Электроснабжение автомобильного завода

Размещено на http://www.allbest.ru/

36

Курсовая работа

Тема «Электроснабжение автомобильного завода»



Содержание

Исходные данные на проектирование

1. Расчет электрических нагрузок по заводу

2. Выбор числа трансформаторов и компенсация реактивной мощности

2.1Определение потерь мощности в блоках ЦТП

2.2 Определение высоковольтных расчетных нагрузок

2.3 Расчет компенсации реактивной мощности на шинах 6 -10 кВ ГПП

3. Технико-экономические сравнения вариантов схем внешнего электроснабжения

3.1 первый вариант схемы внешнего электроснабжения для напряжения 110 кВ

3.2 Второй вариант схемы внешнего электроснабжения для напряжения 10 кВ

4. Выбор оборудования на напряжение свыше 1 кВ

5. Выбор выключателей:

6. Выбор кабелей

7. Выбор шин ГПП

Заключение

Список использованной литературы



Исходные данные на проектирование

Схема генерального плана завода (рисунок 1).

Сведения об электрических нагрузках по цехам завода.

Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлены два параллельно работающих трансформатора по 63 МВА, напряжением 115/10,5 кВ. Мощность к.з. на стороне 115 кВ равна 1250 МВА.

Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 1,1 км.

Завод работает в две смены.

Таблица 1 Электрические нагрузки

№ цехов	Наименование	Вариант А
		Кол-во ЭП, n	Установленная мощность, кВт
			Одного ЭП, Рн	?Рн
1	Цех шасси и главного конвейера	500	1/200	18000
2	Моторный цех	280	4/150	8300
3	Прессово-кузновой цех	180	10/150	5600
4	Термический цех	47	7/150	700
5	Цех топливной аппаратуры	100	1/40	2800
6	Экспериментальный цех	80	1/100	1200
7	Склад масел и химикатов	10	1/40	110
8	Деревоперерабатывающий цех	100	1/40	2100
9	Сварочно-заготовительный цех	150	1/80	4100
10	Литейный цех серого чугуна: а) 0,4 кВ	70	1/150	6600
	б) ДСП 12т	4	По каталогу
11	Литейный цех цветных металлов: а) 0,4 кВ	100	1/80	3500
	б) ДСП 6т	2	По каталогу
12	Заводоуправление, столовая	50	1/80	500
13	Компрессорная:
	а) 0,4 кВ	15	1/30	230
	б) СД 10 кВ	4	4000	16000



1. Расчет электрических нагрузок по заводу

Определение tgц:

Цех шасси и главного конвейера:

tgц===1.98

Моторный цех:

tgц===1,02

Прессово-кузновой цех:

tgц===0,88

Расчеты по остальным цехам сведены в таблицу 2^*.

Определение средней активной и реактивной нагрузки за наиболее нагруженную смену группы электроприемников.

Цех шасси и главного конвейера:

К_И=0,38; УP_у=18000 кВт; tgц = 1,98

P_см = К_И УP_у = 0,38*18000 = 6840 кВт

Q_см = P_см tgц = 6840*1,98 = 13543,2 кВар

Цех шасси и главного конвейера: К_И=0,8; УP_у=8300 кВт; tgц = 1,02

P_см = К_И УP_у = 0,8*8300 = 6640 кВт

Q_см = P_см tgц = 6640*1,02 = 6772,8 кВар

m - отношение номинальной мощности наибольшего электроприемника к номинальной мощности наименьшего



m =

Цех главного шасси:

m ==200 (>3)

Моторный цех:

m ==37,5 (>3)

Эффективное (приведенное) число электроприемников n_эф - это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума P_макс, что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы:

В соответствии с практикой проектирования систем электроснабжения установлено, что: При m>3 и К_И ?0,2 эффективное число электроприемников

n_эф =

Цех шасси и главного конвейера:

n_эф = = 180

Моторный цех:

n_эф = = 111



Используя справочник по электроснабжению промышленных предприятий, определяем К_м для каждого цеха, которые даны в таблице 2.

Максимальная активная и реактивная нагрузка

P_m = K_mP_см;

Q_m = Q_см при n_э > 10;

Q_m = 1.1Q_см при n_э ? 10;

S_m =

Цех шасси и главного конвейера:

P_m = K_mP_см = 1,05*6840 = 7182 кВт;

Q_m = Q_см = 13543,2 кВт;

S_m = = 15329,7 кВА;

I_p = = 22152,7 А.

