Электроснабжение группы цехов чугуноплавильного завода

(8.4)

Наметим все возможные места установки дополнительных компенсирующих устройств - батарей конденсаторов: низковольтные СШ цеховых ТП (Q_Сi); СШ РУ напряжением 10 кВ ГПП (Q₀). Кроме того, реактивная мощность может быть получена из энергосистемы (Qэс).

(8.5)

Затраты на генерацию реактивной мощности:

- для низковольтных БК (0,4 кВ)

где: Е - нормативные отчисления от стоимости;

К_БКН - удельная стоимость батарей конденсаторов, руб./Мвар;

р_БКН - удельные потери в конденсаторах, кВт/Мвар,

- для высоковольтных БК (10 кВ)

- для синхронных двигателей:

руб/Мвар;

руб/Мвар ² (8.6)

Если синхронный двигатель имеет загрузку по активной мощности, то он может дополнительно генерировать мощность в сеть сверх номинальной, такую мощность называют располагаемой . Пусть все СД имеют загрузку по активной мощности 1, тогда =.

Определение эквивалентных активных сопротивлений ответвлений с ТП. Для расчета оптимальной реактивной мощности, генерируемой низковольтными БК, необходимо знать эквивалентные сопротивления соответствующих ТП.

Для ТП, питающихся по радиальным линиям:

R_Эi=r_i= R_ТРi+R_Лi. (8.7)

Рис. 10. Схема замещения радиальной линии

ТП, питающиеся по магистральным линиям:

Введем обозначения:

Рис. 11. Схема замещения магистральной линии

r₀₁ = R_{л 21} r₁₂ = R_{л 22}, r₁ = R_{тр 21} r₂ = R_{тр 22}

Эквивалентная проводимость точки 1 схемы:

.

С учетом полученного эквивалентные сопротивления присоединений ТП 2 и ТП 1

Ом

Ом.

Результаты расчета представлены в таблице 28.

Определим реактивную мощность источников, подключенных к первой секции СШ 10 кВ ГПП.

Оптимальные реактивные мощности низковольтных БК, подключенных к ТП, определяем в предположении, что к шинам ГПП подключена высоковольтная БК (при этом коэффициент Лагранжа л=З ₁₀):

, (8.8)

где:

; (8.9)

(8.10)

Результаты расчета мощностей Q_Сi низковольтных БК сводим в таблицу 9.3.

Реактивную мощность, генерируемую синхронными двигателями, определяем по формуле:

(8.11)

.

Расчетные данные по СД сведены в таблицу 29.

Таблица 28. Расчет мощности БК

Таблица 29. Расчет реактивной мощности синхронных двигателей

Определение мощности высоковольтной батареи производим из условия баланса реактивных мощностей на СШ 10 кВ ГПП:

, (8.12)

где: Q_Т^ГПП - потери реактивной мощности в трансформаторе ГПП, квар;

Q_В - реактивная мощность, потребляемая высоковольтной нагрузкой;

Q_{ЭС 1} - экономически целесообразная реактивная мощность, передаваемая энергосистемой предприятию по одной линии:

Q_{ЭС 1}=Q_ЭС/2;

Q_ЭС=5802 квар.

После подстановки всех значений в выражение (9.12), получим:

(8.13)

Выбираем комплектные конденсаторные установки, результаты в табл. 9.3.

Баланс реактивной мощностей на сборных шинах 10 кВ главной понизительной подстанции проверятся как равенство генерируемых Q_г и потребленных Q_р реактивных мощностей:

(8.14)

Расчетный коэффициент реактивной мощности на вводе ГПП (без учета мощности, поступающей от энергосистемы):

(8.15)

Резерв реактивной мощности:

. (8.16)

9. Расчет показателей качества электроэнергии

В структуре ЭП завода присутствуют дуговые сталеплавильные печи. Таким образом, необходимо провести расчет на соответствие нормам коэффициента искажения синусоидальности. Схема замещения представлена на рисунке 11.

Рисунок 11. Схема замещения дуговой сталеплавильной печи

U2ф - фазное вторичное напряжение, Rд - сопротивление дуги, Uд - напряжение на дуге, x и r - активное и реактивное сопротивление сети.

Расчет проводим для 2,3,4,5,7,11,13 гармоник.

Сопротивление системы в точке подключения преобразователя:

(9.1)

Сопротивление нагрузки:

(9.2)

Сопротивление БК:

(9.3)

Суммарное сопротивление системы в точке подключения преобразователя:

(9.4)

Коэффициент искажения синусоидальности определяется выражением:

(9.5)

Напряжение н-той гармоники определяется:

(9.6)

(9.7)

Результаты расчёта сведём в таблицу 30.

