Разработка системы электроснабжения авторемонтного завода

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Физика
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

735,4 Кб
Опубликовано:

2015-05-31

Все дипломные работы по физике

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Разработка системы электроснабжения авторемонтного завода

Задание

на дипломный проект по специальности 140211.65 «Электроснабжение»

Исходные данные к проекту:

=500МВ· А; =0,6; L=6 км.

Перечень электроприёмников предприятия и их номинальная мощность приведены в таблице.

Тема. Электроснабжение авторемонтного завода

1. Исходные данные

Генеральный план авторемонтного завода - рис. 1.

Мощность системы питания 500 МВ·А

Питание предприятия можно осуществлять от подстанции энергосистемы на классах напряжения 220,110, 35 кВ. Индуктивное сопротивление системы (х_с) принимать 0.3;0.6;0.9 о.е. соответственно классам напряжения 220, 110, 35 кВ. Расстояние от источника питания до завода 6 км. Сведения об электрических нагрузках завода - табл. 1.

Таблица 1 - Ведомость электрических нагрузок

№	Наименование цеха	Установленная мощность, кВт
1.	Литейная, печи стального и цветного литья Литейная, печи стального и цветного литья (6 кВ)	3700 7050
2.	Механический цех 1	2890
3.	Механический цех 2	2280
4.	Малярный цех (краскопульты)	2230
5.	Склад оборудования и запасных частей	240
6.	Кузовная	1400
7.	Проходная	10
8.	Цех холодной обкатки автодвигателей	1520
9.	Цех горячей обкатки автодвигателей	1700
10.	Административный корпус	650
11.	Столовая	300
12.	Гараж	480
13.	Насосная	2250
14.	Ремонтно-механический цех	700
15.	Кузнечный цех	3200
16.	Медпункт	180
17.	Испытательный цех	2400
18.	Цех топливной аппаратуры	2540
19.	Цех электрооборудования	2550
20.	Модельный цех	2300
21.	Компрессорная	650
	Освещение цехов и территории завода	По площади

Рисунок -1 Генеральный план авторемонтного завода

Введение

Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с развитием строительства электрических станций.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий велось в централизованном порядке в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникли типовые решения.

В настоящее время созданы методы расчета и проектирование цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов и трансформаторных подстанций, методика определения электрических нагрузок и т.п.

Ниже перечислены основные проблемы в области электроснабжения промышленных предприятий:

Правильное определение ожидаемых электрических нагрузок.

Вопросы компенсации перетоков реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий.

Рациональное построение систем электроснабжения промышленных предприятий.

Применения переменного тока, оперативного, для релейной защиты и автоматики.

Вопросы конструирования универсальных, удобных в эксплуатации цеховых электрических сетей.

Комплектное исполнение цеховых общезаводских систем питания и конструкций подстанции.

Темой данного дипломного проекта является проектирование системы электроснабжения авторемонтного завода.

Все разделы выполнены с соблюдением требований [1].

1. Описание технологического процесса

Машиностроение - одна из наиболее распространенных отраслей промышленности. Она объединяет многие специализированные отрасли и призвана оснащать народное хозяйство высококачественной продукцией. Авторемонтный завод относится к предприятиям общего машиностроения.

Эффективность работы автомобильного транспорта в значительной степени зависит от технической готовности подвижного состава, которая обеспечивается своевременным и качественным выполнением технических обслуживаний и ремонтов.

Из всех видов транспорта автомобильный является самым трудоёмким и фондоёмким, то есть необходимо дальнейшее развитие производственно-технической базы автотранспорта предусматривающее строительство новых, расширение, перевооружение и реконструкцию действующих автотранспортных предприятий.

Данное машиностроительное предприятие относится к классу предприятий с полным технологическим циклом производства, т.к. на этом заводе есть наличие металлургической базы и литейного производства.

Цеха основного производства

Литейный цех предназначен плавки металлов. Плавильный участок литейного цеха является основным участком производства.

Основными электроприемниками литейного цеха являются: печи, конвейеры, насосы, краны, приточная и вытяжная вентиляция. Мощность электрических печей достигает 10 МВ×А. Электроприводы вентиляторов и насосов имеют диапазон мощностей 4,0-200 кВт, режим их работы продолжительный. Мощности электроприводов конвейеров и других транспортирующих механизмов составляют 1,7-22 кВт.

Напряжение питания электрических печей 0,4 кВ, напряжение дутьевых вентиляторов - 6 кВ.

Категория приемников по электроснабжению - 1.

Условия среды - технологическая пыль, локальное воздействие высоких температура.

Категория размещения электрооборудования - 3.

Степени защиты электрооборудования - IP40-IP50 (избирательно).

Кузнечнопрессовый цех служит для штамповки металлов. Основными электроприемниками цеха являются пресса. Кривошипные пресса холодной штамповки имеют мощность приводов 2,0-160 кВт, горячей

штамповки - 30-630 кВт. Наиболее мощными являются гидропресса. Мощность двигателей насосов гидропрессов составляет 250-1660 кВт.

В цехе так же присутствуют: насосы, подъемно-транспортные механизмы, приточная и вытяжная вентиляция. Напряжение питания электроприемников в большинстве случаев - переменное 0,4 кВ.

Категория приемников по электроснабжению - 2 (3).

Условия среды - технологическая пыль, локальное воздействие высоких температур.

Категория размещения электрооборудования - 3 (4).

Степени защиты электрооборудования - IP20-IP40 (избирательно).

Сварочный цех предназначен для сварки заготовок и изделий. Основные электроприёмники цеха: электросварочные установки дуговой и контактной сварки, подъемно-транспортные механизмы, приточная и вытяжная вентиляции. Для дуговой сварки на переменном токе применяются сварочные трансформаторы. Для сварки на постоянном токе применяются электромашинные преобразователи. Мощность сварочных трансформаторов до 250 кВ×А. Мощность электромашинных преобразователей до 55 кВт. Мощность установок контактной сварки 3-1000 кВ×А.

В последнее время находит широкое применение аргонно-дуговая сварка. Единичная мощность подъемно-транспортных механизмов 0,4-11 кВт.

В цехе предусмотрена приточная и вытяжная вентиляции. Напряжение питания электроприемников цеха 0,4 кВ. Режим работы систем вентиляции продолжительный, сварочных установок и подъемно-транспортных механизмов повторно-кратковременный.

Категория приемников по электроснабжению - 2 (3).

Условия среды - технологическая пыль.

Категория размещения электрооборудования - 3 (4).

Степени защиты электрооборудования - IP20-IP40 (избирательно).

Цех механической обработки предназначен для механической обработки заготовок и изделий. Основные электроприемники цеха: привода различных металлообрабатывающих станков, автоматических линий, подъемно-транспортных механизмов, приточной и вытяжной вентиляций. Мощность отдельных станков 1,5-22 кВт. Напряжение питания приводов 0,4 кВ. Режим работы станков продолжительный, подъемно-транспортных механизмов повторно-кратковременный.

Категория приемников по электроснабжению - 2 (3).

Условия среды - технологическая пыль.

Категория размещения электрооборудования - 4.

Степени защиты электрооборудования - IP30-IP40 (избирательно).

Механосборочный цех предназначен для сборки изделий, которая может осуществляться вручную, либо конвейерным способом.

В цехе может быть один или несколько сборочных участков или конвейеров.

Основные электроприёмники цеха: привода конвейеров, подъемно-транспортных механизмов, приточной и вытяжной вентиляций.

Электроснабжение цеха осуществляется напряжением 0,4 кВ.

Категория приемников по электроснабжению - 2 (3).

Условия среды - технологическая пыль.

Категория размещения электрооборудованию - 3 (4).

Степени защиты электрооборудования - IP30-IP64 (избирательно).

Цех окраски предназначен для нанесения на изделия или заготовки различных защитных покрытий (красок, лаков, порошков). В цехе применяются окрасочные камеры ручной или полуавтоматической окраски. Так как защитный материал обычно наносят распылением, то окрасочный цех является потребителем сжатого воздуха. Большое электропотребление вызвано применением вентиляционных систем и систем нагрева для сушки изделий.

Основные электроприёмники цеха: сушильные камеры, привода конвейеров, подъемно-транспортных механизмов, приточной и вытяжной вентиляций.

Электроснабжение цеха осуществляется напряжением 0,4 кВ.

Категория приемников по электроснабжению - 2 (3).

Условия среды - аэрозоли легковоспламеняющихся веществ.

Категория размещения электрооборудования - 3 (4).

Вид защиты электрооборудования - взрывозащищённое.

Общепроизводственные цеха

Насосная станция предназначена для водоснабжения цехов предприятия. На промышленных предприятиях, как правило, применяется оборотная система водоснабжения.

Основные электроприёмники цеха - насосы различной мощности. Мощность блока до 400 кВт. Напряжение питания 0,4 кВ и 6(10) кВ.

Категория электроприемников по электроснабжению - 2 .

Условия среды - Повышенная влажность.

Категория размещения электрооборудования - 3.

Степень защиты электрооборудования - IP04.

Компрессорная предназначена для производства сжатого воздуха.

Компрессорные размещаются вблизи технологических цехов.

Основные электроприёмники - электродвигатели компрессоров. Мощность двигателей до 6 МВт. Напряжение питания 0,4 кВ и 6(10) кВ.

Категория приемников по электроснабжению - 1.

Условия среды - нормальная.

Категория размещения электрооборудования - 4.

Вид защиты электрооборудования - IP00.

Ремонтно-механический цех является ремонтной базой любого промышленного предприятия и необходим для текущего ремонта технологического оборудования. Структура РМЦ зависит от мощности и специфики производства предприятия. Основные отделения цеха: заготовительное, кузнечнопрессовое, сварочное, механическое, термическое и ряд других.

Основными электроприемниками цеха являются электродвигатели приводов станков и механизмов, термические печи, электросварочное оборудование, подъёмно-погрузочные механизмы, системы вентиляции. Мощность электроприёмников может достигать сотен киловатт. Напряжение питания переменное 220/380 В. Режим работы продолжительный или повторно-кратковременный.

Категория приемников по электроснабжению - 3.

Условия среды - нормальная.

Категория размещения электрооборудования - 4.

Степени защиты электрооборудования - IP20-IP40 (избирательно).

В результате проработки технологических процессов подразделений предприятия определены: технологические коэффициенты потребителей электрической энергии (коэффициент спроса и коэффициент мощности); характеристики электроприемников напряжением до и выше 1 кВ по надежности электроснабжения; характеристики окружающей среды всех подразделений предприятия; выявлен вид и степени защиты оборудования с учетом категории его размещения.

Результаты анализа технологических процессов производств подразделений предприятия сведены в таблицу П-2.1

Характеристика окружающей среды территории предприятия

Окружающая среда территории данного предприятия нормальная, так как на предприятии отсутствуют цеха, в которых могут осуществляться производственные выбросы (технологическая пыль, химически-активные вещества и т.п.). В связи с этим допускается на территории предприятия применение открытых распределительных устройств и электроустановок, предназначенных для наружной установки.

Рисунок 1 - Технологический процесс авторемонтного завода

1.1 Определение требуемой степени надежности электроснабжения электроприемников

Для выбора системы внешнего и внутреннего электроснабжения завода необходимо определить для каждого цеха в отдельности требуемую степень надежности (категорию надежности) электроснабжения электроприемников (ЭП), характер окружающей среды по пожаро-взрывоопасности и по поражению человека электрическим током.

Согласно [1] ЭП в отношении обеспечения надежности электроснабжения подразделяются на три категории.

Электроприемники I категории - ЭП, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса.

Электроприемники II категории - ЭП, перерыв электроснабжения которых приводит к массовым недопускам продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта.

Электроприемники III категории - все остальные ЭП, неподходящие под определение I и II категорий.

Опираясь на вышеизложенное в табл. 2 приведена степень надежности электроснабжения ЭП.