Моторный цех:

P_m = K_mP_см = 1,02*6640 = 6772,8 кВт;

Q_m = Q_см = 6772,8 кВт;

S_m = = 9578,2 кВА;

I_p = = 13841 А.



2. Выбор числа трансформаторов и компенсация реактивной мощности

Расчет ведется на основании следующей формулы

N_тmin= ?N,

S_н.тр = 2500 Ква, К_з = 0.65,

где P_0..4 - максимальная суммарная расчетная нагрузка для данной группы трансформаторов; К_з - коэффициент загрузки трансформаторов;

S_н.тр - номинальная мощность трансформаторов;

?N - добавка до ближайшего большего целого числа.

N_тmin = = 20

Экономически оптимальное число трансформаторов

N_т.э = N_тmin + m = 20 + 1 = 21

где m дополнительное число трансформаторов

По выбранному числу трансформаторов N_т.э определяем максимальную реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1000 В:

Q₁ = = =

= 11874,75 кВар

Q_нбк1 = Q_0.4 - Q₁



Так как в большинстве случаев Q_нбк2 меньше 0, то расчет ведется по 1 - ой составляющей.

Q_нбк = Q_0.4 - Q₁ = 33132,4 - 11874,75 = 21257,65 кВар

Q_нбктп = = = 1012.27 кВар

К полученному числу подбирается ближайшее согласно каталогу батарея конденсаторов (УК - 0,38 - 900НЛ, НП) Q_ном = 900 кВар

2.1 Определение потерь мощности в блоках ЦТП

Определение расчетных активных и реактивных потерь мощностей в трансформаторе:

;

= 21*(3,85+23,5*0,65²) = 289,354 кВт.

= N*();

= 21*(+) = 1966,78 кВар.

2.2 Определение высоковольтных расчетных нагрузок

По мощности двигателя согласно заданию из справочника выбирается тип и паспортные данные СД.

Р_р.СД = Р_н.СД * N_СД * К_з;

Q_р.СД = Р_н.СД * N_СД * К_з * tgц.

Р_р.СД = 4000*4*0.8 = 12800 кВт;



Q_р.СД = 4000*4*0,8*0,62 = 7936 кВар.

Определение расчетных активных и реактивных мощностей ДСП (12 т)

Р_р.ДСП = N * S_H * cosц* К_з;

Q_р.ДСП = Р_р.ДСП* tgц.

Р_р.ДСП = 4*5000*0,85*0,6 = 10200 кВт;

Q_р.ДСП = 10200*0,62 = 6324 кВар.

?Р_тр.ДСП = 2%*S_н = 0,02*5000 = 100 кВт;

?Q_тр.ДСП = 10%*S_н = 0,1*5000= 500 кВар. ДСП (6 т)

Р_р.ДСП = N * S_H * cosц* К_з;

Q_р.ДСП = Р_р.ДСП* tgц.

Р_р.ДСП = 2*2800*0,88*0,85 = 3942,4 кВт;

Q_р.ДСП = 3942,4*0,54= 2128,9 кВар. ?Р_тр.ДСП = 2%*S_н = 0,02*2800 = 56 кВт; ?Q_тр.ДСП = 10%*S_н = 0,1*2800 = 280 кВар.

2.3 Расчет компенсации реактивной мощности на шинах 6 -10 кВ ГПП

Уравнение баланса реактивной мощности на шинах 6 - 10 кВ относительно Q_ВБК, указанная на рисунке 2

Рисунок 2 Схема замещения



Q_ВБК = Q_р.0,4 + ?Q_тр + Q_р.ДСП + ?Q_тр.ДСП + Q_рез - Q_э - Q_НБК ± ?Q_р.СД

Q_э = (0,23ч0,25) * ?Р_р = (0,23ч0,25) * (Р_р.0,4 + ?Р_тр + Р_р.СД + Р_р.ДСП + ?Р_тр.ДСП)

Q_рез - величина резерва реактивной мощности на предприятии, определяется по формуле

Q_рез = (0,1ч0,15) * ?Q_р = (0,1ч0,15) * (Q_р.0,4 + ?Q_тр + Q_р.ДСП + ?Q_тр.ДСП)

Q_э = 0,25 * (31992,28 + 289,354 + 12800 + 10200 + 3492,4 + 100 + 56) = 14845,01 кВар

Q_рез = 0,13*(33132,4 + 1966,78 + 6324 + 2128,9 + 500 + 280) = 5763,17 кВар

Q_ВБК = 33132,4 + 1966,78 + 6324 + 2128,9 + 500 + 280 + 5763,17 - 14845,01 - 21*900 - 7936 = 8414,24 кВар

Полученную реактивную мощность используем для индивидуальной компенсации ДСП.

