Проектирование системы внутреннего электроснабжения предприятия

6) Активное и индуктивное сопротивления шин:

мОм;

мОм,

где , - удельные активное и индуктивное сопротивления шинопровода ШРА73 с I_ном=250 А при I_п.ав=242,6 А, мОм/м [9, табл.3];

- длина шины, м.

Тогда суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления цепи кз равны:

мОм;

мОм.

Начальное действующее значение периодической составляющей трехфазного тока кз:

кА.

Сила ударного тока КЗ:

кА.

где =1,3 [3, стр.131].

Определяем ток однофазного короткого замыкания:

, (73)

где - полное сопротивление петли «фаза-ноль»;

- полное сопротивление трансформатора току замыкания на корпус.

, (74)

где , - удельные активное и индуктивное сопротивления фазного провода;

, - удельные активное и индуктивное сопротивления нулевого провода.

Эти сопротивления равны соответственно:

==0,24 Ом/км; ==0,06 Ом/км.

мОм;

мОм; (75)

кА.

6.3 Проверка выбранных кабелей на термическую стойкость

Определяем тепловой импульс тока короткого замыкания, считая, что приведенное время на стороне 10 кВ - релейной защиты с выдержкой времени 0,05 с; полное время отключения выключателя 0,025 с [3, табл. Б.67]; постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания с [3, стр.103].

Приведенное время составит:

с. (76)

Проверку кабельных линий 10 осуществляем по току КЗ в точке К-2.

Тепловой импульс тока короткого замыкания для линий 10 кВ:

А²•с. (77)

Минимальное сечение по термической стойкости для линий 10 кВ:

мм², (78)

где С_Т - температурный коэффициент, А•с^1/2/мм² [3, табл. 5.4].

Все выбранные ранее кабельные линии удовлетворяют условию термической стойкости.

7. Выбор оборудования

7.1 Выбор высоковольтных выключателей на ГПП

Ток в линии трансформатора:

- в нормальном режиме

А;

- в послеаварийном режиме

А.

Принимаем к установке элегазовые выключатели ВГУ-110 [12, стр.47, табл.10]. Параметры выбранных выключателей приведены в таблице 7.1. Проверка выключателя приведена в таблице 7.2.

Тепловой импульс тока КЗ:

кА²•с.

7.2 Выбор разъединителей на ГПП

По расчетным токам продолжительных режимов на РУСН выбираем разъединитель РН СЭЩ - 110/1250 [13].

7.3 Выбор выключателей, установленных в линейных ячейках КРУ 10 кВ

В качестве распределительного устройства на ГПП 10 кВ используем комплектное распределительное устройство КРУ-СЭЩ-70 производства ОАО «Самарский завод «Электрощит» г. Самара [13]. КРУ-СЭЩ-70 предназначено для приёма и распределения трёхфазного электрического тока промышленной частоты на напряжении 6(10) кВ.

КРУ набирается из ячеек, каждая из которых выполняет свою функцию, например: ячейка отходящего фидера, ячейка трансформатора напряжения.

В качестве основных коммутационных аппаратов на вводе применяются вакуумные выключатели с электромагнитным приводом ВВУ-СЭЩ-Э(П)-10 производства ОАО «Самарский завод «Электрощит» [13]. В названии: В-выключатель; В- вакуумный; У- унифицированный; 6-номинальное напряжение, кВ; УХЛ3-климатическое исполнение и категория размещения.

Расчетный ток в послеаварийном режиме будет равен:

А.

Принимаем к установке выключатели ВВУ-СЭЩ-Э(П)-10/1600. Значение тока I_по принимаем в точке К2. Выключатель ВВУ-СЭЩ-Э-10 проходит по всем условиям.

Для отходящих линий выбираем выключатели ВВУ-СЭЩ-Э(П)-10/1000, установленные в выкатных ячейках.

В ячейках также установлены трансформаторы тока типа ТОЛ-СЭЩ-10 с номинальным током первичной обмотки, соответствующим расчётному току линии; трансформаторы напряжения 3НОЛ-СЭЩ-10-1, защищённые предохранителями ПКТ-101-10 [3, табл. Б.70] и ограничителями перенапряжения ОПН-КС -10 [3, табл. Б.77]. Всё оборудование климатического исполнения УХЛ3.

Класс точности трансформатора напряжения = 0,2; 0,5; 1,0; 3,0.

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения =50,150,300,600 ВА.

7.4 Выбор оборудования КТП

В качестве цеховых трансформаторных подстанций выбираем комплектные трансформаторные подстанции производства «Самарский завод «Электрощит» г. Самара.