Таблица 2 - Степень надежности электроснабжения электроприемников

№	Наименование цеха	Установленная мощность, кВт	Категория
			среды	ЭсПП
1.	Литейная, печи стального и цветного литья Литейная, печи стального и цветного литья (6 кВ)	3700 7050	Жаркая	1
2.	Механический цех 1	2890	Норм.	2
3.	Механический цех 2	2280	Норм.	2
4.	Малярный цех (краскопульты)	2230	Норм.	2
5.	Склад оборудования и запасных частей	240	Норм.	3
6.	Кузовная	1400	Норм.	3
7.	Проходная	10	Норм.	3
8.	Цех холодной обкатки автодвигателей	1520	Норм.	2
9.	Цех горячей обкатки автодвигателей	1700	Жаркая	2
10.	Административный корпус	650	Норм.	3
11.	Столовая	300	Норм.	3
№	Наименование цеха	Установленная мощность, кВт	Категория
			среды	ЭсПП
12.	Гараж	480	Норм.	3
13.	Насосная	2250	Норм.	2
14.	Ремонтно-механический цех	700	Норм.	3
15.	Кузнечный цех	3200	Жаркая	2
16.	Медпункт	180	Норм.	3
17.	Испытательный цех	2400	Норм.	2
18.	Цех топливной аппаратуры	2540	Норм.	2
19.	Цех электрооборудования	2550	Норм.	2
20.	Модельный цех	2300	Норм.	2
21.	Компрессорная	650	Норм.	1

2. Определение расчетных нагрузок цехов

Расчет электрических нагрузок цехов является главным этапом при проектировании промышленной электрической сети. Существует много методов определения расчетных нагрузок но мы остановимся на методе коэффициента спроса.

При выполнении дипломного проекта расчётные нагрузки определяются по номинальной мощности и коэффициенту спроса с учётом осветительной нагрузки, коэффициента разновремённости максимумов и потерь в элементах систем электроснабжения.

Определение электрических нагрузок в СЭС промышленного предприятия выполняют для всех узлов питания потребителей электроэнергии. При этом отдельно рассматриваются сети напряжением до и выше 1000 В. Рассмотрим особенности определения расчётных нагрузок на разных уровнях.

Расчетный максимум цехов определяется по коэффициенту спроса и коэффициенту мощности, взятому по справочным данным [2] и [3].

;(1)

.(2)

Кроме того, в цехах и на территории завода необходимо учесть нагрузку искусственного освещения, которая определяется по удельной плотности освещения (, Вт/ м²), а так же по площади производственных цехов. При этом предполагается, что силовые ЭП и освещение будут подключены к одним и тем же трансформаторам цеховых ТП. В этом случае расчетная мощность осветительной нагрузки будет определяться по формулам:

; (3)

, (4)

где - коэффициент спроса для осветительной нагрузки,

- коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре при применении газоразрядных источников света (обычно );

- соответствует осветительной нагрузки;

- номинальная мощность осветительной нагрузки данного цеха.

Номинальная мощность осветительной нагрузки определяется исходя из удельной мощности на единицу площади:

,(5)

где - площадь территории цеха, м²

- удельная мощность осветительной нагрузки, Вт/м².

Территория завода площадью менее 20000 м² (ДРЛ)- 0,9 Вт/м²

Для люминесцентных и ДРЛ ламп:

Вспомогательные цеха - 12-14 Вт/м2

Склады - 7-10 Вт/м²

Механические цеха - 14-16 Вт/м²

Компрессорная, насосная - 14-16 Вт/м²

Заводоуправление, столовые, лаборатории - 18-20 Вт/м².

При этом необходимо учесть, что лампы накаливания имеют (не устанавливаем), разрядные.

Таким образом, расчётные значения нагрузок цеха определяются по следующим выражениям:

;(6)

,(7)

где и - расчётные значения активной и реактивной мощности цеха

Полная мощность:

.(8)

Расчетный ток узла нагрузки:

, (9)

где - расчётное значение тока узла нагрузки (цеха), А;

- номинальное напряжение в узле нагрузки, кВ.

Расчётные электрические нагрузки цеха необходимы для выбора мощности трансформаторов цеховых ТП, линий, сечения шин и коммутационно-защитной аппаратуры РУ низшего напряжения ТП.

При расчете осветительной нагрузки нельзя пренебрегать освещением территории предприятия.

.1 Определение расчетных нагрузок на стороне высшего напряжения цеховой трансформаторной подстанции

Для 6-10 кВ нагрузки расчетные формулы немного другие.

Расчётные значения нагрузок на стороне высшего напряжения трансформаторов, питающих цех, определяют по следующим выражениям:

- расчетная активная и реактивная мощности:

;(10)

,(11)

где и - расчётные значения активной и реактивной мощности, потребляемой цехом на стороне высшего напряжения.

и - потери активной и реактивной мощности в цеховом трансформаторе.

Так как тип силового трансформатора ещё не определён, можно принимать:

; (12)

; (13)

, (14)

где- расчётное значение полной мощности, потребляемой цехом на стороне высшего напряжения, кВ∙А.

Расчетный ток:

. (15)

По полученным расчётным значениям нагрузок выбирают линии, питающие цеховые ТП и коммутационно-защитную аппаратуру этих линий.

Рассмотрим определение расчетного максимума на примере цеха № 1 (литейная, печи стального и цветного литья).

Рисунок 3 - Схема присоединений

Для 6 кВ нагрузки: кВт, .

кВт;

кВар;

кВт;

кВар;

кВт;

кВар.

Суммарная активная, реактивная и полная нагрузки по 0.4 кВ (точка 1):

кВт;

кВар;

кВ·А;

А.

Для 6 кВ нагрузки:

кВ·А.

Определим потери в трансформаторе:

кВт;

кВар;

Расчетный максимум определяется с учетом потерь в трансформаторе (точка 2):

кВт;

кВар;

кВ·А.

А.

Результаты расчета остальных цехов представлены в табл. 3 и 4.

Таблица 3 - Расчет электрических нагрузок

№	Наименование цеха	Р_н кВт	Cosj	к_с	Р_р.с.ц. кВт	Q_р.с.ц. квар	S_р.с.ц.кВ·А	I_р_._с_._ц_._A
Электроприемники напряжением 0,4 кВ
1.	Литейная, печи стального и цветного литья	3700	0,95	0,7	2590	851,3	2726	3935,1
2.	Механический цех 1	2890	0,85	0,55	1,590	985,1	1870	2699,1
3.	Механический цех 2	2280	0,85	0,4	912,0	565,2	1073	1548,7
4.	Малярный цех (краскопульты)	2230	0,8	0,6	1338	1004	1673	2414,0
5.	Склад оборудования и запасных частей	240	0,65	0,2	48,0	56,1	73,8	106,6
6.	Кузовная	1400	0,75	0,35	490,0	432,1	653,3	943,0
7.	Проходная	10	0,6	0,1	1,0	1,333	1,667	2,4
8.	Цех холодной обкатки автодвигателей	1520	0,8	0,7	1064	798,0	1330	1919,7
9.	Цех горячей обкатки автодвигателей	1700	0,85	0,7	1190	737,5	1400	2020,7
10.	Административный корпус	650	0,7	0,35	227,5	232,1	325,0	469,1
11.	Столовая	300	0,7	0,35	105,0	107,1	150,0	216,5
12.	Гараж	480	0,7	0,5	240,0	244,8	342,9	494,9
13.	Насосная	2250	0,85	0,6	1350	836,7	1588	2292,4
14.	РМЦ	700	0,75	0,3	210,0	185,2	280,0	404,1
№	Наименование цеха	Р_н кВт	Cosj	к_с	Р_р.с.ц. кВт	Q_р.с.ц. квар	S_р.с.ц.кВ·А	I_р_._с_._ц_._A
15.	Кузнечный цех	3200	0,85	0,4	1280	793,3	1506	2173,6
16.	Медпункт	180	0,7	0,2	36,0	36,7	51,4	74,2
17.	Испытательный цех	2400	0,85	0,55	1320	818,1	1553	2241,5
18.	Цех топливной аппаратуры	2540	0,85	0,45	1143	708,4	1345	1940,9
19.	Цех электрооборудования	2550	0,85	0,5	1275	790,2	1500	2165,1
20.	Модельный цех	2300	0,85	0,55	1265	784,0	1488	2148,1
21.	Компрессорная	650	1	0,7	455,0	0,0	455,0	656,7
Электроприемники напряжением 6 кВ
1.	Литейная, печи стального и цветного литья (6 кВ)	7050	0,9	0,55	1878	1274	4308	0,415
Итого		41220	-	-	22007	12845	25481	-

Таблица 4 - Расчет электрических нагрузок (продолжение)

№ Наименование цеха F_ц, м²

Вт/м²К_c_.о.Р_0ц,кВтQ_0ц,кварS_р.ц.кВ·АI_{р.ц. A}
1.	Литейная, печи стального и цветного литья	9600	12	0,95	131,3	63,6	2871	4143,9
2.	Механический цех 1	13200	14	0,85	188,5	91,3	2078	2999,9
3.	Механический цех 2	1920	14	0,85	27,4	13,3	1,103	1592,4
4.	Малярный цех (краскопульты)	5000	16	0,95	91,2	44,2	1772	2557,8
5.	Склад оборудования и запасных частей	3000	8	0,6	17,3	8,4	91,8	132,4
6.	Кузовная	5000	14	0,95	79,8	38,6	739,1	1066,8
7.	Проходная	200	18	0,8	3,5	1,7	5,376	7,8
8.	Цех холодной обкатки автодвигателей	6000	14	0,95	95,8	46,4	1435	2070,6
9.	Цех горячей обкатки автодвигателей	6000	14	0,95	95,8	46,4	1506	2173,5
10.	Административный корпус	2400	20	0,9	51,8	25,1	379,7	548,1
11.	Столовая	1840	20	0,9	39,7	19,2	192,1	277,3	Гараж	2088	8	0,8	16,0	7,8	359,7	519,2
13.	Насосная	468	14	0,85	6,7	3,2	1596	2303,1
14.	РМЦ	1920	14	0,85	27,4	13,3	309,5	446,7
15.	Кузнечный цех	3696	12	0,85	45,2	21,9	1556	2245,7

№ Наименование цеха F_ц, м²

Вт/м²К_c_.о.Р_0ц,кВтQ_0ц,кварS_р.ц.кВ·АI_{р.ц. A}
16.	Медпункт	200	20	0,8	3,8	1,9	55,5	80,1
17.	Испытательный цех	1664	16	0,85	27,2	13,2	1583	2284,8
18.	Цех топливной аппаратуры	3696	16	0,85	60,3	29,2	1411	2037,2
19.	Цех электрооборудования	3696	16	0,85	60,3	29,2	1567	2261,3
20.	Модельный цех	3696	16	0,85	60,3	29,2	1555	2244,3
21.	Компрессорная	1020	14	0,85	14,6	7,1	469,6	677,8
Итого		-	-	-	1144	554,1	22454	-

Таблица 5 - Расчет потерь в трансформаторах

№	Наименование цеха	DР кВт	DQ кВар	Р_р.ц.кВар	Q_р.ц. кВар	S_р.в.ц.кВа	I_{р.в.ц. A}
1.	Литейная, печи стального и цветного литья	57,4	287,1	2779	1202	3028	291,3
2.	Механический цех 1	41,6	207,8	1820	1284	2227	214,3
3.	Механический цех 2	22,1	110,3	961,5	688,8	1183	113,8
4.	Малярный цех (краскопульты)	35,4	177,2	1465	1225	1909	183,7
5.	Склад оборудования и запасных частей	1,8	9,2	67,1	73,7	99,7	9,6
6.	Кузовная	14,8	73,9	584,6	544,7	799,0	76,9
7.	Проходная	0,108	0,538	4,6	3,5	5,778	0,6
8.	Цех холодной обкатки автодвигателей	28,7	143,5	1188	987,8	1545	148,7
9.	Цех горячей обкатки автодвигателей	30,1	150,6	1316	934,5	1614	155,3
10.	Административный корпус	7,6	38,0	286,9	295,2	411,7	39,6
11.	Столовая	3,8	19,2	148,6	145,6	208,0	20,0
12.	Гараж	7,2	36,0	263,2	288,6	390,6	37,6
13.	Насосная	31,9	159,6	1389	999,5	1711	164,6
14.	РМЦ	6,2	30,9	243,6	229,4	334,6	32,2
15.	Кузнечный цех	31,1	155,6	1356	970,8	1668	160,5
16.	Медпункт	1,1	5,5	40,9	44,1	60,2	5,8
17.	Испытательный цех	31,7	158,3	1379	989,5	1697	163,3
18.	Цех топливной аппаратуры	28,2	141,1	1232	878,7	1513	145,6
19.	Цех электрооборудования	31,3	156,7	1367	976,1	1679	161,6
20.	Модельный цех	31,1	155,5	1356	968,7	1667	160,4
21.	Компрессорная	9,4	47,0	479,0	54,0	482,0	46,4
Итого		452,7	2263	19726	13784	24233	-

Определяем мощность, требуемую на освещение завода

м²;(16)

кВт; (17)

квар. (18)

Суммарная мощности завода:

кВт;

квар;

Суммарная мощность с учетом коэффициента одновременности и компенсации будет рассчитана далее.

