 1,3, то активний опір враховується

r_рез / x_рез3 = 0,05/1,156 = 0,04 < 1/3

Активний опір не враховується

Струм короткого замикання в точці К₃ І_к3, кА за формулою

І_к3= I_б2/ x_рез3 (1.43)

І_к3 = 5,5 / 1,156= 4,75 кА

Ударний струм в точці К3 і_у3, кА за формулою (1.31)

і_у3 = 2,55 · 4,75 = 12,13 кА (1.44)

Потужність короткого замикання в точці К₃ S_к3, МВ·А за формулою

S_к3 = 100 / 1,156 = 86,5 МВ·А

1.8 Розрахунок струмів короткого замикання в мережах до 1000В

Розрахунок проводиться для механічного цеху. Трансформатор потужністю 1000 кВА напругою10 / 0,4 кВ зв'язаний з РП-0,4 кВ алюмінієвими шинами довжиною 20м. В електричному колі встановлено трансформатор струму 600 / 5 і автомат А3130

Складається розрахункова схема і схема заміщення

Рисунок 1.4 - Розрахункова схема

Рисунок 1.5 - Схема заміщення

Розрахунки опорів елементів схеми проводиться в іменованих одиницях

Активний опір силового трансформатора r_T, Ом

r_T = (1.45)

r_T = (12,7·0,4²·10⁶) /1000² = 2,03 Ом

Загальний опір трансформатора Zт,Ом

Z_Т = ( U_к % /100%) · (U _б.з / U_нт ) (1.46)

Z_Т = ( 5,5 /100) · (0,4/1000) = 22 мОм

Індуктивний опір силового трансформатора Ом

(1.47)

Хт== 21,9 Ом

Опір трансформатора струму приймається [4,ст. 104]

r_т.с =0,05 мOм

x _т.с =0,04 мOм

Опір автоматичний вимикач А3130 [4,ст. 103]

r _a =0,15 мОм

x _a =0,01 мОм

Сумарний опір контактів складає r_к = 15 мОм

Алюмінієві пласкі шини перерізом 50Ч5мм² від трансформатора РП-0,4кВ опори дорівнюють

r^?_{ш =}0,15 мОм/м

х^?_{ш =} 0,13 мОм/м

Активний і індуктивний опір шин х_а r_а, мОм

r_а = r^?_ш • L (1.48)

х_а = х^?_а • L (1.49)

r_а = 0,15 • 20 = 3 мОм

х_а = 0,13• 20 = 2,6 мОм

Результуючий активний і індуктивний опір кола короткого замикання напругою 0,4 кВ ?r, ?х, мОм

?r = r_m+ r_m.c +r_a +r_ш +r_к (1.50)

?Х = Х_т +Х_т.с +Х_а +Х_ш (1.51)

?r = 2,032 +0,05+0,15+3+15=20,23 мОм

?x = 21,9+0,04+0,01+2,6=24,55 мОм

Повний опір Z, мОм

(1.52)

=31,8 мОм

Величина струму періодичної складаючої І_п.о, кА

(1.53)

І _п.о =400/(·31,8)=7,26 кА

Комутаційна здатність автоматичного вимикачаА3130 складає 25 кА , згідно розрахунків автоматичний вимикач стійкий до струмів короткого замикані.

Результати розрахунків струмів короткого замикання високовольтних струмів вносяться в таблицю 1.10

Таблиця 1.10 - Результати розрахунку параметрів короткого замикання

Точки КЗ	Ім, кА	єк, кА	іу, кА	S, мВА
К1	54,54	2,67	6,8	178,5
К2	27,5	4,78	23,36	86,9
К3	27,5	4,75	12,13	86,5
К4	-	7,26	7,62	3,14

1.9Вибір електрообладнання і перевірка його на дію струму короткого замикання

Електроустаткування повинно вибиратись по розрахунковим максимальним значенням струмів, напруг, потужностей для нормального режиму роботи і режиму КЗ. Для цього порівнюються розрахункові дані і допустимі значення для всього устаткування.

Для забезпечення надійної безаварійної роботи устаткування розраховані значення повинні бути нижче допустимих.