ТП1 - 2КТПП-1000/10/0,4-У3 - тупиковая двухтрансформаторная подстанция;

ТП2 - 2КТПП-1000/10/0,4-У3 - тупиковая двухтрансформаторная подстанция;

ТП3 - 2КТПП-1000/10/0,4-У3 - тупиковая двухтрансформаторная подстанция;

ТП4 - 1КТПП-630/10/0,4-У3 - тупиковая однотрансформаторная подстанция;

ТП5 - 2КТПП-630/10/0,4-У3 - тупиковая двухтрансформаторная подстанции;

ТП6 - 2КТПП-1600/10/0,4-У3 - тупиковая двухтрансформаторная подстанция;

ТП7 - 2КТПП-1600/10/0,4-У3 - тупиковая двухтрансформаторная подстанция;

ТП8 - 1КТПП-630/10/0,4-У3 - тупиковая однотрансформаторная подстанция;

ТП9 - 2КТПП-1600/10/0,4-У3 - тупиковая двухтрансформаторная подстанция;

ТП10 - 2КТПП-1600/10/0,4-У3 - тупиковая двухтрансформаторная подстанция;

ТП11 - 1КТПП-630/10/0,4-У3 - тупиковая однотрансформаторная подстанция.

В качестве силового трансформатора возьмем выбранные ранее трансформаторы марки ТМГ.

В ячейках КТПП установлены трансформаторы тока типа ТШЛ-СЭЩ-0,66, выключатель нагрузки ВНА-СЭЩ-10.

На стороне НН установлены вводные и секционный автоматические воздушные выключатели ВА-СЭЩ-TD производства «Самарский завод «Электрощит» г. Самара [13].

В качестве примера рассмотрим выбор оборудования для КТПП-9, цеха 10 (как цех с максимальной нагрузкой). Нагрузка ТП9 равна S_р =1935,52 кВА. Протекающий ток утяжеленного режима на стороне НН ток будет равен I_п.ав=2793,68 А Выбираем вводной автоматический выключатель ВА-СЭЩ-В с номинальным током 3200 А с микропроцессорным расцепителем типа S. кА²•с.

8. Расчет заземления и молниезащиты

8.1 Расчет заземляющего устройства

Основной защитной мерой от поражения электрическим током являются устройства защитного заземления.

Защитное заземление - преднамеренное соединение с землёй металлических частей электроустановки, которые случайно могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции сети или электроприёмников.

Защитное заземление устанавливается в электроустановках до 1 кВ с изолированной нейтралью в обязательном порядке, в электроустановках выше 1 кВ - как с изолированной, так и с глухозаземленной нейтралью. Соединение с землей осуществляется посредством металлических электродов или групп электродов, соединенных параллельно. Они называются заземлителями.

Назначение защитного заземления заключается в создании между металлическим корпусом электроустановки и землёй электрического соединения достаточно малого сопротивления, тогда большая часть тока протекает через это сопротивление.

Длина электрически связанных кабельных линий 10 кВ:

+ =

=0,156+0,196+0,166+0,16+2•0,128+4•0,139,4=1,492 км.

Сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора на стороне 0,4 кВ согласно ПУЭ [10] должно быть не более 4 Ом.

Сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора на стороне 10 кВ равно:

 ? 10 Ом, (79)

где - напряжение относительно земли, принимаем =125 В, т.к. заземляющее устройство устанавливается для электроустановки как до, так и выше 1 кВ (ТП 10/0,4 кВ),

- ток, который протекает в месте замыкания фазы на землю в электроустановках с изолированной нейтралью, А, он равен:

, (80)

где - междуфазное напряжение установки, для которой ведется расчет, кВ;

, - длина электрически связанных кабельных и воздушных линий, км.

Т.к. используются только кабельные линии, то расчетный ток замыкания на землю рассчитывается по формуле:

А. (81)

Тогда сопротивление заземляющего устройства:

Ом.

Т.к. ТП является электроустановкой различных напряжений, то в качестве расчетной величины сопротивления берется наименьшее из имеющихся, т.е. =4 Ом.

Определим удельное расчетное сопротивление грунта:

Ом•м=180•10² Ом•см, (82)

где - коэффициент сезонности, учитывает засыхание, замерзание и т.д., =1,8 при применении стержневых электродов для климатической зоны России - 2 [3, табл. 8.1].

- измеренное удельное сопротивление грунта, принимаем =100 Ом•м для суглинка [3, табл. 8.2].