.2 Расчет мощности компенсирующих устройств узла нагрузки

Воспользуемся методом, предложенным компанией «Матик-Электро», который позволяет достичь оптимального коэффициента мощности и снизить мощность цеховых трансформаторов:

, (19)

где - расчетная активная мощность узла нагрузки, кВт; К - коэффициент пропорциональности, который зависит от текущего значения коэффициента активной мощности и требуемого для компенсации перетоков реактивной мощности питающих сетей узла нагрузки.

Расчетную мощность низковольтных БСК округляют до ближайшей (по стандартной шкале) мощности комплектных конденсаторных установок (ККУ).

Примечание: устанавливать компенсирующие устройства мощностью менее 150 квар обычно экономически не выгодно, на шинах низшего напряжения может быть установлена компенсирующая установка большей мощности, чем по расчету.

Требуемый будет равен 0,96; для нахождения расчетного воспользуемся данными таблицы 4.

Рассмотрим расчет на примере цеха № 17 (испытательная станция):

кВт, квар; тогда ,

Для двух по таблице 2 [15] находим коэффициент пропорциональности К=0,43.

квар.

По полученному значению выбираем ККУ стандартной мощности 4×150 квар (АКУ 0,4-150-25У3).

Итоговая мощность цеха с учетом установленных батарей равна:

квар;(20)

кВ·А. (21)

Таблица 4 - Расчет мощности компенсирующих устройств (продолжение)

№	Наименование цеха	Q_р.ц. квар	КQ_ку.кварQ_{БСК ст.}квар	Q_р.БСК. квар	S_р.БСК.кВ·А
1.	Литейная, печи стального и цветного литья	1202	0,92	0,13	361,2	300,0	902,0	2921
2.	Механический цех 1	1284	0,82	0,41	746,0	800,0	484,2	1883
3.	Механический цех 2	688,8	0,81	0,43	413,4	400,0	288,8	1004
4.	Малярный цех (краскопульты)	1225	0,77	0,54	790,9	800,0	424,9	1525
№	Наименование цеха	КQ_ку.кварQ_{БСК ст.}квар	Q_р.БСК. квар	S_р.БСК.кВ·А
5.	Склад оборудования и запасных частей	73,7	0,67	0,82	55,0	0	73,7	99,7
6.	Кузовная	544,7	0,73	0,65	380,0	400,0	144,7	602,2
7.	Проходная	3,5	0,79	0,49	2,2	0	3,5	5,8
8.	Цех холодной обкатки автодвигателей	987,8	0,77	0,54	641,8	600,0	387,8	1250
9.	Цех горячей обкатки автодвигателей	934,5	0,82	0,41	539,5	600,0	334,5	1358
10.	Административный корпус	295,2	0,70	0,73	209,5	240,0	55,2	292,2
11.	Столовая	145,6	0,71	0,70	104,0	0	145,6	208,0
12.	Гараж	288,6	0,67	0,82	215,8	240,0	48,6	267,7
13.	Насосная	999,5	0,81	0,43	597,1	600,0	399,5	1445
14.	РМЦ	229,4	0,73	0,65	158,3	0	229,4	334,6
15.	Кузнечный цех	970,8	0,81	0,43	583,2	600,0	370,8	1406
16.	Медпункт	44,1	0,68	0,80	32,8	0	44,1	60,2
17.	Испытательный цех	989,5	0,81	0,43	592,9	600,0	389,5	1433
18.	Цех топливной аппаратуры	878,7	0,81	0,43	529,6	600,0	278,7	1263
19.	Цех электрооборудования	976,1	0,81	0,43	587,7	600,0	376,1	1417
20.	Модельный цех	968,7	0,81	0,43	583,3	600,0	368,7	1406
21.	Компрессорная	54,0	0,99	0,00	0,0	0	54,0	482,0
	Нагрузка 6 кВ
1.	Литейная (АД)	1274	0,95	0,0	0,0	-	0,0	1274

.3 Определение расчетных нагрузок на шинах низшего напряжения пункта приема электроэнергии

Расчётные значения нагрузок на шинах НН ППЭ определяются по расчётным значениям активной и реактивной мощности всех отходящих линий с учётом коэффициента одновремённости максимумов силовой нагрузки и расчётной мощности осветительной нагрузки территории предприятия.

расчётная активная мощность

, (22)

где - расчётное значение активной мощности, потребляемой от шин низшего напряжения ППЭ, кВт; - суммарное значение расчётных активных мощностей всех отходящих линий, кВт; - коэффициент одновремённости максимумов силовой нагрузки в рассматриваемом узле потребления; - расчётное значение активной мощности осветительной нагрузки территории предприятия, кВт.

расчётная реактивная мощность

, (23)

где - расчётное значение реактивной мощности, потребляемой от шин низшего напряжения ППЭ, кВ∙Ар; - суммарное значение расчётных реактивных мощностей всех отходящих линий, кВ∙Ар; - расчётное значение реактивной мощности осветительной нагрузки территории предприятия, кВ∙А.

расчётная полная мощность

, (24)

Найдем расчетные максимумы в точке 3 () с учетом потерь в кабельных линиях 6-10 кВ (, т. е 5%):

кВт;

квар;

кВ∙А.(24)

При определении расчётных нагрузок на шинах распределительных пунктов и шинах низшего напряжения РУ ППЭ, значение коэффициента одновремённости максимумов силовой нагрузки определяют по [4] в зависимости от значения средневзвешенного коэффициента использования и числа присоединений, рассматриваемого узла нагрузки.

Расчётные нагрузки на высшем напряжении ППЭ определяют по расчётным нагрузкам на шинах РУ низшего напряжения ППЭ с учётом потерь в силовых трансформаторах ППЭ, но так как трансформатор еще не выбран, расчет произведем сразу после его выбора.

3. Построение картограммы нагрузок предприятия

Задачи, решаемые при проектировании систем промышленного электроснабжения, разнообразны по своему содержанию и по сложности, решать которые при проектировании становится все сложнее. Это объясняется тем, что проектировщикам приходиться оперировать с большим количеством исходных данных, объем которых постоянно увеличивается. В первую очередь это относится к возросшему числу электроприемников. Большой объем данных и постоянный его рост привели к широкому внедрению вычислительной техники в проектную практику, что потребовало разработки иных подходов к проектированию.

Для определения оптимального местоположения пункта приема электроэнергии (ППЭ) и цеховых подстанций (ТП), при проектировании системы электроснабжения, на генеральный план предприятия наносится картограмма электрических нагрузок.

Картограммой нагрузок называют план, на котором изображена картина средней интенсивности распределения нагрузок приемников электроэнергии.

Геометрические изображения средней интенсивности распределения нагрузок на картограмме выполняют различными способами. Наиболее простой из них состоит в изображении степени интенсивности распределения нагрузок при помощи кругов. Он состоит в следующем. В качестве центра круга выбирают центр электрической нагрузки (ЦЭН) приемника электроэнергии; значение его находят из условия равенства расчетной мощности площади круга:

,(25)

где - радиус круга; - масштаб; , откуда выразим :

.(26)

Каждый круг может быть разделен на секторы, площади которых равны соответственно осветительной и силовой нагрузкам. В этом случае картограмма дает представление не только о значениях нагрузок, но и об их структуре.

Осветительная нагрузка приемников электроэнергии (цехов, промышленного предприятие в целом и т.п.) показывается на картограмме в виде сегментов круга. Угол сектора определяется по формуле:

,(27)

где - активная мощность осветительной нагрузки i - го цеха, кВт.

Пример расчета покажем на цехе № 2 (Механический цех № 1). Результаты расчетов остальных цехов сведем в табл. 6.

Радиус окружности находим по формуле (26):

мм

Осветительная нагрузка показывается в виде сегментов круга. Угол сектора определяется по формуле (27):

Постановка любой задачи оптимизации зависит от математических средств, которыми располагает исследователь. Для выбора места расположения пункта приема электрической энергии, мы имеем два показателя оптимизации, это показатели разброса, который приводит к уменьшению затрат на сооружение и эксплуатацию системы электроснабжения, и центр электрических нагрузок.

Целевая функция задачи принимает наименьшее значение в ЦЭН, координаты которого мы определили. Следовательно, разброс нагрузок приемников электрической энергии относительно источника питания, расположенного в ЦЭН, наименьший. В этом случае расположение ППЭ в ЦЭН является по затратам наивыгоднейшим.

Однако следует отметить, что не во всех случаях возможна установка пункта приема электроэнергии в центре электрических нагрузок. Это, например, невозможность подвода линий электропередачи к ППЭ из-за сооружений (зданий, цехов и т.п.) расположенных на пути прокладки ЛЭП. Поэтому следует выбирать место расположения ППЭ из условия минимальных затрат на сооружение (возможность привязать его к зданию цеха) и на эксплуатацию системы электроснабжения, т.е. как можно ближе к центру электрических нагрузок в сторону системы питания.

Координаты ЦЭН находятся по формулам:

;(28);

,(29).

где , - координаты центра электрических нагрузок для i - го цеха.

- расчетная нагрузка i - го цеха.

Таким образом, центр электрических нагрузок авторемонтного завода находится в точке с координатами (73,87;87,99). Согласно полученным данным по таблице 6. строим картограмму нагрузок (см. рис. 6). Пункт приема электрической энергии от системы, по экономическим соображениям и удобства эксплуатации, привяжем к (75,00;80,00), практически в центре электрических нагрузок.

Таблица 6 - Картограмма электрических нагрузок

№ цеха , кВт, мм, мм, мм, град, кВткВт×мм

кВт×мм
1	2779	40	65	14,87	17,0	131,3	111,1	180,619
2	1820	15	145	12,03	37,3	188,5	27,293	263,837
3	961,5	45	115	8,75	10,3	27,4	43,267	110,570
4	1465	60	185	10,80	22,4	91,2	87,878	270,959
5	67,1	97	115	2,31	92,7	17,3	6,510	7,718
6	584,6	97	185	6,82	49,1	79,8	56,705	108,148
7	4,564	162	45	0,60	272,6	3,5	739,289	205,358
8	1188	140	65	9,72	29,0	95,8	166,4	77,249
9	1316	150	105	10,23	26,2	95,8	197,4	138,167
10	286,9	155	165	4,78	65,0	51,8	44,5	47,344
11	148,6	135	175	3,44	96,3	39,7	20,059	26,003
12	263,2	150	205	4,58	21,9	16,0	39,484	53,962
13	1389	120	210	10,51	1,7	6,7	166,631	291,605
14	243,6	65	115	4,40	40,5	27,4	15,834	28,015
15	1356	15	22	10,39	12,0	45,2	20,345	29,840
16	40,9	162	35	33,8	3,8	6,634	1,433
17	1379	150	22	10,47	7,1	27,2	206,822	30,334
18	1232	125	22	9,90	17,6	60,3	153,9	27,094
19	1367	90	22	10,43	15,9	60,3	122,999	30,066
20	1356	53	22	10,39	16,0	60,3	71,890	29,841
21	479,0	46	150	6,17	10,9	14,6	22,032	71,844

Для 6 кВ нагрузки:

Таблица 6 (продолжение)

№ , кВт, мм

кВт×мм

кВт×мм
17	3878	17,6	155,100	252,038

Рисунок 6 - Картограмма электрических нагрузок авторемонтного завода

4. Расчет системы питания

Основными задачами данного раздела являются:

выбор рационального напряжения системы питания;

выбор силовых трансформаторов ППЭ;

выбор схем распределительных устройств высшего напряжения;

выбор питающих линий электропередачи;

выбор схем распределительных устройств низшего напряжения ППЭ.

Система электроснабжения любого предприятия может быть условно разделена на две подсистемы - это система питания и система распределения энергии внутри предприятия.

В систему питания входят питающие ЛЭП и ППЭ (ПГВ или ГПП), состоящий из устройства высшего напряжения, силовых трансформаторов и распределительного устройства низшего напряжения.

