Реконструкция подстанции №76 "Б. Уря" в связи с увеличением надежности питания

2.5 Выбор питающих линий для первого варианта электроснабжения

С увеличением нагрузки, растут токи производим проверку

существующей линии.

Определяю рабочий ток, А

,

где: Ip - рабочий ток А,

Uн - номинальное напряжение кВольт,

- (0,93)

А

А

Определяем экономическое сечение проводов.

,

где: - расчетный ток линии, А;

- экономическая плотность тока, А/

n- число цепей линии.

Принимаем к установке провод марки АС-50 с =210 А, на ж/б опорах с одновременной подвеской двух цепей.

- Определяем стоимость 1 км линии.

АС-50 - 449,4 тыс. руб

Из условия проверки на допустимый ток

Iд ? Iр

Т-73: 210 ? 48,06 А

Т-76: 210 ? 18,05 А

Условие выполняется

- Выбор питающих линий для второго варианта электроснабжения.

Определяю рабочий ток, А

,

где: Ip - рабочий ток А,

Uн - номинальное напряжение кВольт,

- (0,93)

А

А

А

Определяем экономическое сечение проводов.

где: - расчетный ток линии, А;

- экономическая плотность тока, А/

n- число цепей линии.

Принимаем к установке провод марки АС-50 с =210 А, на ж/б опорах с одновременной подвеской двух цепей.

- Определяем стоимость 1 км линии. АС-50 - 449,4 тыс. руб

Из условия проверки на допустимый ток

Iд ? Iр

Т-73: 210 ? 33,06 А

Т-76: 210 ? 30 А

Т-78: 210 ? 15 А

Условие выполняется

2.6 Технико-экономическое сравнение варианта

Поскольку рассматриваемые варианты отличаются только конфигурацией сети, расчетная нагрузка самих подстанций в обоих вариантах одинакова, в технико-экономическом расчете учитываем затраты только на ВЛ.

- Определение потерь энергии в линии для первого варианта кВт*ч/год

,

где - потери мощности в линии при длительно допустимой токовой нагрузке, кВт/км (4 таблица П. 4.3);

- коэффициент загрузки линии,

l - длина линии, км.

- время потерь (2 стр. 93).

- Определяем коэффициент загрузки линии:

.

Т-73: кВт*ч/год,

Т-76 : кВт*ч/год,

- Определение потерь энергии в линии для второго варианта кВт*ч/год

Т-73: кВт*ч/год,

Т-76: кВт*ч/год,

Т-78: кВт*ч/год,

Таблица 3- Капитальные затраты I и II варианта

Определение стоимости потерь

- Определение стоимости потерь электроэнергии в линиях, т. руб/год.

где - потери электроэнергии в линии, т. кВт*ч, руб.

- стоимость электроэнергии за 1 . кВт*ч, руб.

I вариант:

Т-73

Т-76

II вариант:

Т-73

Т-76

Т-78

Определение стоимости отчислений на обслуживание и амортизацию.

- Определяем стоимость амортизационных отчислений, т. руб.

где - отчисления на амортизацию, % (2 стр. 152);

- капитальные затраты, т. руб.

I вариант:

II вариант:

- Определяем стоимость отчислений на обслуживание, т. руб.

где - отчисления на обслуживание, % (2 стр. 152);

- капитальные затраты, т. руб.

I вариант:

II вариант:

Определение общих эксплуатационных расходов и затрат.

- Определяем суммарные затраты.

I вариант:

II вариант:

- Определяем суммарные затраты, т. руб.

I вариант:

II вариант:

- Составим таблицу затрат для двух вариантов.

Анализируя технико-экономические показания таблицы, к дальнейшим расчетам принимаем вариант № 2.

Проверка линии по потере напряжения.

- Определяем активное сопротивление линии,Ом/км (1 таблица П.2.2).

- Определяем индуктивное сопротивление линии, Ом/км (1 таблица П.2.3).

- Определяем потери напряжения в линии, %.

где - номинальное напряжение сети, В;

l - длина линии от ИП до точки ЦЭН, км;

- максимальная нагрузка предприятия, кВт.

.

- Проверяем сечение линии по условию допустимой потери напряжения.

2.7 Расчет токов короткого замыкания

Для расчетов токов Кз составляют расчетную схему системы электроснабжения и на ее основе схему замещения. Расчетная схема представляет собой упрощенную однолинейную схему, на которой указывают все элементы системы электроснабжения и их параметры, влиявшие на ток Кз. Здесь же указывают точки, в которых необходимо определить ток Кз.

- Определяем базисный ток к.з. для принятой ступени напряжения , кА.

,

кА.

где Uб - базисное напряжение, кВ,

Sб - мощность базисная, кВА.

- Определяем сопротивление элементов схемы замещения.