По справочнику «Электроснабжение промышленных предприятий» (Князевский Б. А., Липкин Б. Ю.) выбираем высоковольтные батареи конденсаторов тип УК - 6/10Н - 1350Л, П номинальная мощность которого равна Q_ном = 6х1350 = 8100 кВар, при этом недокомпенсированно 314,24 кВар, что удовлетворяет условиям.

В таблице 4 приведен уточненный расчет для трансформаторных п/ст, в таблице 5 приведены уточненные данные по заводу с учетом СД, ДСП и Q_вбк.

Таблица 5 Уточненный расчет по заводу

№	Рр, кВт	Qр, кВар	Sр, кВА
??Рт, ?? Qт (+)	289,354	1966,78
Освещение Р и Q (10%) (+)	3199,228
QНБК (-)		-21*900=18900
СД (-)	12800	-7936
QВБК (-)		-6*1350=8100
ДСП 6т (+)	3942,4	2128,9
ДСП 12т (+)	10200	6324
Итого 0,4 кВ (+)	31992,28	33132,4
Итого по заводу	62423,262	8616,08	63015,08



3. Технико-экономические сравнения вариантов схем внешнего электроснабжения

Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим два варианта:

1) первый вариант 110 кВ;

2) второй вариант 10 кВ.

3.1 первый вариант схемы внешнего электроснабжения для напряжения 110 кВ

На рисунке 3 приведена схема электроснабжения для первого варианта

Рисунок 3 Первый вариант схемы внешнего электроснабжения

Выбираем трансформаторы ГПП:

S_н.ГПП = = = 64164 кВА



Выбираем 2 трансформатора мощностью 40000 кВА тип ТРДН -40000/110/10,5 ВН - 115 кВ, НН - 10,5 кВ, Р_хх = 25 кВт Р_к = 120 кВт, указанные на рисунке 3.

Коэффициент загрузки:

К_З = = = 0,8

Потери мощности в трансформаторах:

?Р_тр.ГПП = 2*() = 2*(25 + 120*0,7²) = 167,6 кВт

?Q_тр.ГПП = 2*( + ) =( + ) = 2948 кВар

Потери электрической энергии в трансформаторах:

?W_тр.ГПП = 2*(?Р_хх*Т_вкл + ф*?Р_кз*К_з²)

где Т_вкл - число часов включения Т_вкл = 4000

ф - число часов использования максимума потерь

ф = (0,124 + Т_м*10^-4)²*8760 = (0,124 + 4000*10^-4)²*8760 = 2405 ч

?W_тр.ГПП = 2*(25*4000 + 2405*120*0,8²) = 569,41 МВт*ч

Выбираем сечение проводов ЛЭП на напряжение 110 кВ

Определим мощность проходящую по ЛЭП:

S_ЛЭП = = = 65771 кВА

Аварийный ток:

I_ав = = = 330 А

Расчетный ток проходящий по одной линии:



I_р = = 165 А

По экономической плотности тока определяем сечение проводов:

j_эк = 1,1 А/мм² - плотность тока для ВЛ при Т_вкл=4000ч и двухсменной работе завода.

F_э = = = 150 мм²

Выбираем провод АС-150 с I_доп=445 А

б) на нагрев рабочим током:

I_{доп.пров} > I_р. (445 А > 165 А)

г) по аварийному режиму:

1.3*I_{доп.пров} > I_ав., (1,3*445 > 330 А)

Окончательно принимаем провод марки АС - 150/19, I_доп = 445 А.

Определим потери электрической энергии в ЛЭП 110 кВ:

?W_{ЛЭП 110} = N*3*I²_p*R*10^-3*ф = 2*3*165²*0,22*10^-3*2405 = 82428,5 кВтч,

где R = r₀*L = 0,199*1.1 = 0,22 Ом

r₀ = 0,199 Ом/км - удельное активное сопротивление АС - 150/19

Выбор выключателей, разъединителей, отделителей и короткозамыкателей на напряжение 110 кВ.