.1 Выбор рационального напряжения питания системы питания

Комплекс основных вопросов при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий наряду с выбором общей схемы питания и определением целесообразной мощности силовых трансформаторов включает в себя выбор рациональных напряжений для схемы, поскольку последними определяются параметры линий электропередачи и выбираемого электрооборудования подстанций и сетей, а следовательно, размеры капиталовложений, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы. Рациональное построение системы электроснабжения во многом зависит от правильного выбора напряжения системы и распределения. Под рациональным напряжением понимается такое значение стандартного напряжения, при котором сооружение и эксплуатация СЭС имеют минимальное значение приведенных затрат.

В проектной практике обычно используют следующие выражения для определения приближенного значения рационального напряжения :

кВ,(30)

где - значения расчетной нагрузки завода, МВт, - расстояние от подстанции энергосистемы до завода, км.

Затем намечают два ближайших значения стандартных напряжений (одно меньше , а другое больше ) и на основе ТЭР окончательно выбирается напряжение питания предприятия. В нашем случае это 35 кВ и 110 кВ.

.2 Компенсация реактивной мощности

Определив расчетную нагрузку на шинах 6 кВ, необходимо решить вопрос о потоках реактивной мощности. Мощность, которую может потреблять предприятие от энергосистемы, можно определить через нормативное значение коэффициента реактивной мощности :

,(31)

где - базовый коэффициент реактивной мощности для сетей 6-10 кВ присоединенный к шинам п/ст с высшим классом напряжения 110 кВ, равный 0.5.

Согласно приказ Минпромэнерго РФ №49 от 22.02.2007 предельные значения коэффициента реактивной мощности, потребляемой в часы больших суточных нагрузок электрической сети, для потребителей, присоединенных к сетям напряжением ниже 220 кВ, определяются в соответствии с приложением к настоящему Порядку.

Тогда экономическая величина реактивной мощности в часы максимальных активных нагрузок системы, передаваемой в сеть потребителя:

(32)

Величина получилась предельной, следовательно приказ Минпромэнерго РФ №49 от 22.02.2007 не нарушается.

.3 Построение графиков нагрузок

Графики электрических нагрузок дают представление о характере изменения нагрузок в течение характерных суток или всего года. Графики электрических нагрузок используются при определении потерь электроэнергии в элементах СЭС, а также при выборе силовых трансформаторов и других целей.

Для построения суточных графиков нагрузки по предприятию в целом необходимо знать суточные графики нагрузок отдельных цехов и его подразделений. При учебном проектировании принимают за основу суточные графики, характерные для отрасли промышленности, к которой относится данное предприятие. За максимальную нагрузку принимается расчётная величина нагрузки по предприятию в целом с учётом потерь в элементах электрических сетей. Таким образом, по характерным отраслевым графикам нагрузок строят графики нагрузок данного предприятия.

Годовой график по продолжительности строится по характерным сезонным (суточным) графикам нагрузок. При построении рекомендуется принять продолжительность зимнего периода - 250 суток, летнего - 115 суток.

Таблица 7 - Суточный график нагрузок предприятия с учетом компенсации

№	% Р, МВтQ, МварР ², МВт²Q ², Мвар²S, МВ∙А
1	35	7,917	2,615	62,7	6,8	8,337
2	35	7,917	2,615	62,7	6,8	8,337
3	33	7,464	2,465	55,7	6,1	7,861
4	35	7,917	2,615	62,7	6,8	8,337
5	35	7,917	2,615	62,7	6,8	8,337
6	32	7,238	2,391	52,4	5,7	7,623
7	27	6,107	2,017	37,3	4,1	6,432
8	50	11,310	3,735	127,9	14,0	11,911
9	92	20,810	6,873	433,0	47,2	21,915
10	100	22,619	7,471	511,6	55,8	23,821
11	100	22,619	7,471	511,6	55,8	23,821
12	93	21,036	6,948	442,5	48,3	22,154
13	88	19,905	6,574	396,2	43,2	20,963
14	97	21,941	7,247	481,4	52,5	23,106
15	93	21,036	6,948	442,5	48,3	22,154
16	90	20,357	6,724	414,4	45,2	21,439
17	85	19,226	6,350	369,7	40,3	20,248
18	90	20,357	6,724	414,4	45,2	21,439
19	90	20,357	6,724	414,4	45,2	21,439
20	88	19,905	6,574	396,2	43,2	20,963
21	93	21,036	6,948	442,5	48,3	22,154
22	93	21,036	6,948	442,5	48,3	22,154
23	86	19,453	6,425	378,4	41,3	20,486
24	70	15,834	5,229	250,7	27,4	16,675

Рисунок - 5 Суточные и годовой график нагрузки

.4 Выбор силовых трансформаторов ППЭ

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для главных понизительных подстанций промышленных предприятий должен быть правильным, технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.

При выборе числа трансформаторов необходимо учитывать требование резервирования потребителей, исходя из следующих соображений:

Потребители 1-й категории должны получать питание от двух независимых взаимно резервирующих источников электроэнергии, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Ввод резервного питания потребителей 2-й категории должен осуществляться действиями дежурного персонала. При питании этих потребителей от одной подстанции необходимо иметь два трансформатора.

Потребители 3-й категории могут получить питание от подстанции с одним трансформатором при наличии «складского» резервного трансформатора.

При проектировании электроснабжения промышленного предприятия следует использовать трансформаторы с регулировкой напряжения под нагрузкой (система РПН).

Выбор числа, мощности и типа силовых трансформаторов (автотрансформаторов) для питания нагрузок промышленных предприятий производят на основании расчетов и обоснований по изложенной ниже общей схеме:

.Определяют число трансформаторов на подстанции.

2. Намечают возможные варианты номинальной мощности выбираемых трансформаторов с учетом допустимой нагрузки их в нормальном режиме и допустимой перегрузки в аварийном режиме.

3. Определяют экономически целесообразное решение из намеченных вариантов, приемлемое для данных конкретных условий.

Выбор трансформаторов ППЭ производиться согласно ГОСТу 14209 - 2002. Мощность трансформаторов выбирают по суточному графику нагрузки предприятия и проверяют на послеаварийную перегрузку.

Среднеквадратичная мощность рассчитывается по формуле:

кВт; (33)

;

квар;(34)

кВ∙А.(35)

При определении значений и по графику перетока мощности через трансформатор мощность трансформатора определяется (учтем, что для трансформаторов в зимний максимум допустимая нагрузка повышается на 20%):

Мощность одного трансформатора для n - трансформаторной подстанции:

кВ∙А. (36)

МВ∙А

Коэффициент предварительной загрузки :

.(37)

Коэффициент аварийной перегрузки К₂ определяется по полной мощности, которая больше среднеквадратичной S_D_t > S_ср.кв. в период времени Dt.

(38)

где полная мощность по графику нагрузки, превышающая (=1), за период времени .

Если , следует принять , если , следует принять

Произведем выбор трансформаторов. Так как на предприятии имеются потребители I категории, то устанавливаем двухтрансформаторную подстанцию, выберем и проверим трансформаторы в следующей последовательности.

Предварительно выбираем трансформатор ТДН - 16000/110 с регулировкой напряжения под нагрузкой (РПН) и делаем проверку на эксплуатационную перегрузку по (37).

Коэффициент предварительной загрузки :

-коэффициент максимума

;

Коэффициент аварийной перегрузки (в работе один трансформатор):

Время перегрузки часов, из справочника[6] определяем и проводим сравнение с коэффициентом .

<1,369<1,500

Условие по перегрузочной способности для трансформатора в послеаварийном режиме выполняется, следовательно, трансформаторы подобраны правильно.

.5 Выбор схем распределительных устройств высшего напряжения

Схемы электрических соединений на стороне высшего напряжения подстанций желательно выполнять наиболее простыми.

Рекомендуем при учебном проектировании использовать схемы ГПП с установкой выключателей на стороне высшего напряжения, если имеются потребители электроэнергии первой категории.

Распределительное устройство на стороне высокого напряжения примем по схеме:

Рисунок 7 - Схема РУ ВН

.6 Выбор питающих линий электропередачи

Сечения проводов и жил кабелей выбирают в зависимости от ряда технических и экономических факторов [6].

Технические факторы, влияющие на выбор сечений, следующие:

. нагрев от длительного выделения тепла рабочим (расчетным) током;

2. нагрев от кратковременного выделения тепла током КЗ;

3. потери (падение) напряжения в жилах кабелей или проводах воздушной линии электропередачи от проходящего по ним тока в нормальном и аварийном режимах;

. механическая прочность - устойчивость к механической нагрузке (собственная масса, гололед, ветер);

. коронирование - фактор, зависящий от применяемого напряжения, сечения провода и окружающей среды.

. Экономический фактор.

Влияние и учет перечисленных факторов в воздушных и кабельных линиях неодинаковы.

Выбор экономически целесообразного сечения ВЛ целесообразно производят по так называемой экономической плотности тока (так как в данном случае этот фактор является определяющим). Величина зависит от материала провода и числа часов использования максимума нагрузки. Сечение питающей линии электропередачи для выбранного стандартного рационального напряжения определяется в следующей последовательности:

Определяем ток в линии в нормальном режиме:

При выборе необходимо учесть потери в трансформаторах. Для трансформатора ТДН-16000/110 из [7]: кВт, кВт, , %

Потери в трансформаторе:

кВт;(39)

;(40)

квар.

Расчетная мощность с учетом потерь в трансформаторе:

кВ∙А.

А.(41)

ток в линии в послеаварийном режиме (ПАР):

А. (42)

где - количество цепей на ЛЭП, - номинальное напряжение сети, - полная расчетная мощность завода с учетом потерь в трансформаторе.

Сечение провода рассчитывается по экономической плотности тока.

мм²,(43)

где _. - расчетный ток, - экономическая плотность тока ( часа ).

Полученное сечение округляется до ближайшего стандартного значения. Предварительно выбираем алюминиевый провод со стальным сердечником марки АС -70/11, но допустимый ток для этого провода равен 265 А, поэтому выбор производим по допустимому току и по условиям короны. Выбранное сечение проверяется по допустимому нагреву (по допустимому току) в нормальном и послеаварийном режимах согласно условия , по потерям U, и потерям на корону.

По ПУЭ допустимый предельный ток для провода сечением 95/16 мм² равен 265 А, следовательно и сечение по данному условию подходит. Удельные сопротивления провода (активное и реактивное) Ом/км, Ом/км.

Проверяем сечение провода по падению напряжения в линии в нормальном и послеаварийном режимах:

(44)

(исходя из возможности РПН),

Ом;(45)

Ом;(46)

< 5%. (47)

После аварийный режим:

Проверка проводников воздушной линии электропередачи по условиям короны и радиопомех производиться [1] для электроустановок напряжением 35 кВ и выше. Из практики проектирования проверку проводников по данным условиям проводят на напряжение 110 кВ и выше, учитывая, что минимальная площадь сечения токопровода на напряжение 110 кВ равняется 70 мм².

При выполнении данного условия считаем, что сечение провода выбрано правильно. Для механической прочности воздушной линии ЛЭП следует брать провод со стальным сердечником.

По условию короны и радиопомех сечение АС-70/11 проходит.

Таким образом, выбранные провода ЛЭП-110 сечением 70 мм² с А удовлетворяют всем условиям проверки.

.7 Выбор схем распределительных устройств низшего напряжения ППЭ

Схема (рис. 8) одна из наиболее распространенных, применяется для трансформаторов без расщепления вторичной обмоткой мощностью до 25 МВ·А с вторичным напряжением 6 - 10 кВ. Поэтому выбираем схему распределительного устройства на стороне низкого напряжения:

Рисунок 8 - Схема РУ НН

5. Выбор напряжения системы распределения

Рациональное напряжение распределения электроэнергии выше 1000 В определяется на основании ТЭР и для вновь проектируемых предприятий в основном зависит от наличия и значения мощности ЭП напряжением 6 кВ, 10кВ, наличия собственной ТЭЦ и величины ее генераторного напряжения, а также напряжения системы питания.

ТЭР не проводится в следующих случаях:

если мощность ЭП 6 кВ составляет от суммарной мощности предприятия менее 15-20 %, то распределения принимается равным 10 кВ, а ЭП 6 кВ получает питание через понижающие трансформаторы 10/6 кВ;

если мощность ЭП 6 кВ составляет от суммарной мощности предприятия более 40 %, то распределения принимается равным 6 кВ.

(48)

Так как на нашем заводе нагрузка 6 кВ составляет 15 % от общей, то распределения принимаем равное 10 кВ.

5.1 Выбор схемы распределения электроэнергии

Схемы внутреннего электроснабжения делятся на: радиальные и магистральные. Радиальными называются схемы, в которых электроэнергию от центра питания передают прямо к цеховой подстанции без ответвлений на пути для питания других потребителей.