где Sб - мощность базисная, кВА.

Uб - базисное напряжение, кВ

Определение токов короткого замыкания.

- Определяем действующее значение периодической составляющей тока к.з. для каждой точки, кА.

кА

- Определяю значение тока ударного для каждой точки к.з. , кА.

кА.

где - коэффициент ударный (1 таблица 7.4)

- Определяю тепловой импульс в каждой точке к.з. , кс

кс

где - время отключения тока короткого замыкания, с;

- время затухания апериодической составляющей (1 таблица 7.1)

- Составляем таблицу расчетных величин токов к.з.

Таблица 4 - Расчетные величины токов короткого замыкания

Выбор и проверка оборудования.

- Определяем расчетный ток продолжительного режима, проходящий через выбранное оборудование, А.

,

,

где - расчетный ток продолжительного режима, проходящий через выбранное оборудование, А;

- максимальный ток продолжительного режима, проходящий через выбранное оборудование, А;

- расчетная мощность, МВА;

- номинальное напряжение, кВ.

- для низкого напряжения:

,

- Выбираем разъеденители на высоком напряжении схемы согласно условию:

- Проверяем выбранные разъединители на электродинамическую стойкость:

- на термическую стойкость:

- Выбираем выключатели на высоком и низком напряжении схемы согласно условию:

- Выполняем проверку оборудования на электродинамическую стойкость:

- на термическую стойкость:

- по отключающей способности:

Таблица 5 - Выбор разъединителей и выключателей на 35 кВ

Таблица 6 - Выбор выключателей на 10 кВ.

Выбор трансформатора тока.

Выбор трансформатора тока на напряжение 35 кВ.

- По напряжению установки

- По току

- По электродинамической стойкости

где - кратность электродинамической стойкости;

- номинальный первичный ток трансформатора тока, А;

- ударный ток КЗ по расчету, А.

- По термической стойкости

где - ток термической стойкости, кА;

- время термической стойкости, с;

- тепловой импульс по расчету.

- По вторичной нагрузке

Таблица 7 - Вторичная нагрузка трансформатора тока

Наиболее загружена фаза А (5,5 ВА), сопротивление приборов:

где - сопротивление приборов, Ом;

- общая мощность приборов, ВА;

- номинальный вторичный ток трансформатора тока, А.

- Определяем сопротивление приборов, Ом.

где - полное сопротивление приборов, Ом;

- номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности, Ом;

= 1,2 Ом;

- сопротивление приборов, Ом;

= 0,05 Ом.

- Определяем сечение соединительных проводов,

Принимаем контрольный кабель с медными жилами сечением 1,5

Таблица 8 - Трансформатор тока на напряжение 35 кВ

Выбор трансформатора тока на напряжение 10 кВ.

- По напряжению установки

- По току

- По электродинамической стойкости

- По термической стойкости

где - ток термической стойкости, кА;

- время термической стойкости, с;

- тепловой импульс по расчету.

- По вторичной нагрузке

Таблица 9 - Вторичная нагрузка трансформатора тока

Наиболее загружена фаза А (5,5 ВА), сопротивление приборов:

где - сопротивление приборов, Ом;

- общая мощность приборов, ВА;

- номинальный вторичный ток трансформатора тока, А.

- Определяем сопротивление приборов, Ом.

где - полное сопротивление приборов, Ом;

- номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности, Ом;

= 0,6 Ом;

- сопротивление приборов, Ом;

= 0,05 Ом.

- Определяем сечение соединительных проводов,

Принимаем контрольный кабель с медными жилами сечением 1,5

Таблица 10 - Трансформатор тока на напряжение 10 кВ

Выбор гибких шин и токопроводов.

При выборе шин на напряжение 35 кВ, я принимаю, гибкие шины в РУ 35 кВ выполняются проводом марки АС. Гибкие шины и токопровода обычно крепят на гирлянды подвесных изоляторов с достаточно большим расстоянием между фазами, принимают 1,5 м при напряжении 35 кВ.

Сечение гибких шин и токопроводов выбираются

- По допустимому току

Принимаем к установке провод марки АС-50 с =210 А

- По термическому действию тока короткого замыкания,

где - минимальное сечение шины,

- тепловой импульс КЗ, Ас;

- коэффициент, зависящий от материала проводника допустимой температурой нагрева /1, с--/.

Выбор шин на напряжение 10 кВ.

- Выбираем сборные шины РУВН согласно условию

Принимаем алюминиевые шины размером 1,53, сечением 4,5 с =165 А.

- Выполняем проверку выбранного сечения на динамическую стойкость

- Определяем максимальное усилие на среднюю шину, Н

где - максимальное усилие на среднюю шину, Н;

L - расстояние между изоляторами шинной конструкции, м;

а - расстояние между фазами, м;

- ударный ток, А.