Расчет токов к.з. в (о.е)

На рисунке 4 приведена схема замещения для расчета токов к.з

S_б = 1000 МВА S_к.з = 1250 МВА; x_с = = = 0,8; U_б = 115 кВ



I_б = = = 5.02 кА;

x_лэп = = = 0,028;

I_К-1 = = = 6,3 кА;

I_К-2 = = = 6.06 кА;

i_уд.К-1 = К_уд**I_К-1 = 1,8*1,414*6,3 = 16,03 кА;

i_уд.К-2 = К_уд**I_К-2 = 1,8*1,414*6,06 = 15,4 кА.

Мощность короткого замыкания:

S_К-1 = *U_Н*I_К-1 = 1,732*115*6,3 = 1255 МВА;

S_К-2 = *U_Н*I_К-2 = 1,732*115*6,06 = 1207 МВА.

Рисунок 4 Схема замещения расчета короткого замыкания

После расчета токов короткого замыкания производим выбор выключателей Q1, Q2:

Выбор высоковольтных выключателей производится по следующим условиям:

Проверка выключателя типа МКП - 110Б - 630 - 20У1/16

I_н.выкл. ? I_ав (630 А > 330 А);



I_откл ? I_кз (20 кА > 6,3 кА);

I_{пред.ком} > I_уд (52 кА > 16,03 кА).

Данный выключатель соответствует требованиям условия.

Выбор разъединителей осуществляется по следующим условиям:

Проверка разъединителя типа РНДЗ2 - СК - 110 - 1000У1/13:

U_н ? U_ср (110 кВ = 110 кВ);

I_н > I_ав (1000 А > 330 А);

I_{скв.ампл} ? I_уд (80 кА > 15,4 кА);

I_{пред.терм.стойк} ? I_кз (31,5 кА > 6,06 кА).

Выбранный тип разъединителя соответствует требованиям условия.

Выбор отделителей:

Условия выбора: тип ОД - 110/1000 УХЛ1/13

I_{скв.ампл} ? I_уд (80 кА > 15,4 кА);

I_{пред.терм.стойк} ? I_кз (31,5 кА > 6,06 кА).

Соответствует данным требованиям

Выбор короткозамыкателей:

Условия выбора: тип КЗ - 110 УХЛ1/13:

I_{скв.ампл} ? I_уд (51 кА > 15,4 кА);

I_{пред.терм.стойк} ? I_кз (20 кА > 6,06 кА).

Выбор ОПН

Принимаем к установке разрядник типа РВМГ-110МУ1, U_н=110 кВ.

3.2 Второй вариант схемы внешнего электроснабжения для напряжения 10 кВ

На рисунке приведена схема внешнего электроснабжения по второму варианту Паспортные данные трансформатора системы:

Тип ТРДНС - 63000/110/10 U_вн = 115 кВ; U_нн = 10,5 кВ; U_к = 11,5 %; ?P_к = 250 кВт; ?P_хх = 50 кВт; I_хх = 0,3 %, приведенный на рисунке 5.



Рисунок 5 Второй вариант схемы внешнего электроснабжения

Определим полную мощность проходящую по ЛЭП:

S_ЛЭП = = = 64164 кВА

Аварийный ток:

I_ав = = = 3528 А

Рабочий ток:

I_р = = = 1764 А



Определим сечение по экономической плотности тока (j_эк):

F_эк = = = 1603 мм²

где j_эк = 1,1 А/мм² - плотность тока для воздушных линий.

Выбираем провод 3хАС - 600/72 I_доп = 1050 А r?=0,051 Ом/км, х?=0,485 Ом/км. Проверим выбранные провода по допустимому току.

3*I_доп= 3*1050=3150 А > I_р (1764 А),

I_{доп ав}= 1,3xI_доп = 1,3x3150 = 4095 A > I_ав (3528 А).