Магистральные схемы применяют в системе внутреннего электроснабжения предприятий в том случае, когда потребителей достаточно много и радиальные схемы питания явно нецелесообразны. Рекомендованы для потребителей второй и третьей категорий. Для данного проекта это КЛ: ГПП - цех №4 - цех №6 и т.п.

В практике проектирования и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий редко встречаются схемы, построенные только по радиальному или только магистральному принципу. Обычно крупные и ответственные потребители или приемники питаются по радиальной схеме. Средние и мелкие потребители группируются и их питание осуществляется по магистральному принципу.

.2 Выбор силовых распределительных пунктов 10 кВ и 0,4 кВ

Для рационального использования РУ мощность РП должна выбираться таким образом, чтобы питающие его линии, выбранные по допустимому току и проверенные по току короткого замыкания, были полностью загружены (с учетом послеаварийного режима), а число отходящих линий от РП, как правило, должно быть не менее 8 - 10. Маломощные линии должны укрупняться, а если по условиям размещения нагрузок это не возможно, то следует применять магистральные схемы. Для данного проекта установка РП не целесообразна по экономическим соображениям. Питание будем осуществлять от ГПП к ТП непосредственно.

Если нагрузка цеха на напряжение до 1000В не превышает 150 - 200 кВ∙А, то в данном цехе ТП можно не предусматривать, а электроприемники цеха запитываются с шин ближайшей ТП кабельными ЛЭП 0,4 кВ. Для этого проекта - это цеха №5, 7, 16.

5.3 Выбор мощности и места размещения цеховых трансформаторных подстанций

При проектировании рекомендуется применять комплектные трансформаторные подстанции (КТП), изготовляемые на комбинатах, транспортируемые в собранном виде до места установки со всем оборудованием.

Число КТП и мощность трансформаторов на них определяется средней мощностью за смену цеха, удельной плотностью нагрузки и требованиями электроснабжения.

Количество трансформаторов согласно [1] устанавливаемых в цехе можно определить из выражения:

.(49)

Согласно СН 174-75 для трансформаторов цеховых подстанций следует, как правило, принимать следующие коэффициенты загрузки:

для цехов с преобладающей нагрузкой 1-й категории при двухтрансформаторных подстанциях - 0,65 ¸ 0,7

для цехов с преобладающей нагрузкой 2-й категории при однотрансформаторных подстанциях с взаимным резервированием - 0,7 ¸ 0,8

для цехов с преобладающей нагрузкой 2-й категории при использовании централизованного резерва трансформаторов и для цехов с нагрузкой 3-й категории - 0,9 ¸ 0,95.

РП и ТП располагают по возможности В ЦЭН цеха, когда РП или ТП нельзя расположить в ЦЭН, то место расположения смещается в сторону ИП.

Цеховые трансформаторы выбираются по (за минусом мощности БСК) с учетом - удельной плотности нагрузки.

Удельная мощность цеха:

,(50)

где F - площадь цеха, м².

При определении мощности трансформаторов следует учесть, что если не превышает 0,2 кВ∙А/м², то при любой мощности цеха мощность трансформаторов должна быть не более 1000 кВ∙А. Если в пределах 0.2-0,3 кВ∙А/м², то единичная мощность трансформаторов может приниматься равной 1600 кВ∙А. Если более 0,3 кВ∙А/м², то на ТП могут устанавливаться трансформаторы 2500 кВ∙А.

Таблица 9 - Сведения о нагрузках 0,4 кВ

№ цеха	, кВ·А, м², кВ∙А/м²
1	2921	9600	0,30
2	1883	13200	0,14
3	1004	1920	0,52
4	1525	5000	0,31
5	99,7	3000	0,03
6	602,2	5000	0,12
7	5,8	200	0,03
8	1250	6000	0,21
9	1358	6000	0,23
10	292,2	2400	0,12
11	208,0	1840	0,11
12	267,7	2088	0,13
13	1445	468	3,09
14	334,6	1920	0,17
15	1406	3696	0,38
16	60,2	200	0,30
17	1433	1664	0,86
18	1263	3696	0,34
19	1417	3696	0,38

Из таблицы 9 видно, что в цехах № 1, 3, 13, 15-19 трансформаторы могут быть более 1000 кВ∙А. В цехах № 5, 7 и 16 установка трансформаторов не целесообразна из-за малой мощности, питание осуществим от ближайшего ТП.

Порядок выбора и расчет потерь мощности в трансформаторах рассмотрим на примере цеха № 2 (механический цех №1).

Определим удельную нагрузку рассматриваемого цеха:

кВ∙А/м²

т.к. плотность электрической нагрузки не превышает 0,2 кВ∙А/м², то мощность трансформаторов не может быть больше 1000 кВ∙А. По величине расчетной максимальной мощности выбираем две двухтрансформаторные ТП с трансформаторами марки ТМГ - 630/10 и проверяем их на перегрузочную способность:

; (51)

.(52)

Отсюда следует, что данные трансформаторы обеспечивают резервирование.

Таблица 9 - Выбор число ТП и числа трансформаторов 10/0,4 кВ

№ ТП	Потребители (№ цехов)	S, кВ∙А	Число КТП, число и мощность трансформаторов	Категория
				Н.Р.	П.А.Р.
1	1	2921	2 КТП 2´1000 кВ∙А	0,73	1,46	1
2	2	1883	2 КТП 2´630 кВ∙А	0,75	1,49	2
3	3 и 14	1004	1 КТП 2´630 кВ∙А	0,80	1,59	2 и 3
4	4	1525	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,76	1,53	2
5	6	602,2	1 КТП 1´1000 кВ∙А	0,60	-	3
6	8, 17, 7 и 16	1316	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,66	1,32	2 и 3
7	9, 5, 10 и 11	1457	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,73	1,46	2 и 3
8	10	292,2	1 КТП 1´400 кВ∙А	0,73	-	3
9	11 и свет	292,8	1 КТП 1´400 кВ∙А	0,73	-	3
10	12	267,7	1 КТП 1´400 кВ∙А	0,67	-	3
11	13 и 12	1445	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,72	1,44	2 и 3
12	14	334,6	1 КТП 1´400 кВ∙А	0,84	-	3
13	15	1406	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,70	1,41	2
14	17	1433	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,72	1,43	3
15	18	1263	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,63	1,26	2
16	19 и 18	1417	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,71	1,42	2 и 2
17	20 и 15	1406	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,70	1,41	2 и 2
18	21	482,0	1 КТП 2´400 кВ∙А	0,60	1,20	1

.4 Выбор способа канализации электрической энергии

По территории завода передачу электрической энергии будем осуществлять КЛЭП.

При распределении электроэнергии по КЛЭП необходимо произвести выбор трассы, способа прокладки и типа кабеля.

Правильный выбор трассы является одним из основных факторов, определяющих материалоёмкость КЛЭП и удобство её эксплуатации. Не рекомендуются пересечения КЛЭП между собой, а также трубопроводами и другими коммуникациями. КЛЭП прокладываются в блоках, каналах, по стенам зданий, а также в траншеях. Внутри зданий силовые кабели могут прокладываться в каналах, туннелях, блоках и кабельных этажах.

При выборе способа прокладки силовых кабелей, согласно [8], необходимо учитывать следующие рекомендации:

- в одной траншее целесообразно прокладывать не боле шести кабелей;

при числе кабелей более 20 рекомендуется прокладка в каналах, туннелях;

В распределительных сетях промышленных предприятий для передачи в одном направлении мощности более 15-20 МВÌА следует применять токопроводы [8]. Для этого дипломного проекта сечения 240 мм² будет достаточно, поэтому от применения токопровода отказываемся.

5.5 Потери мощности в трансформаторах КТП

После проведенного выбора трансформаторов производим окончательный расчет потерь мощности в них. Для этого необходимо определить потери активной и реактивной мощности по формулам:

;(53)

;(54)

;(55)

;(56)

,(57)

где - мощность потерь холостого хода трансформатора; - мощность потерь короткого замыкания (справочные данные); _. - коэффициент загрузки в нормальном режиме, - расчетная максимальная нагрузка цеха, кВ∙А, - номинальная мощность трансформатора, кВ∙А.

Рассчитаем потери в одном трансформаторе цеха № 2 (механический цех):

кВт;

квар;

квар.

кВ∙А.

После определения количества и мощности трансформаторов цеховых КТП, нанесем на генеральный план схему канализации электроэнергии по территории промышленного предприятия, нанося при этом трассы кабельных линий электропередачи (см. рис. 9).

Таблица 11 - Справочные характеристики трансформаторов 10/0,4 кВ

Тип трансформатора	, кВт, кВт, %, %
ТМ-400/10	1,05	5,5	4,5	2,1
ТМ-1000/10	2,45	12,2	5,5	1,4
ТМ-1600/10	3,3	18	5,5	1,3
ТМ-2500/10	4,6	25	5,5	1

Выбираем все трансформаторы с естественным конвекционным масляным охлаждением Самарского завода "Электрощит", т.к. сухие трансформаторы малой мощности стоят дороже масляных.

Таблица 12 - Потери в трансформаторах 10/0,4 кВ

№ ТП	Число КТП и мощность трансформаторов	, кВт, квар, квар, квар, кВ∙А
1	2 КТП 2´1000 кВ∙А	0,73	8,96	14	55	43,34	44,26
2	2 КТП 2´630 кВ∙А	0,75	5,80	12,6	34,65	31,94	32,47
3	1 КТП 2´630 кВ∙А	0,80	6,38	12,6	34,65	34,60	35,18
4	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,76	9,54	14	55	45,98	46,96
5	1 КТП 1´1000 кВ∙А	0,60	6,87	14	55	33,95	34,64
6	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,66	7,73	14	55	37,82	38,60
7	1 КТП 2´1000 кВ∙А	8,93	14	55	43,20	44,12
8	1 КТП 1´400 кВ∙А	0,73	3,98	8,4	18	18,00	18,44
9	1 КТП 1´400 кВ∙А	0,73	4,00	8,4	18	18,05	18,49
10	1 КТП 1´400 кВ∙А	0,67	3,51	8,4	18	16,46	16,83
11	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,72	8,82	14	55	42,71	43,61
12	1 КТП 1´400 кВ∙А	0,84	4,90	8,4	18	21,00	21,56
13	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,70	8,48	14	55	41,19	42,05
14	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,72	8,71	14	55	42,23	43,12
15	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,63	7,31	14	55	35,92	36,66
16	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,71	8,58	14	55	41,63	42,50
17	1 КТП 2´1000 кВ∙А	0,70	8,48	14	55	41,17	42,03
18	1 КТП 2´400 кВ∙А	0,60	3,05	8,4	18	14,93	15,24

.6 Выбор сечения и марки проводников системы распределения

Выбор сечения кабельных линий ЛЭП производится в соответствии с требованиями ПУЭ с учетом нормальных и послеаварийных режимов работы электрической сети и перегрузочной способности кабелей различной конструкции. При прокладке кабельных линий в земле допустимая токовая нагрузка на жилу кабеля в нормальном и ПАР режимах определяются по выражениям:

,(58)

где - поправочный коэффициент учитывающий фактическую температуру окружающей среды;

- поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле (в трубах и без таковых);

- коэффициент допустимой перегрузки, который зависит от вида изоляции

- коэффициент, учитывающий фактическое тепловое сопротивление грунта;

- коэффициент, учитывающий фактическое рабочее напряжение;

- допустимая токовая нагрузка на жилу кабеля по таблицам ПУЭ (или справочника) для различных марок кабеля (для различной изоляции кабеля);.

Коэффициентами и можно приравнять единицеПри проверке сечения кабеля по условиям послеаварийного режима для кабельных линий напряжением до 10 кВ необходимо учитывать допускаемую в течение пяти суток на время ликвидации аварии перегрузку в зависимости от вида изоляции (для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена - 10%).

Произведем выбор и проверку кабельных линий электропередачи, результаты расчетов сведем в таблицу 13.

Рассмотрим пример расчета линии № 4 от ГПП до цеха № 3 (механический цех №2). В этом цехе установлена двухтрансформаторная КТП, от которой также получает питание цех №14:

Расчетный ток в нормальном режиме линии № 2:

А,(59)

где - потери в трансформаторе, - число КТП, установленных в цехе.

в послеаварийном режиме - ток линии сразу всей КТП:

А. (60)

Выбор кабеля производим по нагреву током нормального и послеаварийного режимов с учетом поправочных коэффициентов.