Вибір устаткування і складання таблиці порівняння

Таблиця1.11 - Вимикачі

Умови вибору і перевірки	Розрахункові дані	Довідникові дані МКП-35-1000-25	Розрахункові дані	Довідникові дані ВВТЭ 10/630У3
Uуст? Uном	Uуст=35 кВ	Uном=35кВ	Uуст=10 кВ	Uном=10кВ
Іуст? Іном	Ім=54,54 А	Іном=1000А	Імах=27,5 А	Іном=630А
іу?ідин.	іу=6,8 кА	Ідин=25кА	іу=23,36 кА	Ідин=20кА
ІКЗ?Івідк	ІК1=2,67 кА	Івідк=25кА	ІК2=4,78 кА	Івідк=20кА
Ітер •t тер? Bк	Bк=2	Ітер=2500	Bк=13,7	Ітер=300 кА
Вид установки	Зовнішня	Зовнішня	Внутрішня	Внутрішня

Таблиця 1.12 - Роз'єднувачі та вимикачі потужності

Умови вибору і перевірки	Розрахункові дані	Довідникові дані
Uуст? Uном	Uуст=35 кВ	Uном=35кВ
Ім? Іном	Ім=54,54 кА	Іном=1000А
іу?Ідин	іу=6,8 А	Ідин=80кА
Вид устаткування	Зовнішня	Зовнішня

Таблиця 1.13 - Відокремлювачі

Умови вибору і перевірки	Розрахункові данні	Довідникові данні
Uуст? Uном	Uуст=35кВ	Uном=35 кВ
Ім? Іном	Ім=54,54 кА	Іном=630А
іу?Ідин	іу=6,8А	Іамп=80кА
Вид устаткування	Зовнішня	Зовнішня

Таблиця 1.14 - Короткозамикачі

Умови вибору і перевірки	Розрахункові дані	Довідникові данні
Uуст? Uном	Uуст=35 кВ	Uном=35кВ
іу?Іамп	іу=6,8кА	Іамп=80 кА
Вид устаткування	Зовнішня	Зовнішня

електропостачання замикання заземлення електроустаткування

Таблиця 1.15 - Розрядники вентильні

Умови вибору і перевірки	Розрахункові дані	Довідникові дані	Розрахункові дані	Довідникові дані РВС10
Uуст? Uном	Uуст=35 кВ	Uном=35кВ	Uуст=10кВ	Uном=10кВ
Uдоп?0,8•Uном	Uдоп=28 кВ	U=28 кВ	Uуст=8кВ	Uном=10кВ

Таблиця 1.16 - Трансформатори напруги

Умови вибору і перевірки	Розрахункові дані	ЗНОЛ-35	Розрахункові дані	Довідникові дані
Uуст? Uном	Uуст=35 кВ	Uном=35 кВ	Uуст=10 кВ	Uном=10кВ
Клас точності	0,5,1,3	3	0,5	0,5
Схема з'єднання обмоток	-		-
Вид установки	Зовнішній	Зовнішній	Внутрішній	Внутрішній



Рисунок 1.6 - Схема підключення приладів

Вибір опорних ізоляторів

Вибираємо опорні ізолятори типу ОФ-10-2000, F_рдин = 20000 Н

а = 0,8м, L = 2м

Максимальна сила, яка діє на згин ізолятора F_зг, Н

F_зг = , (1.54)

де а - відстань між фазами

L - відстань між ізоляторами

F_зг = 1,73 • 23360² • • 10^-7 / 0,35 = 1080 Н

Вибраний ізолятор перевіряється на механічну міцність

F_розр = 0,5 F_зг (1.55)

F_розр = 0,5 • 1080 =540 Н

Повинна виконуватись нерівність

F_розр < 0,6 F_рдин Н

540 Н < 12000 Н

Умова виконується

Вибір шин

Вибирається шина алюмінієва 60 х 6 мм , І_д = 870 А

Шини на ГЗП вибираються по струму і перевіряються на динамічну міцність і термічну стійкість. Шини установлюються пластом, відстанть між фазами А = 350 мм, відстань в прольоті L = 2000 мм, максимальний струм шин І_м = 27,5 А. Вибираються шини алюмінієві з матеріалу АД31Т перерізом 80х8 = 640 мм², І_доп = 1320 А, допустиме значення напруги у матеріалі = 58 МПа