Определим потери электрической энергии в ЛЭП 10 кВ:

?W_{ЛЭП 10} = N*3*I²_p*R*10^-3*ф = 2*3*1764²*0,0561*10^-3*2405 = 2520 МВтч,

где R = r₀*L = 0.051*1.1 = 0,0561 Ом

r₀ = 0,051 Ом/км - удельное активное сопротивление АС - 600/72

Выбор высоковольтной аппаратуры:

На рисунке 6 приведена схема для расчета токов к.з. в относительных единицах

Рисунок 6 Схема замещения расчета короткого замыкания



S_б = 1000 МВА, S_кз = 1250 МВА, U_б = 10,5 кВ.

x_с = = = 0,8;

I_б = = = 55 кА;

x_лэп = = = 4.84;

x_т.с = = = 1,83.

I_К-1 = = = 21 кА;

I_К-2 = = = 7,4 кА;

i_уд.К-1 = К_уд**I_К-1 = 1,8*1,414*21 = 54 кА;

i_уд.К-2 = К_уд**I_К-2 = 1,8*1,414* = 19 кА.

Мощность короткого замыкания:

S_К-1 = *U_Н*I_К-1 = 1,732*10,5*21 = 382 МВА;

S_К-2 = *U_Н*I_К-2 = 1,732*10,5*7,4 = 135 МВА.

Производим выбор высоковольтной аппаратуры:

Рассчитаем аварийный ток для трансформатора

I_ав = = = 3638 А.

Рабочий ток:

I_р = = = 1819 А.

Для выключателей Q1 и Q2:

Проверка выключателя типа МГГ-10-750 U_н = 10 кВ, I_н = 4000 А, I_уд = 120 кА.

I_н.выкл. ? I_ав (4000 А > 3638 А);

I_откл ? I_кз (43 кА > 21 кА);

I_{пред.ком} > I_уд (120 кА > 54 кА).

Данный высоковольтный выключатель соответствует требованиям.

Для выключателя Q3:

Проверка выключателя типа

Проверка выключателя типа МГГ-10-750 U_н = 10 кВ, I_н = 3000 А, I_уд = 120 кА.

I_н.выкл. ? I_Р (3000 А > 1819 А);

I_откл ? I_кз (43 кА > 21 кА);

I_{пред.ком} > I_уд (120 кА > 54 кА).

Выбранный выключатель соответствует требованиям условия.

Выключатели Q4 и Q5:

Проверка выключателей типа МГГ-10-750 U_н = 10 кВ, I_н = 4000 А, I_уд = 120 кА.

I_н.выкл. ? I_ав (4000 А > 3528 А);

I_откл ? I_кз (43 кА > 21 кА);

I_{пред.ком} > I_уд (120 кА > 54 кА).

Выключатели Q6 и Q7:

Проверка выключателей типа МГГ-10-750 U_н = 10 кВ, I_н = 4000 А, I_уд = 120 кА. I_н.выкл. ? I_ав (4000 А > 3528 А);

I_откл ? I_кз (20 кА > 7,4 кА);

I_{пред.ком} > I_уд (52 кА > 19 кА).

Выбираем разъединители: РВК - 10/3000 I_н = 4000 А, I_{пред.терм.ст} = 60 кА, I_{скв.ампл} = 200 кА. U_н ? U_ср (110 кВ = 110 кВ);

I_н > I_ав (4000 А > 3528 А);

I_{скв.ампл} ? I_уд (200 кА > 19 кА);

I_{пред.терм.стойк} ? I_кз (60 кА > 7,4 кА).

Из сравнении вариантов по потерям электрической энергии видно наиболее экономичен первый вариант схемы внешнего электроснабжения. В дальнейшем расчет будет вестись только для первого варианта.



Таблица 6 Сравнение вариантов схем внешнего электроснабжения по потерям электрической энергии

Варианты схем внешнего Э/С	Потери электрической энергии МВтч
I - вариант 110 кВ	82,4285
II - вариант 10 кВ (ПГВ)	2520



4. Выбор оборудования на напряжение свыше 1 кВ

I_К-2 = = = 7,4 кА;

Рассчитаем ток от СД:

Исходные данные СД: Р_н = 4000 кВт; cosц = 0.85; N_СД = 4; К_з = 0,8.

S_н.сд = = = 4706 кВА;

I_сд = = = 217.4 А

Выбираем кабель к СД:

а) по экономической плотности тока: F_эк = = = 155,3 мм²

б) по минимальному сечению: F_min = б*I_кз* = 12*7,4* = 69 мм².