По таблице стандартных сечений предварительно намечаем кабель сечением 70 мм² с допустимым длительным током 210 А. При проектировании будем использовать на 10 кВ кабель марки АПвПг, для потребителей 0,4 кВ - ААШВУ.

; (61)

,(62)

где А - допустимая токовая нагрузка на жилу кабеля по таблицам ПУЭ для токопроводящей жилы сечением 70 мм² с изоляцией из сшитого полиэтилена; - поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле; - поправочный коэффициент для кабелей в зависимости от удельного теплового сопротивления земли (для нормальной почвы ); - коэффициент перегрузки (при послеаварийном режиме для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена - 10%). По послеаварийной перегрузке кабель проходит.

Окончательно принимаем кабель марки 3´АПвПг-10-1´70. После нахождения тока короткого замыкания проверяем данный кабель на термическую стойкость.

Рисунок 9 - Транспорт электроэнергии авторемонтного завода

6. Технико-экономические расчеты при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий

Выбор рационального напряжения

При проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий важным вопросом является выбор рациональных напряжений для схемы, поскольку их значения определяют параметры линий электропередачи и выбираемого электрооборудования подстанций и сетей, а следовательно, размеры капиталовложений, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы. Рациональное построение системы электроснабжения во многом зависит от правильного выбора напряжения системы питания и распределения электроэнергии.

Для определения приближенного значения рационального напряжения воспользуемся формулой (30), рассчитанной ранее кВ

Далее, намечают два ближайших значения стандартных напряжений (одно меньше , а другое больше ) и на основе ТЭР окончательно выбирают напряжение питания предприятия.

Варианты стандартных значений напряжения: 35 кВ и 110 кВ.

Критерием для выбора варианта системы питания является минимум суммарных дисконтных затрат, т.е. разновременных затрат, приведенных к одному периоду - началу сооружения объекта.

Расчет приведенных затрат при напряжении 35 кВ

Исходные данные:

- длина линии: =6 км;

стоимость электроэнергии: =3,5 руб./кВт·ч;

число часов использования максимума нагрузок: =6094,09 час;

сопротивление трансформатора: =0,3185 Ом; (ТДН-16000/35У1).

напряжение питания: =35 кВ;

Удельные сопротивления провода (активное) Ом/км (АС-185мм²).

Ом, (63)

Для определения необходимо выбрать материал опор и определить район по гололеду. Примем, что линия 2х-цепная выполнена на металлических опорах, а район по гололеду для заданного района проектирования - 2.

Согласно укрупненным показателям стоимость сооружений линий за километр: АС-185 - 22 тыс. руб./км. [22, табл.9.5]

Тогда капитальные вложения на сооружение линий:

тыс. руб.

Сравнение производят для следующей схемы РУ ВН:

Рисунок 10 - Схема электроснабжения для расчета рационального напряжения

Для ОРУ подстанций выбираем блока линия - трансформатор с выключателями (стоимость 5,4 тыс. руб.). [22, табл.9.14]

В качестве стоимости трансформаторов принимаем расчетную стоимость

(=58 тыс. руб. - трансформатор 16 МВА). [22, табл.9.18]

Постоянная часть затрат на сооружение подстанции 35\10 - 70 тыс. руб. [1, табл.9.35]

тыс. руб.(64)

тыс. руб.(65)

тыс. руб.(66)

тыс. руб.(67)

Кроме капитальных вложений на сооружение сети необходимо рассчитать ежегодные издержки на эксплуатацию сети. Для линий 35 кВ суммарный коэффициент , для подстанций 35/6 кВ - [22, табл.8.2].

тыс. руб.(68)

тыс. руб.(69)

Величина потерь мощности в линиях:

кВт.(70)

Величина потерь мощности в трансформаторах:

кВт.(71)

Время максимальных потерь, ч/год [определяется по заданному числу часов использования максимума ].

часов в год .(72)

Окончательно получаем:

млн. руб.(73)

Ежегодные эксплуатационные расходы:

тыс. руб.(74)

Минимум приведенных затрат:

тыс. руб.(75)

где - норма дисконта, равная 0,08 . . . 0,12;

Расчет приведенных затрат при напряжении 110 кВ

Исходные данные:

- длина линии: =6 км;

стоимость электроэнергии: =3,5 руб./кВт·ч;

число часов использования максимума нагрузок: =6094,09 час;

сопротивление трансформатора: =2,42 Ом; (ТДН-16000/110У1).

напряжение питания: =110 кВ;

Удельные сопротивления провода (активное) Ом/км (АС-70 мм²).

Ом, (76)

Примем, что линия 2х-цепная выполнена на металлических опорах на 110 кВ, а район по гололеду для заданного района проектирования - 2.

Согласно укрупненным показателям стоимость сооружений линий за километр: АС-70 - 17,3 тыс. руб./км. [22, табл.9.5]

Тогда капитальные вложения на сооружение линий:

тыс. руб.(77)

Для расчета необходимо предварительно выбрать схемы ОРУ. Для ОРУ подстанций выбираем блока линия - трансформатор с выключателями (стоимость 36 тыс. руб.). [22, табл.9.14]

В качестве стоимости трансформаторов принимаем расчетную стоимость

(=61 тыс. руб. - трансформатор 16 МВА). [22, табл.9.19]

Постоянная часть затрат на сооружение подстанции 110/6 - 130 тыс. руб.

тыс. руб.

Кроме капитальных вложений на сооружение сети необходимо рассчитать ежегодные издержки на эксплуатацию сети. Для линий 110 кВ суммарный коэффициент , для подстанций 35/6 кВ -

тыс. руб.

Величина потерь мощности в линиях:

кВт.

Величина потерь мощности в трансформаторах:

кВт.

Окончательно получаем:

млн. руб.

Ежегодные эксплуатационные расходы:

тыс. руб.(78)

Минимум приведенных затрат:

тыс. руб.(79)

Таблица 12а - Результаты расчетов приведенных затрат

U, кВ	З, млн. руб	К, тыс.руб.	И, тыс.руб.
35	4142	11319	3338
110	3931	13713	2722

Вывод: так как приведенные затраты при напряжении 110 кВ получились меньше приведенных затрат при напряжении 35 кВ, поэтому целесообразно принять рациональное напряжение 110 кВ.

7.
Расчет токов короткого замыкания

При учебном проектировании будем применять метод эквивалентных ЭДС. Он используется для расчета токов трехфазного короткого замыкания и токов прямой последовательности несимметричных КЗ. Наиболее часто определяются токи в начальный момент короткого замыкания.

Расчет производят исходя из следующих положений. Все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки, работают с номинальной нагрузкой. Синхронные машины имеют автоматические регуляторы напряжения и устройства быстродействующей форсировки возбуждения. Короткое замыкание наступает в такой момент времени, при котором ток КЗ имеет наибольшее значение.

Схема расчета

Электродвижущие силы всех источников питания совпадают по фазе. Расчетное напряжение каждой ступени принимают на 5% выше номинального напряжения сети (среднее номинальной напряжение), а именно: 115; 10,5; 6,3; 0,4; 0,23 кВ.

Расчет токов КЗ производится для выбора и проверки электрических аппаратов, токоведущих частей по условию электродинамической стойкости, с целью обеспечения систем электроснабжения надежным в работе оборудованием.

Точка К-1

Выбираем базисные величины: МВ·А,

кВ.

Расчет ведем в относительных единицах.

кА.(80)

Сопротивление системы, приведенное к базисным условиям: о.е.

Сопротивление ВЛЭП:

о.е.;(81)

о.е. (82)

Результирующее сопротивление схемы замещения до точки К-1:

о.е.; (83)

о.е.;(84)

о.е. (85)

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-1:

кА.(86)

Ударный ток КЗ в точке К-1:

кА. (87)

Где - ударный коэффициент (по таблице 6.3) [11].

Далее приведем расчет для максимального и минимального режимов, причем учтем, что влияние двухфазного КЗ (в общем виде учитывается как ) по отношению к трехфазному.

Выбираем базисные величины: МВА, кВ.

Сопротивление системы, приведенное к базисным условиям:

Ом; (88)

Ом(89)

Сопротивление ВЛЭП:

Ом (90)

Результирующее сопротивление схемы замещения до точки К-1:

Ом;(91)

Ом(92)

Значение тока КЗ в точке К-1:

кА;(93)

кА;(94)

кА.(95)

Точка К-2

кВ; кА.(96)

Сопротивление трансформатора ТДН-16000/110:

о.е.; (97)

Результирующее сопротивление схемы замещения до точки К-2:

о.е.;(98)

о.е.

о.е.;(99)

кА.(100)

Ток подпитки АД не учитываем, т.к двигатели подключены через трансформаторы 10/6 кВ.

Значение токов от двигателя (неучтенная подпитка):

Тип АД (цех № 1): 4А3М-1250/6000-УХЛ4, общее число двигателей - 3, кВ·А, о.е., о.е. Согласно таблице 13 двигатели запитаны кабелем 3´АПвПг-10-1´95.

Сопротивление кабельной линии ПГВ-АД-1250:

о.е.;

о.е.,

о.е.

Ток одного двигателя ПГВ:

кА

Ток неучтенной подпитки

кА.

При выборе оборудования 10 кВ прибавим и этот ток

Ударный ток КЗ в точке К-3:

кА. (101)

где - ударный коэффициент (по таблице 6.3) [11].

Расчет максимального и минимального режимов:

Для расчета сопротивления трансформатора нам необходимы следующие значения:

%, %, кВ, кВ.

Сопротивление трансформатора ТДН-16000/110:

Ом; (102)

Ом; (103)

Результирующее сопротивление схемы замещения до точки К-2:

Ом; (104)

Ом;(105)

кА;(106)

кА;(107)

кА.(108)

Точка К-3

Расчет проводим в именованных единицах. Систему принимаем системой бесконечной мощности, сопротивление системы равно нулю (,).

Сопротивление силового трансформатора ТМ-1000-10

мОм,

мОм;

Сопротивление трансформатора тока не учитываем.

Сопротивление автоматического выключателя:

мОм, мОм;

Сопротивление контактов:

мОм - для контактных соединений шинопроводов,

мОм - для контактных соединений коммутационных аппаратов.

Сопротивление шин:

мОм, мОм;(109)

Сопротивление дуги:

мОм.(110)

Результирующее сопротивление схемы замещения до точки К- 3:

мОм(111)

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-3:

кА.(112)

Ударный ток КЗ:

кА.(113)

Результаты расчета токов КЗ сведены в табл. 14.

Таблица 14 - Расчет токов короткого замыкания

Точка К.З.	Напряжение , кВПериодическая составляющая тока К.З. , кАУдарный ток К.З. , кА
К-1	110	3,849	10,342
К-2	10	6,992	17,799
К-3	0,4	15,975	28,852

8. Выбор и проверка элементов системы электроснабжения предприятия

Основной критерий выбора при выборе аппарата - соблюдение условия:

,(114)

где - номинальное напряжение аппарата; _. - номинальное напряжение сети.

При протекании номинального тока при номинальной температуре окружающей среды аппарат может работать неопределенно долго без допустимого перегрева. Поэтому аппарат надлежит выбирать так, чтобы максимальный действующий рабочий ток цепи не превышал номинального тока, указанного в паспорте аппарата (расчетная температура окружающей среды принята +35⁰С).

,(115)

где - номинальный ток аппарата; - наибольший ток утяжеленного режима.

Аппараты, выбранные по номинальному напряжению и номинальному току, подлежат проверке на термическую и динамическую стойкость при токах короткого замыкания.

.1 Выбор и проверка высоковольтных выключателей

Высоковольтный выключатель - коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения цепей высокого напряжения как в нормальном, так и в аварийном режимах. В пределах одного РУ рекомендуется применять однотипные выключатели.

В современных распределительных устройствах 6-10 кВ и выше применяют элегазовые, бесконтактные, вакуумные выключатели.

Выбор высоковольтных выключателей осуществляется по условиям:

по электродинамической стойкости при токах короткого замыкания .

по отключающей способности на возможность отключения симметричного тока.

по термической стойкости проверка осуществляется по расчетному импульсу квадратичного тока КЗ.

Ток в питающей линии ВЛЭП в нормальном режиме по (41):

А.

ток в линии в послеаварийном режиме (ПАР) по (46):

кА²/с.(116)

сек.

