Электроснабжение металлургического завода

Из паспортных данных выключателя: i_с = 52 кА

I_уд - ударный ток в точке К2, в кА.

52 ? 20,6 Условие (7.7) выполняется.

Выбранный выключатель типа: ВВУ-СЭЩ-10-20/1600

7.2 Выбор разъединителя со стороны 35(110) кВ

Разъединители - это аппараты, предназначенные для создания видимых разрывов в цепях при ремонтных работах. Они не предназначены для отключения токов нагрузки и токов КЗ, т.к. не имеют дугогасительных устройств.

Из условия:

U_ном ? U _уст , (7.8)

где U_ном - номинальное напряжение разъединителя, в кВ. Из паспортных данных разъединителя: U_ном = 35 кВ. U _уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

Из главы 3.2 U _уст = 35 кВ Условие (7.8) выполняется.

Выбираем разъединитель на стороне (35) 110 кВ типа:

1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.10) , в А:

Номинальный ток разъединителя из паспортных данных: I_ном =1000 А, что соответствует условию, в А: I_ном. I_р.мах (7.7)

2) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в кА²с:

В_к ? В_к.расч. (7.8)

В_к = I_T² ? t_т , (7.9)

где I_т - предельный ток термической стойкости, в кА;

Из паспортных данных разъединителя: I_т = 20 кА

t_т- время протекания тока термической стойкости , в с

Из паспортных данных разъединителя: t_т = 3 c

_.В_к = 20² ? 3 = 1200 кА²с

В_к.расч = I_n,⁽³⁾² • t_расч , (7.10)

где I_n,⁽³⁾ - ток КЗ в точке К2, в кА

t_расч = t_р.з.+ t_ов - расчетное время КЗ, в с

t_р.з.= (от 0,12 до 2,5) - время срабатывания релейной защиты, в с

t_ов - собственное время отключения выключателя с приводом, в с

По условию селективности:

t_расч = 2,5+0,5 +0,05 = 3,05 с

В_к.расч =

Условие (7.10) выполняется.

4) Проверяем на электродинамическую стойкость, в кА.

i_c ? I_уд (7.11)

где I_с - амплитудное значение предельного сквозного тока (ток электродинамической стойкости), в кА;

Из паспортных данных разъединителя: i_с = 50 кА

I_уд - ударный ток в точке К1, в кА.

50 ? 12,8

Условие (7.11) выполняется.

Выбранный разъединитель типа: РГП СЭЩ-35/1000-УХЛ 1 с приводом.

7.3 Выбор короткозамыкателя

Короткозамыкатели предназначены для создания искусственного КЗ.

Из условия:

U_ном ? U _уст , (7.12)

где U_ном - номинальное напряжение высоковольтного выключателя, в кВ.

Из паспортных данных выключателя: U_ном = 35 кВ

U _уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

ИЗ главы 3.2 U _уст = 35 кВ

Условие (7.12) выполняется.

Выбираем короткозамыкатель (устанавливают на стороне (35) 110 кВ) типа:

1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.10) , в А:

2) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в кА²с: _.В_к ? В_к.расч. (7.14)

В_к = I_T² ? t_т , (7.15)

где I_т - предельный ток термической стойкости, в кА;

Из паспортных данных разъединителя: I_т = 12,5кА

t_т- время протекания тока термической стойкости , в с

Из паспортных данных короткозамыкателя: t_т = 4 c

В_к = (12,5)² ? 4 = 625 кА²с

В_к.расч = I_n,⁽³⁾² • t_расч , (7.16)

где I_n,⁽³⁾ - ток КЗ в точке К2, в кА

t_расч = t_р.з.+ t_ов - расчетное время КЗ, в с

t_р.з.= (от 0,12 до 2,5) - время срабатывания релейной защиты, в с

t_ов- собственное время отключения выключателя с приводом, в с

По условию селективности:

t_расч = (2,5+0,5 +0,05) = 3,05 с

В_к.расч =

Условие (7.16) выполняется.

4) Проверяем на электродинамическую стойкость, в кА.

i_c ? I_уд (7.17)

где I_с - амплитудное значение предельного сквозного тока (ток электродинамической стойкости), в кА;

Из паспортных данных короткозамыкателя: i_с = 42 кА

I_уд - ударный ток в точке К1, в кА.

42 ? 20,6

Условие (7.17) выполняется.

Выбранный короткозамыкатель типа: КРН-35 У1

7.4 Выбор отделителя

Отделители отличаются от разъединителей способом управления. Разъединители позволяют дистанционное и ручное (по месту) включение и отключение. Отделители отключаются автоматически после прекращения искусственного КЗ, созданного короткозамыкателем с помощью реле РБО, а включается дистанционно или в ручную.

По конструкции и по коммутационной способности отделители практически не отличаются от разъединителей и выбираются по тем же условиям.

Из условия:

U_ном ? U _уст , (7.18)

где U_ном - номинальное напряжение , в кВ.