Принимаем кабель марки ААШВ - 6 - (3х95), I_доп = 205 А.

Данные кабеля: r₀ = 0,35 Ом/км; х₀ = 0,06 Ом/км.

X_{каб.ксд} = = = 0,008

X_сд = = = 21,25

Тогда ток от двигателей будет равен:

I_?кз.сд = = = 2.71 кА.

где E_сд = = = 1,048



суммарный ток кз в точке К-2 на шинах 10 кВ с учетом подпитки от двигателей компрессорной и насосной будет равен:

?I_кз = I_к-2 + I_?кз.сд = 7,4+2,71 = 10,11 кА.

Ударный ток в точке К-2:

?i_уд = К_уд*v2*?I_кз = 1,8*1,414*10,11 = 25,73 кА.

Выбираем выключатели для ДСП 12т и ДСП 6т (4 шт.)

S_р.ДСП12 = = 3089 кВА

I_рДСП12 = = = 178.3 А

Проверка выключателя типа ВМГ - 133 - II I_н = 600 А, I_откл = 20 кА, I_дин = 52 кА.

I_ном ? I_р (600 А > 178.3 А);

I_откл ? ?I_кз (20 кА > 10,11 кА);

I_дин ? ?i_уд (52 кА > 25,73 кА).

Данный выключатель соответствует требованиям.

S_р.ДСП6 = = 2334 кВА

I_рДСП6 = = = 135 А

Проверка выключателя типа ВМГ - 133 - II I_н = 600 А, I_откл = 20 кА, I_дин = 52 кА.

I_ном ? I_р (600 А > 135 А);

I_откл ? ?I_кз (20 кА > 10,11 кА);

I_дин ? ?i_уд (52 кА > 25,73 кА).

Данный выключатель соответствует требованиям. Высоковольтные выключатели сведены в таблицу 6

Таблица 7 Данные выключателей для ДСП

	Тип выкл	Iном	Iоткл	Iдин	Iр	?Iкз	?iуд
ДСП 6т (2)	ВМГ-133-II	600	20	52	135	10,11	25,73
ДСП 12 т (4)	ВМГ-133-II	600	20	52	178,3	10,11	25,73



5. Выбор выключателей

Выбор вводных и секционных выключателей:

Вводной выключатель:

S_{р.завода} = 63015,08 кВА; I_р.зав. = = = 1733 А;

I_ав = 2*I_р.зав = 2*1733 = 3466 А

U_н=10 кВ;

I_ном ? I_ав (4000 А > 3466 А);

I_откл ? ?I_кз (58 кА > 10,11 кА).

Выбираем выключатель типа МГГ - 10 - 4000 I_н = 4000 А, I_откл = 58 кА.

Секционный выключатель:

I_р = = 1733 А

U_н=10 кВ;

I_ном ? I_р (3000 А > 1733 А);

I_откл ? ?I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Принимаем выключатель типа ВМП - 10 - Э - 3000 I_н = 3000 А, I_откл = 20 кА.

Таблица 8 Данные вводного и секционного выключателей

Наименование	Тип	Iном, А	Iоткл, А	Iав(Iр), А	?Iкз, А
Вводной выключатель	МГГ - 10 - 4000	4000	58	3466	10,11
Секционный выключатель	ВМП - 10 - Э - 3000	3000	20	1733	10,11

Магистраль ГПП - ТП1:



S_р =

S_р = = 9428 кВА

I_р = = = 518,42 А

I_ав = 2*I_р= 2*518,42 = 1036,84 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10К I_н = 1500 А, I_откл = 20 кА.

U_н=10 кВ; I_ном ? I_ав (1500 А > 1036,84 А);

I_откл ? ?I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Магистраль ГПП - ТП2:

S_р =

S_р = = 9434 кВА

I_р = = = 519 А

I_ав = 2*I_р= 2*519 = 1038 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10К I_н = 1500 А, I_откл = 20 кА.

U_н=10 кВ;

I_ном ? I_ав (1500 А > 1038 А);

I_откл ? ?I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Магистраль ГПП - ТП3:

S_р =



S_р = = 9587 кВА

I_р = = = 528 А

I_ав = 2*I_р= 2*528 = 1056 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10К I_н = 1500 А, I_откл = 20 кА.