Таблица 15 - Выбор выключателя 110 кВ

Условия выбора	Каталожные данные аппарата	Расчетные параметры цепи
кВкВ
АА
кАкА
кАкА
кА²/3 скА²/с

Выключатель ВГТ-110-40/2500У1 по условиям проверки проходит. Принимаем его к установке.

.2 Выбор и проверка разъединителей

Предварительно выбираем: разъединитель[17, табл. 5.5] РНДЗ.1-110/2000У1 - разъединитель наружной установки, однополюсного исполнения, двухколонковый с заземляющими ножами

Таблица 16 - Выбор разъединителя 110 кВ

Условия выбораКаталожные данные аппаратаРасчетные параметры цепи
кВкВ
АА
кАкА
кА²/3скА²/с

Разъединитель РНДЗ.1-110/2000У1 по условиям проверки проходит. Принимаем его к установке.

8.3 Выбор и проверка выключателей нагрузки и предохранителей

Выбираем выключатель на отводе трансформатора ТДН-16000/110.

Рабочий ток:

А.(117)

ток послеаварийном режиме (ПАР) для расщепленной обмотки:

кА .(118)

Проверим выключатель по более жесткому режиму: полуторократная перегрузка по току трансформатора:

кА.

После нахождения токов на вводах 10 кВ необходимо определиться с выбором типа ячеек КРУ. Выбираем серию и К-63 (отходящие линии и ввод) [23].

Таблица 17 - КРУ 10 кВ серии К-63

Серия	, кВ, кВ, АТок, кА
				отключения	термической стойкости	динамической стойкости
К-63	10	12	1600	31,5	31,5/3	80

Предварительно выбираем выключатель марки BB/TEL-10-12,5/1600У2 [7, табл. 20] - выкуумный выключатель внутренней установки ().

кА²/с.(119)

сек.

Таблица 18 - Выбор выключателя 10 кВ

Условия выбора	Каталожные данные аппарата	Расчетные параметры цепи
кВкВ
АА
кАкА
кАкА
кА²/3скА²/с

Выбираем на все отходящие КЛ - выключатели вакуумные BB/TEL-10-12,5/630У2 [7, табл. 20].

На магистральных линиях основным коммутационным аппаратом является выключатель нагрузки. Произведем его выбор. Максимальный ток (ПАР) на магистральной линии ГПП-ТП8 - 171,95 А. Предварительно выбираем выключатель нагрузки марки BНПР-10-400/20-У2 [7, табл. 22] - автогазовый выключатель внутренней установки ().

Тогда

кА²/с.

Таблица 18а - Выбор выключателя нагрузки 10 кВ

Условия выбора	Каталожные данные аппарата	Расчетные параметры цепи
кВкВ
АА

(при наличии предохранителя)кАкА
кАкА

Выбираем для защиты магистральных присоединений предохранители марки ПКТ101-10-16-12,5У3 [7, табл. 23] с номинальным током предохранителя 16 кА и номинальным током отключения 12,5 кА.

Выключатели ВВ/ТЕL-10-12,5/1600У2 (ввод), ВВ/ТЕL-10-12,5/630У2 и BНПР-10-400/20-У2 по условиям проверки проходит. Принимаем его к установке на вводы и на отходящие линии. Для установки на ГПП (РУНН) принимаем ячейки марки К-63. Даже с учетом подпитки от двигателей выключатели проходят.

.4 Выбор и проверка трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбираются по номинальному напряжению, номинальному первичному току и проверяются по электродинамической и термической стойкости к токам КЗ. Особенностью выбора трансформаторов тока является выбор по классу точности и проверка на допустимую нагрузку вторичной цепи. Трансформаторы тока для присоединения счетчиков, по которым ведутся коммерческие расчеты, должны иметь класс точности 0,5. Для технического учета допускается применение трансформаторов тока класса точности 1, для включения указывающих электроизмерительных приборов - не ниже 3, для релейной защиты - класс 10(Р). Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому принимают Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:

.(120)

Для определения сопротивления приборов, питающихся от трансформаторов тока, необходимо составить таблицу - перечень электроизмерительных приборов, устанавливаемых в данном присоединении. Суммарное сопротивление приборов рассчитывается по суммарной мощности, Ом:

,(121)

где - суммарная мощность, потребляемая приборами, В·А; - номинальный ток вторичной обмотки трансформатора, А.

Сопротивление контактов принимают 0,05 Ом при двух-трех и 0.1 - при большем количестве приборов. По напряжению и току в первичной обмотки трансформатора тока выбираем трансформатор тока марки ТШЛ-10УТ3

Таблица 19 - Выбор трансформатора тока 10 кВ

Проверку на динамическую стойкость не делаем, т.к. это шинный трансформатор тока. Трансформаторы тока включены в сеть по схеме «неполной звезды» на разность токов двух фаз (см. рис. 14)

Рисунок 14 - Схема включения приборов к ТТ.

Чтобы трансформатор тока не вышел за заданные пределы класса точности, необходимо выполнение условия

. .(122)

Таблица 20 - Наименование приборов

Наименование прибора	Количество	S_пр.А,В·А	S_пр.С,В·А
Счетчик активной и реактивной энергии «Евро-Альфа» [28]	2	2´2,5	2´2,5

Суммарное сопротивление приборов рассчитывается по суммарной мощности:

Ом.(123)

Сопротивление соединительных проводов определяем по площади сечения и длине проводов (при установке приборов в шкафах КРУ l = 6 м, т.к. схема соединения - неполная звезда, то ):

мОм.(124)

Сопротивление контактов r_к принимаем 0,1 Ом (т.к. приборов более 3), тогда

Ом.(125)

Трансформатор тока по условиям проверки подходит.

.5 Выбор и проверка трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения на ГПП (РУНН) выбираем по конструкции, схеме соединения;

где - номинальное напряжение сети, к которой присоединяется трансформатор напряжения, кВ; - номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, кВ; класс точности. Проверку ТН осуществляют по мощности вторичной обмотки для выбранного класса точности: , где - расчетная мощность, потребляемая вторичной цепью, В∙А; - номинальная мощность вторичной цепи трансформатора напряжения, обеспечивающая его работу в заданном классе точности, В·А.

Выбираем трансформатор напряжения марки НАМИТ-10-У2, на рис. 14 показана схема подключения измерительных приборов.

Таблица 21 - Выбор трансформатора напряжения

Наименование прибора	Количество	S_пр,В·А	S_å_пр_,В·А
Частотомер Д-337	1	3	3
Счетчик активной и реактивной энергии «Евро-Альфа» [28]	25	2,5	57,5

Рисунок 14 - Схема электрических соединений НАМИТ.

кВ; класс точности 0.5;

В·А³ В·А,(126)

т.о трансформатор напряжения подобран правильно.

.6 Проверка кабельных линий на термическую стойкость

Поскольку процесс КЗ кратковременный, то можно считать, что все тепло, выделяемое в проводнике кабеля, идет на его нагрев.

Максимально допустимые кратковременные повышения температуры при КЗ для силовых кабелей принимаются: с изоляцией из сшитого полиэтилена до 10 кВ с медными и алюминиевыми жилами - 200⁰С. Определим минимальное сечение кабельной линии отходящей от ГПП (для кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена и алюминиевыми жилами С = 95):

;(127)

кА²/с.(128)

мм², ближайшее большее сечение 70 мм².

Таким образом все кабельные линии, отходящие от ГПП, выбранные сечением менее 70 мм² меняем соответственно на АПвПг-10-1×70. Данные сечения проходит по термической стойкости.

.7 Выбор и проверка коммутационных аппаратов 0,4 кВ

К аппаратам, устанавливаемым в сетях низкого напряжения, относятся рубильники, предохранители, автоматы, трансформаторы тока и напряжения.

Выключатели автоматические (автоматы) служат для коммутации электрических цепей в нормальном режиме и отключения тока: при коротких замыканиях, перегрузках и недопустимых снижениях напряжения.

При выборе аппаратов к ним должны предъявляться требования надежности и безопасности в работе при наименьших затратах.

Все аппараты должны:

· соответствовать условиям окружающей их среды и роду;

· удовлетворять условиям работы в нормальном режиме;

· быть устойчивыми к токам КЗ.

Выбираем автоматический выключатель на стороне 0,4 кВ трансформатора ТМ-2500/10.

А. (132)

Выбираем выключатель марки ВА 75-47 [7, табл. 28]

Таблица 23 - Выбор автоматического выключателя 0,4 кВ

Условия выбора	Каталожные данные аппарата	Расчетные параметры цепи
ВВ
АА
кА кА

Выключатель по условиям проверки подобран правильно.

Уставка тока срабатывания защиты от перегрузки:

А (133)

Принимаем уставку электромагнитного расцепителя А.

Автоматы проверяются по току отключения , по ударному току ,(134)

где - допустимый ударный ток для аппарата, гарантированный комбинатом; - ударный ток КЗ из расчета; - действующее значение тока отключения, допустимое для аппарата, гарантированное комбинатом; - действующее значение тока КЗ из расчета.

8.8 Выбор понижающего трансформатора 10/6 кВ

Данный трансформатор необходим к установке в цеха с нагрузкой 6 кВ: № 1 (литейная, печи стального и цветного литья), т.к. распределительная сеть 10 кВ, а нагрузка цеха - 6 кВ.

Рассмотрим цех №: кВ·А, двигателей 3 шт. по 1250 кВт (или 1404 кВ·А). Необходима установка трансформатора 1600 кВ·А на каждый двигатель.

Выбираем трансформатор ТМЗ-1600/10 с кВ, кВ Самарского завода «Электрощит».

9. Расчет релейной защиты систем электроснабжения

.1 Расчет токов короткого замыкания

Виды защит двигателя:

от междуфазных КЗ

Защита от замыкания на землю обмотки статора

Защита от перегрузки МТЗ-2

Защита от пониженного напряжения

Значения токов КЗ, рассчитанные в разделе 7.

Точка КЗ	, кА, кА, кА
К-2	8,869	5,318	4,606

9.2 Расчёт уставок релейной защиты асинхронного двигателя 4АЗМ-1250/6000

Для защиты асинхронного двигателя выбираем устройcтво МПРЗА типа Сириус-Д

.2.1 Защита от междуфазных КЗ

В качестве основной защиты от междуфазных КЗ предусматриваем токовую отсечку с использованием МПРЗА типа Сириус-Д. Ток срабатывания отсечки определяем исходя из условий отстройки пускового тока двигателя:

А(131)

при условии, что до КЗ электродвигатель работал с номинальной нагрузкой, где

А. (132)

Ток срабатывания реле отсечки рассчитывается по выражению:

А, (133)

(134)

где - коэффициент отстройки, учитывающий апериодическую

составляющую тока КЗ и погрешность реле МПРЗА типа Сириус-Д;

- коэффициент схемы при включении реле на фазные токи

трансформаторов тока;

- коэффициент трансформации трансформатора тока (200/5).

Определяем чувствительность защиты:

.(135)

.2.2 Защита от замыкания на землю обмотки статора

Необходимо определить уставки токовой защиты от замыкания на корпус обмотки статора синхронного электродвигателя, подключенного к сети с изолированной нейтралью, суммарный емкостной ток которой по условию задания А. Электродвигатель связан с ГПП линией сечением 120 мм² длиной 100 м. Реле защиты подключено к ТТНП типа ТЗЛМ.

Емкость фазы статора двигателя определяется по выражению:

Ф(136)

Собственный емкостной ток электродвигателя вычисляется по формуле:

А, (137)

где - номинальная частота сети, Гц.

Собственный емкостной ток линии, входящей в зону защиты, определяется по выражению:

А, (138)

где - собственный емкостной ток единицы длины линии ;

l - длина линии; m - число проводов кабелей в фазе линии.

Установившееся значение собственного емкостного тока защищаемого присоединения определяется как сумма емкостных токов электродвигателя и линии от места установки ТТНП до линейных выводов электродвигателя:

А.(139)

Первичный ток срабатывания защиты определяем по выражению:

, (140)

где К_о - коэффициент отстройки, принимаемый равным1.2¸1.3;

К_Б - коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока в момент зажигания дуги.

А.

Принятое значение первичного тока срабатывания защиты удовлетворяет условиям чувствительности к однофазным замыканиям на землю и в линии к электродвигателю, и в обмотке статора.

Суммарный емкостной ток одной секции без двигателя:

А.