- Определяем изгибающий момент,

где М - изгибающий момент,

- максимальное усилие на среднюю шину, Н;

L - расстояние между изоляторами шинной конструкции, м.

- Определяем момент сопротивления сечения шины, при расположении шин плашмя, см

где - момент сопротивления сечения шин,

b - высота шины, см;

Н - ширина шины, см.

- Определяем напряжение в материале шин от изгиба, МПА

где - напряжение в материале шин от изгиба, МПА;

М - изгибающий момент,

W - момент сопротивления сечения шины, .

- Чтобы шины были динамически устойчивы, должно выполняться условие:

- Проверяем шины на термическую стойкость, определяя минимальное сечение шины по условию допустимого нагрева электрическим током,

где - минимальное сечение шины,

- тепловой импульс КЗ,

- коэффициент, зависящий от материала проводника и допустимой температурой нагрева /1, с--/.

- Должно выполняться условие

3. Расчет контура заземления и молниезащиты

Выполнить план заземляющего устройства и подсчитать периметр контура заземления.

Рисунок 1 - План заземляющего устройства

где Р - периметр заземляющего устройства;

a, b - размеры площади под оборудование на подстанции.

В соответствии с требованиями ПУЭ определяем сопротивление заземляющего устройства для высокого и низкого напряжения подстанции.

Выбираем оптимальный вариант для двух напряжений, т.к. контур заземления выполняется общий.

Принимаем в качестве вертикального заземлителя - угловую сталь с размерами 5050 и длиной 3 мю.

- Определяем расчетное сопротивление грунта для вертикального заземлителя и горизонтальной полосы.

где - расчетное сопротивление грунта;

- удельное сопротивление грунта при нормальной влажности /1, с. 399/;

- коэффициент сезонности;

= 1,45-1,3 для вертикальных электродов;

= 2,5-3,5 для горизонтальных полос.

- Определяем сопротивление одиночного вертикального заземлителя, Ом

, (37)

где: р - удельное сопротивление грунта Ом,

L - длина принимаемого заземлителя м,

d - диаметр принимаемого заземлителя м.

Для вертикального электрода из угловой стали:

где b - ширина полок уголка, м.

- Определяем сопротивление одиночного горизонтального заземляющего проводника, Ом.

где - сопротивление одиночного горизонтального проводника, Ом;

- расчетное сопротивление грунта горизонтального заземляющего проводника, Ом;

L - длина полосы, м;

b - ширина полосы, м;

t - глубина заложения, м.

Определяем ориентировочное необходимое количество вертикальных электродов.

где n - ориентировочное необходимое количество вертикальных электродов.

- сопротивление одиночного вертикального заземлителя, Ом;

- расчетное сопротивление грунта, Ом;

- коэффициент экранирования /3, с. 570/.

- Определяем сопротивление горизонтальной полосы, Ом

где - сопротивление горизонтальной полосы, Ом;

- сопротивление одиночного горизонтальноного проводника, Ом;

- коэффициент использования полосы /3, с. 571/.

- Уточняем сопротивление вертикальных заземлителей с учетом вертикальной полосы, Ом

Где - сопротивление вертикальных заземлителей с учетом соединительной полосы, Ом;

- сопротивление горизонтальной полосы, Ом;

- расчетное сопротивление грунта,Ом.

- Определяем уточненное количество вертикальных заземлителей

где - уточненное количество вертикальных заземлителей;

- сопротивление одиночного вертикального заземлителя, Ом;

- сопротивление вертикальных заземлителей с учетом соединительной полосы, Ом;

- коэффициент экранирования /3, с. 570/.

- Определяем действительное сопротивление вертикальных заземлителей

где - действительное сопротивление вертикальных заземлителей, Ом;

- сопротивление одиночного вертикального заземлителя, Ом;

- уточненное количество вертикальных заземлителей;

- коэффициент экранирования /3, с. 570/.

Уточняем дествительное сопротивление заземляющего контура, Ом

где - действительное сопротивление заземляющего контура, Ом;

- действительное сопротивление вертикальных заземлителей, Ом;

- сопротивление горизонтальной полосы, Ом.

- Должно выполняться условие

Расчет молниезащиты.

Принимаем высоту молниеотвода h=30 м. Объект находится на высоте hХ = 12 м.

Рисунок 2 - Расстояние между молниеотводами

_ Определяем тип молниеотвода, молниеотвод считается двойным при

- Определяем высоту зоны защиты между молниеотводами, м

где - высота зоны защиты, м;

h - высота молниеотвода, м;

L - расстояние между молниеотводами, м.

- определяем ширину зоны защиты молниеотводов, м

где - ширина зоны защиты, м;

- высота зоны защиты, м;

- высота объекта, м.

Размещено на Allbest.ru