Из паспортных данных отделителя: U_ном = 35 кВ

U _уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

Из главы 3.2 U _уст = 35кВ

Условие (7.18) выполняется.

Выбираем отделитель на стороне (35) 110 кВ типа:

1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.10) , в А:

Номинальный ток отделителя из паспортных данных: I_ном = 630 А,

что соответствует условию, в А: I_ном. I_р.мах (7.19)

2) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в кА²с:

В_к ? В_к.расч. (7.20)

В_к = I_T² ? t_т , (7.21)

где I_т - предельный ток термической стойкости, в кА;

Из паспортных данных отделителя: I_т =12,5 кА; t_т- время протекания тока термической стойкости , в с. Из паспортных данных отделителя: t_т = 4 c

В_к = (12,5)² ? 4 = 625 кА²с

В_к.расч = I_n,⁽³⁾² • t_расч , (7.22)

где I_n,⁽³⁾ - ток КЗ в точке К1, в кА

t_расч = t_р.з.+ t_ов - расчетное время КЗ, в с

t_р.з.= (от 0,12 до 2,5) - время срабатывания релейной защиты, в с

t_ов- собственное время отключения выключателя с приводом, в с

По условию селективности:

t_расч = (2,5+0,5 +0,05) = 3,05 с

В_к.расч =

Условие (7.3) выполняется.

4) Проверяем на электродинамическую стойкость, в кА.

i_c ? I_уд (7.23)

где I_с - амплитудное значение предельного сквозного тока (ток электродинамической стойкости), в кА;

Из паспортных данных разъединителя: i_с = 80 кА

I_уд - ударный ток в точке К1.

80 ? 12,8

Условие (7.23) выполняется.

Выбранный отделитель типа: ОДЗ-35.630 У1

7.5 Выбор измерительных трансформаторов

Трансформаторы тока и напряжения предназначены для питания катушек измерительных приборов и реле, а так же для снижения тока и напряжения до безопасных и удобных для эксплуатации величин.

7.5.1 Выбор трансформатора тока

Трансформаторы тока на стороне 35 (110) кВ встраивают в вывода высоковольтных выключателей или силовых трансформаторов и устанавливают на отдельных фундаментах, на стороне 10 (6) кВ в ячейках КРУ или КСО.

Трансформаторы тока всегда должны работать при короткозамкнутых вторичных обмотках.

Вторичное напряжение трансформаторов тока в большинстве случаях 5 В.

Из условия:

U_{ном ВН} ? U _уст , (7.24)

где U_номВН - номинальное напряжение на первичной обмотке трансформатора тока, в кВ.

Из паспортных данных трансформатора тока: U_{ном ВН} = 6 кВ

U _уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

Из главы 3.1 U _уст = 6 кВ. Условие (7.24) выполняется.

Выбираем трансформатор тока на стороне (6) 10 кВ типа:

Произведём расчет и выбор выключателя для вводного фидера ПС.

1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.13) , в А:

Номинальный ток трансформатора тока: I_ном = 1500 А, что соответствует условию, в А:

I_ном. I_р.мах (7.25)

2) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в кА²с:

В_к ? В_к.расч. (7.26)

_.В_к = I_T² ? t_т или В_к = (I_{ном •} К_т⁾² ? t_т , (7.27)

где I_т - предельный ток термической стойкости, в кА

Из паспортных данных трансформатора тока: I_т = 31,5 кА

t_т- время протекания тока термической стойкости , в с

Из паспортных данных трансформатора тока: t_т = 3 c

В_к = (31,5)² ? 3 = 2977 кА²с

В_к.расч = I_n,⁽³⁾² • t_расч , (7.28)

где I_n,⁽³⁾ - ток КЗ в точке К2, в кА

t_расч = t_р.з.+ t_ов - расчетное время КЗ, в с

t_р.з.= (от 0,12 до 2,5) - время срабатывания релейной защиты, в с

t_ов- собственное время отключения выключателя с приводом, в с

По условию селективности:

t_расч = (2+0,5) + 0,05 = 2,55 с

В_к.расч = (8,2)² ? 2,55 = 171,4 кА²с

Условие (7.28) выполняется.

3) Проверяем на электродинамическую стойкость, в кА.

i_c ? I_уд или i_ном • К_т ? I_уд (7.29)

где I_с - амплитудное значение предельного сквозного тока (ток электродинамической стойкости), в кА;

Из паспортных данных выключателя: i_с = 81 кА

I_уд - ударный ток в точке К2, в кА.

81 ? 20,6

Условие (7.29) выполняется.

4) По вторичной нагрузке трансформатора, в Ом (можно не проверять):

Z₂ < Z_{2 ном.} ,

Выбранный трансформатор типа: ЗНОЛ.06

7.5.2 Выбор трансформатора напряжения

Различаются трансформаторы напряжения на однофазные и трёхфазные.

Трансформаторы напряжения всегда должны работать в режиме холостого хода, т.е. при большом сопротивлении на вторичной обмотке.

Вторичное напряжение трансформаторов напряжения, применяемых на ПС 100 В.