, . (141)

.2.3 Защита от перегрузки МТЗ-2

Ток срабатывания реле МТЗ электродвигателя рассчитывается по выражению:

(142)

(143)

где - коэффициент отстройки при действии МТЗ на отключение;

- коэффициент возврата индукционной части реле МПРЗА типа Сириус-Д . Принимаем уставку по току А.

Выдержка времени МТЗ от перегрузки выбирается из условия надёжного несрабатывания защиты при пуске электродвигателя:

с,

где с - время пуска для электродвигателя.

.2.4 Защита от пониженного напряжения

Для электродвигателей ответственных механизмов предусматривается защита минимального напряжения с действием на отключение с выдержкой времени 0,5¸1,5с. Напряжение срабатывания защиты принимается:

В.(144)

При номинальном вторичном напряжении трансформатора напряжения

В В.

10. Самозапуск электродвигателей

Целью данного раздела является расчет процесса восстановления нормальной работы электропривода без вмешательства персонала после кратковременного перерыва электроснабжения или глубокого снижения напряжения.

Главная задача самозапуска - сохранить работоспособность технологической линии и наиболее полно использовать средства автоматизации СЭС.

При кратковременном нарушении электроснабжения самозапуск обычно допустим как для самих механизмов, так и для их ЭД.

Если невозможно обеспечить самозапуск всех двигателей, то в первую очередь необходимо обеспечить самозапуск ЭД для ответственных механизмов первой категории по надежности электроснабжения, отключение которых по условиям технологии невозможно.

Самозапуск заключается в том, что при восстановлении электроснабжения после его кратковременного нарушения электродвигатели автоматически восстанавливают свой нормальный режим работы. Отличительные особенности самозапуска по сравнению с обычным пуском:

одновременно пускается группа электродвигателей;

в момент восстановления электроснабжения и начала самозапуска часть или все электродвигатели вращаются с некоторой скоростью;

самозапуск обычно происходит под нагрузкой.

Рассмотрим цех № 1(литейная, печи стального и цветного литья) - первая категория, запитаны с ПГВ, установлены асинхронные двигатели 3х4АЗМ-1250/6000 УХЛ4.

Таблица 23 - Справочные данные двигателя:

Р_Н, кВт	U_H, кВ	η, %	cos , кг∙м²
1250	6	96,3	0,89	5,5	2,1	1,3	0,7	22,5

Двигатель получает питание с ГПП, то время перерыва электроснабжения примем сек., момент инерции механизма примем равным (насосная), момент сопротивления механизма , показатель степени, характеризующий механизм , число оборотов в минуту .

Электромеханическая постоянная времени механизма м двигателя определяется:

,(166)

где - синхронное число оборотов в минуту, - номинальная мощность двигателя.

с.

Выбег определяется по формуле:

,(167)

где - время нарушения электроснабжения, - момент сопротивления механизма.

Скольжение:

(168)

Коэффициент загрузки:

, (169)

Скольжение:

(170)

За базисную мощность принимаем мощность питающего трансформатора, установленного на ГПП МВ∙А, базисное напряжение кВ.

Сопротивление системы:

Ток КЗ на шинах 10 кВ: кА.

Мощность КЗ:

МВ·А (171)

Сопротивление системы:

о.е.(172)

Сопротивление кабельной линии, питающей данный двигатель (95 мм²):

о.е.(173)

Сопротивление понижающего трансформатора 10/6 кВ

о.е.

Нагрузка учитывается только реактивным сопротивлением:

о.е.(174)

(175)

Пусковая мощность:

кВ∙А(176)

Индуктивное сопротивление двигателя:

о.е.(177)

Суммарное сопротивление до двигателя:

о.е.(178)

о.е. (179)

Напряжение самозапуска без активного сопротивления:

о.е.(180)

Проверим возможность самозапуска:

М_А>M_мех(155)

о.е.;(181)

(182)

Из расчета видно, что самозапуск возможен.

Избыточный момент:

(183)

Время самозапуска:

с.(184)

Дополнительный нагрев:

°С, (185)

где - плотность тока в обмотках .

Вывод: расчет показывает, что самозапуск возможен, причем нагрев обмоток будет минимален.

11. Расчет заземляющего устройства подстанции

На подстанции необходимы три вида заземлений: защитное, рабочее, молниезащитное.

Защитное заземление необходимо для обеспечения безопасности персонала при обслуживании электроустановки. К защитному заземлению относятся заземления металлических нетоковедущих частей установки, нормально не находящихся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции. Заземление позволяет снизить напряжение прикосновения до безопасного уровня.

Рабочее заземление предназначено для создания нормальных условий работы электроустановок. К рабочему заземлению относится заземление нейтралей трансформаторов, генераторов, дугогасительных катушек.

Молниезащитное заземление необходимо для обеспечения эффективной защиты электроустановок от грозовых перенапряжений. К молниезащитному заземлению относятся заземления молниеотводов, разрядников, опор линий, тросов, крыш закрытых распределительных устройств.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя, находящегося в непосредственном соединении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Для всех трех видов заземлений может использоваться одно и то же заземляющее устройство, но при этом его сопротивление выбирается по наиболее жестким требованиям, т.е. по наименьшей допустимой величине. Для рабочего и защитного заземления всегда используется общий заземлитель. Причем наименьшее допустимое сопротивление обычно имеет защитное сопротивление.

Рассмотрим порядок расчета и конструкцию защитного заземления.

Для расчета защитного заземления используются два основных инженерных способа: 1) коэффициентов использования; 2) наведенных потенциалов.

Для учебных целей, когда точных данных нет, обычно пользуются первым способом.

В настоящее время расчет заземлителей производится в большинстве случаев по допустимому сопротивлению заземлителя. И лишь заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью в районах с большим удельным сопротивлением земли, в том числе в районах многолетней мерзлоты ПУЭ, рекомендует выполнять по допустимому напряжению прикосновения [1, с. 106].

Поэтому мы рассмотрим способ коэффициентов использования, расчет выполним по допустимому сопротивлению растекания тока.

По [13] выберем открытую типовую подстанцию 110/10 кВ с размерами . Определяем периметр типовой подстанции: м.

электрический трансформатор схема

Начальные данные (вариант 13):

Климатическая зона	2
Ток замыкания на низ. стороне, А	19
Грунт	Глина
Удельное сопротивление, Ом∙м	51
Параметры системы трос-опора
Сопротивление опоры, Ом	11
Длина пролета, м	290
Сечение троса, мм²	90
Высота оборудования
Портала, м	11
Трансформатора, м	6
ЗРУ, м	6

Сопротивление растеканию заземляющего устройств подстанции должно быть следующим:

) на высокой стороне сопротивление заземления подстанции следует взять согласно [1] Ом.

) на низкой стороне воспользуемся формулой:

, но не более 10 Ом;(186)

где - расчетный ток замыкания на землю, А.

За расчетный ток в сетях с изолированной нейтралью принимается полный ток замыкания на землю при полностью включенных присоединениях электрически связанной сети. Ток замыкания можно определить по приближенной формуле

(187)

где U - линейное напряжение сети, кВ; l_К и l_В - общая длина электрически связанных между собой кабельных и воздушных линий, км. Для нашего случая А. Применив формулу увидим, что на низкой стороне Ом (расчетное - Ом).

Определение сопротивления искусственного заземлителя

Сопротивления естественных заземлителей обычно измеряют, при этом результат измерения следует умножить на коэффициент сезонности (табл. 2 или 3). При отсутствии измеренного сопротивления его можно оценить по формулам, выведенным для искусственных заземлителей аналогичной формы [14], или специальным формулам.

(188)

где - расчетное, т.е. наибольшее (с учетом сезонных колебаний), сопротивление заземления одной опоры, Ом r -активное сопротивление троса на длине одного пролета, Ом; n - число тросов в опоре. Активное сопротивление стального троса r = 0,15× l /S, где l -длина пролета, м; S - сечение троса, мм².

Для нашего случая: сопротивление одной опоры Ом, длина пролета м, сечение троса мм², линия двухцепная, защищена одним тросом. По расчету получается сопротивление системы трос-опора Ом. Следовательно этого не достаточно, значит необходим искусственный заземлитель: Ом.

Если сопротивления естественных заземлителей недостаточно, то применяются искусственные заземлители. Искусственные заземлители - это металлические электроды, заглубленные в землю специально для устройства заземлений. На подстанциях обычно выполняются контурные заземлители, они состоят из вертикальных электродов, связанных между собой горизонтальным электродом, уложенным на глубину 0,5 - 0,7 м по контуру подстанции (рис. 18).

.3 Выбор формы и размеров электродов

Вертикальные электроды в контуре не следует устанавливать слишком часто, ток как при этом они экранируют друг друга, увеличивая суммарное сопротивление.

Взаимное влияние электродов заземлителя друг на друга учитывается в расчете введением коэффициента использования вертикальных и горизонтального электродов, которые зависят от отношения , где - среднее расстояние между вертикальными электродами; - периметр контурного заземлителя, - число вертикальных электродов, l - длина вертикального электрода.

Соединения горизонтальных и вертикальных электродов осуществляется сваркой. Окраска электродов запрещена.

Для вертикальных электродов выбираем прутки из черной стали диаметром мм (до 2008 года использовался мм), длиной м, а для горизонтальных полосу мм. Первый расчет - приблизительный, а потом уже уточняющий расчет. Весь процесс расчетов расписывать нецелесообразно, поэтому выпишем лишь те значения, которые необходимы.

Выбор количества электродов

Предварительно выбираем рекомендованные 50 электродов. Для этих данных расстояние между электродами м, а отношение . Тогда расчетное значение .

Определим расчетное удельное сопротивление грунта

С учетом коэффициента сезонности , грунт - глина с Ом´м. Ом´м.

Произведем расчет для горизонтальных электродов. Коэффициент сезонности . Ом´м.

Определяем сопротивление растеканию тока одного электрода

Для вертикального электрода:

, (189)

где - длина вертикального электрода, м; - диаметр электрода, м; - расстояние от поверхности грунта до середины электрода, м.

У нас м, м, м. Тогда Ом.

Определяем примерное число вертикальных электродов

При предварительно принятом коэффициенте использования вертикальных электродов :

, (190)

где - необходимое сопротивление искусственного заземлителя, для нашего случая это электродов.

Определяем сопротивление растеканию тока

Для горизонтального электрода

, (191)

где - длина горизонтального электрода, м; - глубина его заложения, м; - диаметр электрода, м. Для полосы шириной подставляют вместо эквивалентный диаметр .

У нас м, м. Тогда Ом.

Уточнение коэффициентов использования

На плане подстанции вновь наносится схема заземлителя, по вычисленному значению определяется среднее значение и по отношению (- длина вертикального электрода) уточняется коэффициент использования вертикальных () и определяется коэффициент использования горизонтального () электродов.

Определяем уточненное число вертикальных электродов

С учетом проводимости горизонтального электрода:

(192)

Если уточненное число вертикальных электродов более чем на 10% отличается от примерного числа , то рекомендуется уточнить коэффициенты использования и и повторить расчет . На нашей подстанции электродов, округлим в сторону увеличения и получим необходимое значение - 49 электрода.

Определяем окончательное сопротивление растекания принятого группового заземлителя:

. (193)

Это сопротивление должно быть .

Требуемое значение сопротивления: Ом;

Расчетное значение сопротивления: Ом;

Запас: 0,012

Для выравнивания потенциала на поверхности земли с целью снижения напряжения прикосновения и шагового напряжения применяются выравнивающие сетки. На открытых подстанциях рекомендуется укладывать сетки на глубине 0,5 - 0,7 м с размером ячеек 6 -12 м. Сопротивление сетки в расчетах не учитывается, обеспечивая дополнительное (резервное) уменьшение сопротивления.

Разработка системы электроснабжения авторемонтного завода

Разработка системы электроснабжения авторемонтного завода

Таблица 3 - Расчет электрических нагрузок

Таблица 4 - Расчет электрических нагрузок (продолжение)

Таблица 5 - Расчет потерь в трансформаторах

Таблица 9 - Сведения о нагрузках 0,4 кВ

Таблица 9 - Выбор число ТП и числа трансформаторов 10/0,4 кВ

Выбор рационального напряжения

Расчет приведенных затрат при напряжении 35 кВ

Расчет приведенных затрат при напряжении 110 кВ

Точка К-1

9.2 Расчёт уставок релейной защиты асинхронного двигателя 4АЗМ-1250/6000

.2.1 Защита от междуфазных КЗ

Похожие работы на - Разработка системы электроснабжения авторемонтного завода