Момент опору W, см³

W= (1.56)

W= см³

Напруга в матеріалі шин від взаємодії фаз _{ф ,}МПа

_ф= (1.57)

_розр==12,66 МПа

Для матеріалу шин з алюмінієвого сплаву АД31Т _доп=75 МПа

12,66 МПа<58 МПа

Шини механічно міцні

Перевірка шин на термічну стійкість q_min,мм²

q_min=, (1.58)

де с- коефіцієнт, А·с^1/2/мм²

q_min= 40,6 мм²

640 мм²>>40,6 мм²

Шини термічно стійкі

1.10 Розрахунок і вибір релейного захисту

Вибирається і розраховується релейний захист силового трансформатора ГЗП .

Приймається для захисту трансформатора максимально-струмовий захист на стороні низької напруги і струмова відсічка на стороні високої напруги трансформатора, а також газовий захист від внутрішніх пошкоджень.

Номінальна сила струму на стороні високої напруги і низької напруги трансформатора І_н1, І_н2, А

І_н1= S_н.т/·U_н1 (1.59)

І_н1= 6300/·37,5 = 97 А

І_н2= 6300/·10,5 = 346,82 А

Трансформатор струму на високій стороні приймається з коефіцієнтом трансформації 300/5 , трансформатор струму на низькій стороні приймається з коефіцієнтом трансформації 500/5

Для максимально струмового захисту приймається реле струмове, типу РТ40/20 , реле часу ЄВ - 122 з уставками 0,25 - 3,5 с.

Струм спрацювання максимального струмового захисту І_СЗ, А

І_СЗ = , (1.60)

де К - коефіцієнт надійності ;

К_Н =1,11,2 [6]

К_сх - коефіцієнт схеми

К_в - коефіцієнт повернення , К_в=0,85

І_СЗ = ·346,82 =5,1 А

Коефіцієнт чутливості захисту при двофазному короткому замиканні на стороні низької напруги трансформатора К_ч1

К_ч1= (1.61)

К_ч1== 9,3

Коефіціент чутливости доступний К_ч1 =1,5

9,3 > 1,5

Захист чутливий

Визначення струму спрацювання відсічки зі сторони живлення трансформатора І_СПР.Р, А

І_СПР.Р = (1.62)

І_СПР.Р = = 32,46 А

Коефіцієнт чутливості відсічки при двох фазному короткому замиканні

К_ч= (1.63)

К_ч== 1,42

1,42 1,5

Захист чутливий.

Для захисту від внутрішніх пошкоджень встановлюється газове реле ПГ-22 з дією на відключення трансформатора при внутрішніх пошкодженнях.

Рисунок 1.7 - Схема захисту силового трансформатора 35/10 кВ 4000 кВА

KAS1,KSA2 - реле струму з гальмуванням типу ДЗТ - ІІ;

KA1-KA5 - реле струму типу РТ-40;

KSA - реле струму типу РТ-10/р;

SGI,SG2 - блоки випробувальні типу БИ - 4;

KVZ - фільтр-реле напруги зворотної послідовності;

KV - реле напруги типа РН-54/160

1.11 Розрахунок заземлення

При розрахунку заземлюючого пристрою визначається тип заземлювачів, кількість і місце розташування. Розрахунок виконується відповідно з існуючими вимогами заземлюючих пристроїв напругою 10/0,4 кВ.

На стороні з напругою 10 кВ нейтраль ізольована, на стороні з напругою 0,4 кВ нейтраль наглухо заземлена.

Загальна протяжність кабельної лінії напругою 10 кВ l₁ = 3 км, протяжність повітряної лінії l₂ = 30 км, розрахунковий коефіцієнт сезонності ш =1,5, питомий опір грунту с=3•10⁴ Ом•см.

Опір заземлюючого пристрою для мережі 0,4 кВ з глухозаземленною нейтралью повинно бути не більше 4 Ом.

Струм однофазного замикання на землю І_з А

І_з = (1.64)

І_є = А

Опір заземлюючого пристрою R₃ ,Ом

R₃ =, (1.65)

де U₃- пристрою приймається 125В

R₃ = Ом

Опір заземлюючого пристрою для мережі 0,4кВ з глухо заземленою нейтралю повинно бути не більше 4 Ом.

