Выбор напряжения внешнего электроснабжения

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

По заданию на источнике питания имеется напряжение 115/37, 5/11 кВ. Поэтому выбираем напряжение питания ГПП предприятия по ВЛ от источника питания на напряжение 110 кВ – расстояние равно 13 км.

По нормативной документации решение о питании промышленного предприятия от сетей энергосистемы 35 кВ следует принимать при отсутствии в районе строительства предприятия сетей энергосистемы 6-10 и 110 кВ [9]. Поэтому выбираем для питания напряжение 110 кВ. Пункт приема электроэнергии главная понизительная подстанция –ГПП с двумя силовыми трансформаторами.

Расчет мощности трансформаторов ГПП и питающих линий

Нагрузка на стороне 110 кВ ГПП рассчитывается в табличной форме [10]-табл.3.2.

Таблица 3.2 Результирующие электрические нагрузки ГПП

Наименование	Расчетная нагрузка	Количество и мощность трансформаторов, штук и кВА
Р_р, кВт	Q_р, кВАр	S_р, кВА
Электрическая нагрузка предприятия на стороне 10 кВ	8249, 9	4811, 9	9550, 7
Математическое ожидание нагрузки (0, 9 от нагрузки 10 кВ)	7424, 91	4330, 71	8595, 63	2х6300
Потери в трансформаторах	63, 1
Итого на стороне 110 кВ	7488, 01

Потери активной мощности в трансформаторах определяются по формуле (2.7), коэффициент загрузки принимается 0, 7. Значения потерь холостого хода и короткого замыкания равны для трансформаторов типа ТДН-6300/110 - [15].

Полная расчетная мощность, потребляемая от источника питания 110 кВ определяется как

где экономическое значение потребляемой мощности от энергосистемы, определяется как

предельное значение коэффициента реактивной мощности, равное для 110 кВ – 0, 5 [16].

Полная расчетная мощность, потребляемая на стороне 110 кВ:

Определим расчетную мощность трансформатора в кВА как

где N - число трансформаторов на подстанции, равное двум [9].

β - коэффициент загрузки трансформатора, равный 0, 7.

Выбираем для установки на ГПП трансформаторы с Sн = 6300 кВА, тип примененных трансформаторов - ТДН-6300/110.

В аварийном режиме (отключение защитой одного из трансформатора) оставшийся в работе трансформатор будет иметь следующий коэффициент загрузки:

где расчетная мощность ЭП, требующих резервирования, т.е. ЭП 1 и 2-й категории надежности.

Для всех цехов в задании приводится значения мощности, требующих резервирования в % от общей нагрузки цеха. Находим сумму произведений по всем цехам мощности на вес ЭП, требующих резервирования:

где номинальная мощность всех ЭП i-го цеха;

процент ЭП, требующих резервирования, i-го цеха.

Сумма номинальных мощностей ЭП завода РнΣ по табл.3.1 составляет 24042 кВт. ч

Коэффициент резервирования составляет

определяем как

Допустимые перегрузки в послеаварийном режиме для масляных трансформаторов следует определять согласно требованиям ГОСТ 14209-97 [12], при этом для подстанций промышленных предприятий следует учитывать следующие условия [9]:

- расчетную суточную продолжительность аварийной перегрузки принимать при односменной работе 4 ч, при двух сменной 8 ч, при трехсменной 12-24 ч.

- допустимые аварийные перегрузки трансформаторов определяются для трансформаторов, установленных на открытом воздухе - в зависимости от эквивалентной годовой температуры охлаждающего воздуха района размещения подстанции.

Принимаем эквивалентную годовую температуру равную 10 º C (предприятие расположено в г. Курске) [12], длительность перегрузки – 8 часов (двухсменная работа предприятия). При этих исходных данных допустимая перегрузка трансформатора согласно табл.Н.1 [12]составляет 1, 3 от номинальной. Поэтому принимаем к установке окончательно трансформатор мощностью 10000 кВА.

Для питания предприятия принимаем двухцепную ВЛ на железобетонных опорах с одновременной подвеской обеих цепей. Рассчитываем сечение ВЛ. Определяем расчетный ток линии в А как

Выбираем сечение проводов как

где расчетный ток линии, А;

n - число цепей линий, равное двум;

jэк - экономическая плотность тока, равная 1, 1 А/мм2 при Тм = 4400 час/год [13].

Производим округление полученного экономического значения до ближайшего стандартного значения сталеалюминевый провод марки АС: F = 70 мм2 (провод АС-70/11) - по условиям потерь на коронный разряд [13]

A. Расчет токов КЗ

Цель расчета: определение значений токов КЗ на ГПП предприятия. Точки КЗ выбираются на стороне 110 кВ и стороне 10 кВ. Расчет токов КЗ производится в системе относительных единиц по методике, изложенной в [17].