U_н=10 кВ;

I_ном ? I_ав (1500 А > 1056 А);

I_откл ? ?I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Магистраль ГПП - ТП4:

S_р =

S_р = = 9780 кВА

I_р = = = 538 А

I_ав = 2*I_р= 2*538 = 1076 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10К I_н = 1500 А, I_откл = 20 кА.

U_н=10 кВ;

I_ном ? I_ав (1500 А > 1076 А);

I_откл ? ?I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Магистраль ГПП - ТП5:

S_р =

S_р = = 7422 кВА



I_р = = = 408 А

I_ав = 2*I_р= 2*408 = 816 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10К I_н = 1000 А, I_откл = 20 кА.

U_н=10 кВ;

I_ном ? I_ав (1000 А > 816 А);

I_откл ? ?I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Магистраль ГПП - ТП6:

S_р =

S_р = = 2878,4 кВА

I_р = = = 158,3 А

I_ав = 2*I_р= 2*158,3 = 316,6 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10 I_н = 600 А, I_откл = 20 кА.

U_н=10 кВ;

I_ном ? I_ав (600 А > 316,6 А);

I_откл ? ?I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Магистраль ГПП - ТП7:

S_р =

S_р = = 3125,4 кВА



I_р = = = 172 А

I_ав = 2*I_р= 2*172 = 344 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10 I_н = 600 А, I_откл = 20 кА.

U_н=10 кВ;

I_ном ? I_ав (600 А > 344 А);

I_откл ? ?I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Таблица 9 Данные выключателей ТП

№ ТП	Тип выкл.	Iн, А	Iоткл, А	Iав, А	?Iкз, А
ТП1	ВМП - 10К	1500	20	1036,84	10,11
ТП2	ВМП - 10К	1500	20	1038	10,11
ТП3	ВМП - 10К	1500	20	1056	10,11
ТП4	ВМП - 10К	1500	20	1076	10,11
ТП5	ВМП - 10К	1000	20	816	10,11
ТП6	ВМП - 10	600	20	316,6	10,11
ТП7	ВМП - 10	600	20	344	10,11

Выбираем выключатель к СД:

Исходные данные СД: Р_н = 4000 кВт; cosц = 0.85; N_СД = 4; К_з = 0,8.

S_н.сд = = = 4706 кВА;

I_сд = = = 217.4 А

Выбираем выключатель типа ВМГ - 133 - II, I_н = 600, I_откл = 20 кА.

Выбираем выключатель к Q_ВБК Q_ном = 1350 кВар

I_р = = = 74.2 А



Выбираем выключатель типа ВМГ - 133 - II, I_н = 600, I_откл = 20 кА

Таблица 10 Данные выключателей для СД и Q_ВБК

Наименование	Тип выкл.	Uн, кВ	Iн, А	Iоткл, А	Iав, А	?Iкз, А
СД (4)	ВМГ - 133 - II	10	600	20	217,4	10,11
QВБК (6)	ВМГ - 133 - II	10	600	20	74,2	10,11



6. Выбор кабелей

Выбор кабелей трехжильных напряжением 10 кВ, при этом используется справочник по электроснабжению промышленных предприятий (Князевский Б.А., Липкин Б.Ю.)

ДСП 6т

I_р = 135 А; I_ав = 2* I_р = 270 А

F_э = = = 96.4 мм²

Выбираем кабель типа ААШВ - (3х120) с I_доп = 240 А

I_доп ? (240 А > 142,1 А);

I_доп.ав = 1,3* I_доп = 1,3*240 = 312 А ? 270 А.

К_попр = 0,95 при числе кабелей в траншее N=2.

К ДСП 12т

I_р = 178,3 А; I_ав = 2* I_р = 356,6 А

F_э = = = 127,4 мм²

Выбираем кабель типа ААШВ - (3х150) с I_доп = 275 А

I_доп ? (275 А > 217,4 А);

I_доп.ав = 1,3* I_доп = 1,3*275 = 357,5 А ? 356,6 А.

К_попр = 0,82 при числе кабелей в траншее N=4.

К СД



I_р = 217,4 А I_ав = 2* I_р = 434,8 А

F_э = = = 155,3 мм²

Выбираем кабель типа ААШВ - (3х240) с I_доп = 355 А

I_доп ? (355 А > 265,1 А);

I_доп.ав = 1,3* I_доп = 1,3*355 = 461,5 А ? 434,8 А.