Из условия:

U_{ном ВН} ? U _уст , (7.30)

где U_{ном ВН} - номинальное напряжение на первичной обмотке трансформатора напряжения, в кВ.

Из паспортных данных трансформатора напряжения: U_{ном ВН} = 6 кВ

U _уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

Из главы 3.1 U _уст = 6 кВ

Условие (7.30) выполняется.

Выбираем трансформатор напряжения на стороне 6кВ типа: НОЛП

7.6 Выбор ограничителей перенапряжения

Изоляция электрооборудования и сетей в процессе эксплуатации под для защиты вакуумного выключателя от перенапряжений ввергается воздействию перенапряжения.

Перенапряжения бывают внешними и внутренними.

Внешние связаны с действием атмосферного электричества, т.е. появляются при прямых ударах молнии на территории подстанции или вносятся на территорию подстанции по воздушным линиям и возникают при вторичных проявлениях молнии. Защита от прямых ударов молний осуществляется с помощью стержневых молниеотводов.

Защита от вторичных проявлений молний осуществляется путем заземления металлических конструкций с использованием выравнивающей сетки и присоединение к сетям заземления подземных металлических инженерных коммуникаций.

Защиту изоляции трансформатора от перенапряжений выполняют с помощью вентильных разрядников и ОПН, устанавливаемых со стороны ВЛ. Их выбирают по напряжению установки.

Выбираем ограничитель перенапряжения на 35 (110) кВ типа:

ОПН - Т / TEL 6/7,6

Выбираем ограничитель перенапряжения на 10 (6)кВ типа:

ОПН - Т / TEL 35/3,5

8. Расчёт стоимости электроэнергии

Промышленные предприятия составляют с энергоснабжающей компанией договор потреблению электроэнергии. В нем указывается допустимая присоединенная мощность, с которой предприятие участвует в потреблении электроэнергии в часы максимума энергосистемы - это активная мощность в кВт.

Под тарифом понимается система отпускных цен на электроэнергию дифференцированных для различных групп потребителей.

В настоящее время тарифы, предусмотренные прейскурантом цен на электроэнергию N09-01, и корректируется с учетом инфляционных коэффициентов.

Согласно этому прейскуранту применяется 2 системы тарифов: одноставочный и двухставочный.

Предприятие с установленной мощностью более 750 кВА рассчитываются за электроэнергию по двуставочному тарифу.

Произведем расчет электроэнергии по двухставочному тарифу:

Стоимость электроэнергии, в рублях рассчитывается:

С_э = А*Р_р + В*W_а (8.1)

А•Р_р - основная ставка тарифа,

где А - стоимость электроэнергии в руб. за 1 кВт присоединенной договорной максимальной тридцатиминутной мощности предприятия, участвующей в максимуме нагрузки.

Р_р - договорная мощность, в кВт (в КП Р_р = Р_{р.НН.ЭП +} Р_р.ВВ.ЭП)

В•W_а - дополнительная ставка тарифа,

где В - стоимость за 1 кВт•час израсходованной электроэнергии учтенную счетчиками

W_а - годовой расход электроэнергии (в КП W_а=Р_р•Т_м) , в кВт•час

W_а = 9918,5 * 4500 = 44633250 кВт•час

С_э = 40 * Р_р.пред + 2 * W_а = 40 * 9918,5 + 2 * 44633250 = 89663240 руб.год

Заключение

В данном курсовом проекте было спроектировано электроснабжение завода «Автонормаль» спроектированы и выбраны сети внешнего, внутризаводского и внутрицехового электроснабжении.

Рассчитаны нагрузки, выбраны трансформаторы ГПП, напряжения и схемы внутризаводских, внутрицеховых сетей и сетей внешнего электроснабжения, рассчитаны токи к.з, рассчитаны линии электропередач и линий, питающих предприятие, рассчитаны сборные шины ГПП, выбрано высоковольтное оборудование: высоковольтные выключатели, разъединители, короткозамыкатели, отделители.

Все рассчитанные параметры системы электроснабжения удовлетворяют всем требованиям, поэтому система может считаться пригодной для практического применения на производстве с высокой гибкостью, экономичностью и надежностью работы.

Список используемых источников

1. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. “Электроснабжение промышленных предприятий и установок”, Москва: Энергоатомиздат 1989 г

2. Правила устройства электроустановок (ПУЭ 6-7 издание)

3. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных предприятий. - М. - АСАДЕМА, 2006 электрооборудования” (под редакцией Барыбина Ю.Г. и других). М.: Энергоатомиздат, 1991.

4. “Справочник по проектированию электроснабжения” (под редакцией Барыбина Ю.Г.). М.: Энергоатомиздат, 1990.

5. Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К., Чиркова. “Электрооборудование электрических станций и подстанций”. М.: ACADEMIA, 2004.

6. «Справочник по проектированию электросетей и электрооборудования». Под редакцией Ю.Г. Барыбина. М: Энергоатомиздат 1991г.