Таблица 30. Результаты расчёты напряжений гармоник

По формуле 8.2 найдем коэффициент искажения синусоидальности:

(9.8)

Коэффициент искажения синусоидальности лежит в допустимых пределах.

10. Релейная защита трансформатора

Согласно ПУЭ, для трансформаторов общего назначения должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

- многофазных замыканий в обмотках и на выводах;

- витковых замыканий в обмотках;

- токов в обмотках, обусловленных внешними короткими замыканиями;

- токов в обмотках, обусловленных перегрузкой;

- понижения уровня масла.

Соответственно устанавливаются следующие виды защит:

- дифференциальная защита от различных видов короткого замыкания;

- максимальная токовая защита как резервная от внешних многофазных коротких замыканий;

- защита от перегруза;

- газовая защита.

10.1 Продольная дифференциальная защита

10.4 Газовая защита

Рисунок 14. Схема оперативных цепей защит трансформатора

Газовая защита является основной защитой трансформаторов от витковых замыканий и других внутренних повреждений, сопровождаемых разложением масла и выделением газа. В качестве реагирующего органа выбираем реле типа РГТ 80 с уставкой скоростного элемента (нижнего) 0,6 м/с. Верхняя пара контактов действует на сигнал при слабом газовыделении и понижении уровня масла, нижняя пара контактов действует на отключение при бурном газообразовании и дальнейшем понижении уровня масла. Схема включения газового реле приведена на рисунке 13.

Библиографический список

1. Справочник по проектированию электроснабжения: Электроустановки промышленных предприятий /Под ред. Ю.Г. Барыбина, Л.Е. Федорова, М.Г. Зименкова. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.

2. Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 3. В 2 кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии/ Под общ. ред. профессоров МЭИ. - 7-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 880 с.

3. БД "Промышленные каталоги" 1994-2000 г. Институт промышленного развития "Информэлектро".

4. Правила устройства электроустановок. - СПб.: Издательство ДЕАН, 2001. - 928 с.

5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.

6. Каталоги ОАО "Уралэлектротяжмаш".

7. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Т. 1. Электроснабжение / Под общ. ред. А.А. Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 568 с.

8. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Т. 2. Электрооборудование / Под общ. ред. А.А. Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 592 с.

9. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.

10. "Правила устройства электроустановок" - Челябинск, 2003.

11. "Правила эксплуатации электроустановок потребителей" - М: Энергоатомиздат, 1992.

12. Прайс - каталог ЗАО "Росинвест", 2004.

13. Прайс - каталог 000 "Энерготехснаб", 2004.

14. "Преобразователь напряжения серии ПН-ТТВ 250" - Оренбург. ОАО "Инвертор", 2001.

15. Соскин Э.А., Киреева Э.А. "Автоматизация управления промышленным энергоснабжением". - М.; Энергоатомиздат, 1990 - 384 с.

16. "Справочник по проектированию электроснабжения." / Под ред. Барыбина Л.Е. Федорова, М.Г. Зименкова, А Г. Смирнова / - М.: Эперго-атомиздат, 1990.

17. ''Справочник по электроснабжению и электрооборудованию." / Под ред. А.А. Федорова / - М.; Энергия, 1986.

18. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования." - М.: Энергоатомиздат, 1989.

19. Шабад М.А. Расчет релейной защиты и автоматики распределительных сетей. - 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение 1985. - 296 с.

20. Ершов А.М., Петров О.А. Внешнее и внутреннее электроснабжение промышленных предприятий. - Челябинск: ЧПИ, 1986. - 46 с.

21. Ершов А.М., Петров О.А. Внешнее и внутреннее электроснабжение промышленных предприятий. - Челябинск: ЧПИ, 1987. - Ч.2 - 43 с.

22. Ершов А.М. Качество электрической энергии в системах электроснабжения промышленных предприятий. - Челябинск: ЧГТУ, 1991. - 88 с.

23. Ершов А.М., Петров О.А. Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий. - Челябинск: ЧПИ, 1989. - Ч.2. - 48 с.

24. Петров О.А. Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий. - Челябинск: ЧПИ, 1986. - 49 с.

25. Ершов А.М. Внешнее и внутреннее электроснабжение промышленных предприятий. - Челябинск: ЧПИ, 1989. Ч.3 - 48 с.

26. Ершов А.М., Петров О.А. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие к курсовому проекту. - Челябинск: ЧПИ, 1987. - Ч.2. - 44 с.

27. Ершов А.М., Петров О.А., Ситчихин Ю.В. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие к курсовому проекту. - Челябинск: ЧПИ, 1985 - Ч.1. - 57 с.

Размещено на Allbest.ru