К_попр = 0,82 при числе кабелей в траншее N=4.

К ТП - 1

I_р = 259,21 А; I_ав = 2* I_р = 2*259,21 = 518,42 А

F_э = = = 185,15 мм²

Выбираем кабель типа 2хААШВ - (3х240) с 2хI_доп = 710 А

I_доп ? (710 А > 101,5 А)

К_попр = 0,95 при числе кабелей в траншее N=2.

I_доп.ав = 1,3*710 = 923 А ? 518,42 А

Все расчетные данные сведены в таблицу

Таблица 11. Данные кабелей

Наимен.	Марка	Iдоп, А	Iдоп.ав, А	Iр, А	Iав, А	S, мм2
ДСП 6т	ААШВ-(3х120)	240	312	135	270	120
ДСП 12т	ААШВ-(3х150)	275	357,5	178,3	356,6	150
СД	ААШВ-(3х240)	355	461,5	217,4	434,8	240
ТП1	2хААШВ-(3х240)	710	923	259,21	518,42	240
ТП2	2хААШВ-(3х240)	710	923	259,5	519	240
ТП3	2хААШВ-(3х240)	710	923	264	528	240
ТП4	2хААШВ-(3х240)	710	923	269	538	240
ТП5	2хААШВ-(3х240)	355	461,5	204	408	240
ТП6	ААШВ-(3х70)	165	214,5	79,15	158,3	70
ТП7	ААШВ-(3х70)	165	214,5	86	172	70

Примечание: При расчетах было указано что для всех трансформаторных подстанциях количество кабелей = 2, при этом укладка производилась в траншеях.



7. Выбор шин ГПП

Сечение шин выбирают по длительно допустимому току и экономической целесообразности. Проверку шин производят на электродинамическую и термическую стойкость к токам к.з.

Выбираем твердотянутые алюминиевые шины прямоугольного сечения марки:

4хАТ - 60х6; I_доп = 1125 А (одна полоса на фазу), i_уд = 22,3 кА.

а) 4* I_доп = 4*1125 = 4500 А ? I_ав = 3466 А;

б) проверка по термической стойкости:

F_min = б*I_кз* = 12*10,11*1=121,32 мм² < 360 мм² (60х6=360 мм²);

в) проверка по динамической стойкости к i_уд.кз: у_доп = 650 кгс/см²:

f = = = 5,2 кгс;

W = 0,167*b*h² = 0.167*0.8*6² = 4,8 см³

у_доп = = = 6,5 кгс/см² < 650 кгс/см².

где L = 60 см - расстояние между изоляторами;

а = 100 см - расстояние между фазами;

b = 0,8 см - толщина одной полосы;

h = 6 см - ширина (высота) шины.

Из условия видно, что шины динамически устойчивы.



Заключение

В данной работе производились расчеты электрических нагрузок для автомобильного завода. По технико-экономическому расчету сравнивали наиболее рациональный, экономический, а также надежные качества двух вариантов схем внешнего электроснабжения, при этом сравнение основывалось на потерях электрической энергии передаваемой по линиям электропередачи.

Основным этапом при технико-экономических расчетах является выбор трансформаторов ГПП. При выборе трансформатора соблюдалось условия, что коэффициент загрузки должен находиться в пределах 0,70,8.

После окончательного выбора схемы, производился выбор высоковольтного оборудования, кабелей, а также шин на ГПП. При выборе высоковольтных выключателей, разъединителей, короткозамыкателей, отделителей, а также при выборе кабелей и шин соблюдались ряд условий.

трансформатор электрическая нагрузка мощность энергосеть



Список использованной литературы

1. Крупович В. И., Ермилов А. А., Трунковский Л. Е. Проектирование и монтаж промышленных электрических сетей. М., 1971. -178 с.

2. Князевский Б. А., Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. М., 1971. -250 с.

3. Крупович В. И., Ермилов А. А., Иванов В. С. И др. Проектирования промышленных электрических сетей. М., 1976. -400 с.

4. Крупович В. И., Барыбин Ю. Г., Самовер М. Л. Справочник по проектированию электроснабжения. М., 1980. -420 с.

5. Блок В. М., Обушев В. К., Паперно Л. Б. и др. Пособие по курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических сетей. М., 1981. 460 с.

Размещено на Allbest.ru