Исходные данные к расчету:

- мощность КЗ системы - 2400 МВА;

- длина воздушной линии - 13 км;

- мощность трансформатора ГПП – 6, 3 МВА;

- напряжение КЗ трансформатора - 10, 5 %;

- Число синхронных двигателей - 4;

- номинальная мощность - 1000 кВт;

- номинальный cos - 0, 89;

- сверхпереходное сопротивление - 0, 20

Принимаем следующие базисные условия перед началом расчета:

- базисная мощность Sб = 1000 МВА;

- базисное напряжение Uб1 = 115 кВ, базисное напряжение Uб2 = 10, 5 кВ.

Определяем базисные токи как:

Составляем схему замещения для одной ветви питания, т.к. трансформаторы на ГПП работают раздельно.

Рисунок 1. Схема замещения для расчетов токов КЗ

Рассчитаем параметры схемы замещения. Напряжение системы в относительных единицах U_с=1, ЭДС синхронного двигателя Е_СД=1, 1.

Сопротивление системы:

где – мощность КЗ системы, МВА.

Сопротивления ВЛ:

где Х₀ – погонное индуктивное сопротивление 1 км длины ВЛ, Ом/км;

– длина ВЛ, км.

Сопротивление трансформатора ГПП:

где напряжение КЗ трансформатора;

– номинальная мощность трансформатора, МВА

Сопротивление синхронного двигателя:

где сверхпереходное сопротивление синхронного двигателя.

Эквивалентное сопротивление синхронных двигателей:

где число синхронных двигателей, подключенных к одной секции шин, равное 2.

Расчет точки К-1.

Находим эквивалентное сопротивление Х_Э1 как:

Определяем начальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ как

Находим значение ударного тока:

где ударный коэффициент, равный 1, 7 [18].

Рассчитаем тепловой импульс тока КЗ [19]

где время отключения КЗ, с;

постоянная времени апериодической составляющей тока КЗ, равная 0, 03с при К_уд1 =1, 7.

Время определяется как:

где время действия релейной защиты, равное 0, 2 с;

время отключения выключателя, равное 0, 1 с.

Расчет точки К-1.

Расчет разделим на две части, так в схеме нет нелинейных сопротивлений, и поэтому применим принцип наложения: расчет тока КЗ от системы и расчет тока подпитки КЗ от синхронных двигателей. Вначале определим ток КЗ от системы.

Находим эквивалентное сопротивление Х_Э2 как:

Начальное значение тока трехфазного КЗ от системы:

Находим значение ударного тока:

где ударный коэффициент, равный 1, 6 [18].

Начальный ток трехфазного КЗ от СД:

Ударный ток СД:

Находим суммарное значение тока КЗ в точке К-2:

Находим суммарное значение ударного тока КЗ в точке К-2:

Тепловой импульс тока КЗ:

где время отключения КЗ, с;

постоянная времени апериодической составляющей тока КЗ, равная 0, 02с при К_уд =1, 6.

где время действия релейной защиты, равное 0, 6 с (взято для действия максимальной токовой защиты);

время отключения выключателя, равное 0, 1 с.

Находим термически стойкое сечение кабеля [19]:

где С –функция, равная для выбранных кабелей с алюминиевыми многопроволочными жилами и бумажной изоляцией -100 [20].

Выбор оборудования на ГПП

ГПП предназначена для приема электроэнергии от энергосистемы, преобразования от напряжения 110 кВ (п.3.2) к напряжению 10 кВ и распределению электроэнергии по потребителям предприятия. Она состоит из трех основных частей:

· открытое распределительное устройство (ОРУ) на 110 кВ;

· силовые трансформаторы на 110/10 кВ;

· закрытое распределительное устройство (ЗРУ) на 10 кВ.

ГПП выполняем на базе КТП-СЭЩ®-Б(М) производства самарского завода «Электрощит» [21]. Схему ОРУ выбираем 110-3Н (блок линия- трансформатор с выключателем).

На ГПП установлены два силовых трансформатора типа ТМН- 10000/110/10, мощностью 10000 кВА каждый. Трансформаторы установлены в районе слабого загрязнения атмосферы, поэтому применяется открытая установка трансформаторов на территории ГПП. Для проведения аварийных и плановых ремонтов трансформаторы вывозятся с территории ГПП на ремонтную площадку.

⇐ Предыдущая 1 2 345 Следующая ⇒