Розрахунковий опір ґрунту с_р, Ом •м

с_р = с • ш , (1.66)

де ш - коефіцієнт підвищення опору в залежності від випадаючих опадів

с_р = 0,5• = 0,75•10⁴ Ом•м

Вибирається в якості заземлювачів пруткові електроди довжиною 5 м.

Опір одиничного пруткового електрода R_о.пр. ,Ом

R_о.пр = 0,00227 • с_р (1.67)

R_о.пр = 0,00227 • 0,75•10⁴ =17Ом

Приймається розміщування заземлювачів в ряд з відстанню між ними а=6м

Коефіцієнт екранування з при відношенні а/l=1 складає 0,59 кількість заземлювачів n_з, шт.

(1.68)

R_н=4Ом

n_з =

Приймається до установки 10 електродів

1.12 Висвітлення питань охорони праці і техніки безпеки і екології

Для забезпечення виконання заходів з охорони праці на підприємстві існують певні вимоги до персоналу. Існує 5 груп з електробезпеки. Проводиться періодична перевірка знань персоналу, оформляється за встановленими нормами допуск до роботи, тобто виписують наряди. Періодично перевіряють виконання правил з техніки безпеки.

при вимиканні напруги 10кВ та 1кВ для проведення ремонтних робіт приймаються міри для виключення помилкового вмикання комутаційної апаратури. В електроустаткуванні напругою вище 1000В з усіх сторін, звідки може бути подана напруга на місце роботи , при вмиканні повинен бути певний розрив, який здійснюється вимиканням роз'єднувачів, відокремлювачів без автоматичного вмикання їх. В електроустановках до 1000В в залежності від конструкції замикаються рукоятки або дверці шаф, роз'єднують кінці проводів під час ремонтних робіт, вивішують плакати, які забороняють вмикати напругу. Для захисту працюючих від ураження електричним струмом в випадку помилкової подачі напруги до місця роботи виконують накладання заземлення. Переносні заземлення спочатку приєднують до землі, а потім до струмоведучої частини. А в електроустановках вище 1000В використовують для накладання заземлення ізолюючи штанги.

Електропостачання представляє собою небезпеку для екології електромагнітним випромінюванням, що є негативним впливом на навколишнє середовище. Для уникнення цих факторів ЛЕП розташовується відносно жилих масивів і зелених зон з суворим дотриманням санітарних норм і правил, а також з дотриманням ПЕБ.

Також небезпеку для екології становить мастило, яке заливають в масляні трансформатори, тому місця де їх експлуатують обладнують таким чином, щоб мастило не просочувалося в ґрунт місця розташування ТП та РП

2. Висновки

В курсовому проекті розглянуто ряд питань, в яких визначені характеристики споживачів і три основні категорії електропостачання.

В першому розділі визначені розрахункові активні, реактивні і повні потужності, їхні типи і технічні характеристики.

На основі розрахованих навантажень накреслена картограма і визначене місце знаходження ГЗП, розраховані і вибрані живлячі та розподільчі мережі високої напруги, напруги 0,4 кВ, визначені втрати напруги в лініях і трансформаторах. Складена розрахункова схема мережі і схема мереж і схема заміщення, розраховані струми короткого замикання . По максимальним значенням струмів, напруги, потужностей вибрано високовольтне устаткування: роз'єднувачі, відокремлювачі, короткозамикачі, масляні вимикачі, розрядники, шини, трансформатори струму і напруги. Накреслена сема підключення вимірювальних приладів, розрахований і вибраний релейний захист і складена схема релейного захисту. В проекті виконаний розрахунок захисного заземлення, розглянуто питання охорони праці, техніки безпеки те екології.

Література

1. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

2. ГОСТ 2.109-68. Основные требования к вертежам.

3. Правила устройства електроустановок. М. Энергоатомиздат. 1985.

4. ДьяковВ.М. Типовые расчеты по электрооборудованию. М. Высшая школа 1991.

5. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. М. Энергоатомиздат. 1987

6. Посников Н.П., Рубашов Г.М. Электроснабжение промышленных предприятий. Ленинград. Стройиздат. 1989

7. Справочник по проектированию электроснабжения. М. Энергоатомиздат. 1990.

Размещено на Allbest.ru

...