В качестве заземлителей используем прутковые с диаметром d=12 мм и длиной l=5 м. Тогда сопротивление одиночного заземлителя равно:

Ом. (83)

Предварительно заземлители размещаются на расстоянии а=3м друг от друга. Определяем число вертикальных заземлителей:

шт ? 16шт. (84)

Расположение заземлителей принимаем по контуру. Периметр подстанции равен 32800 мм [14, стр. 77].

8.2 Расчет молниезащиты

Наиболее опасным проявлением молнии с точки зрения поражения зданий и сооружений является прямой удар (ПУМ).

Подстанции небольших размеров, как правило, защищаются стержневыми молниеотводами одинаковой выбранной высоты (не более 40-50 м). Конструкция молниеотвода представлена на рисунке 15.

От прямых ударов молнии ОРУ-110 кВ защищаются стержневыми молниеотводами, которые устанавливаются на порталах.

Для защиты ГПП принимаем два стержневых молниеотвода высотой h=50 м.

По степени надёжности защиты различают два типа зон:

А - степень надёжности защиты > 99,5%

Б - степень надёжности защиты 95 - 99,5%.

Для одиночного стержневого молниеотвода определяются параметры молниезащиты для зон.

Зона А:

Высота вершины конуса стержневого молниеотвода , м:

м. (85)

Определяем радиусы защиты на уровне земли:

м. (86)

Определяем радиусы защиты на высоте защищаемого сооружения:

м, (87)

где м - высота защищаемого объекта (ГПП) [14, стр.216].

Определяем высоту стержневого молниеприёмника:

м. (88)

Определяем активную высоту молниеотвода:

м. (89)

Зона Б:

Высота вершины конуса стержневого молниеотвода , м:

м. (90)

Определяем радиусы защиты на уровне земли:

м. (91)

Определяем радиусы защиты на высоте защищаемого сооружения:

м, (92)

Определяем высоту стержневого молниеприёмника:

м.

Определяем активную высоту молниеотвода:

м.

Для защиты электроустановок от внутренних и грозовых перенапряжений применяем ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН).

Заключение

В ходе курсового проекта было рассмотрено электроснабжение тракторного. Основными требования были надежность, экономичность и экологичность. Начальным этапом проектирование было определение расчетных нагрузок, выбор места расположения ГПП и проектирование внешнего электроснабжения. Выбор производился по двум вариантам 110 и 35 кВ. Из проведенного технико-экономического сравнения наиболее оптимальным и экономичным является использование линии с напряжением 35 кВ, потому что она требует затрат на 8,13 % меньше, чем линия с напряжением 110 кВ, но внешнее электроснабжения осуществляем на напряжении 110 кВ, т.к. предусматривается расширение завода.

Во втором этапе задача состояла в проектирование внутреннего электроснабжения завода. Было рассмотрено два варианта схемы проектирования внутреннего электроснабжения. По результатам расчета наиболее экономичным является вариант 2. Разница в затратах 2х вариантов составила 5,21%.

После выбора внутреннего электроснабжения, третьим этапом выполнялся расчет токов КЗ и проверка линий по термической стойкости. Все выбранные ранее кабельные линии 10 кВ удовлетворяют условию термической стойкости.

В четвертом этапе производился выбор основного оборудования: выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и напряжения и т.д..

Пятым этапом проектирования стал расчет заземляющего устройства и стержневых молниеотводов на ГПП.

Список литературы

1. Справочник по электроснабжению промышленный предприятий.В 2-х кн. / под общ. ред. А.А.Федорова и Г.В. Сербиновского. - Кн.2. Технические сведения об оборудовании.- М.: Энергия, 1974. - 528 с.

2. Справочная книга для проектирования электрического освещения/ под ред. Г.М. Кнорринга. Л.: Энергия, 1976. -384 с.

3. Наумов И.В., Лещинская Т.Б., Бондаренко С.И. Проектирование систем электроснабжения: учебное пособие. - 2-е изд., / Под общей редакцией И.В.Наумова. - Иркутск: ИрГСХА, 2011. - 327 С.

4. Степанов В.С. Методические указания для выполнения экономической части дипломного проекта по специальности 140211 «Электроснабжение» / В.С. Степанов. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2011. - 49с.

5. Справочник по проектированию электрических сетей / под ред. Д. Л. Файбисовича. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: ЭНАС, 2012. - 376 с.

6. ГОСТ 28249-93 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.

7. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), изд. 7, 2001 - 2004.

8. Акишина А.Г., Старостина Э.Б. Электрооборудование станций и подстанций/ Акишина А.Г., Старостина Э.Б. - Иркутск, ИрГТУ- 2007 г.

Размещено на Allbest.ru