Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Электроснабжение деревообрабатывающего завода

1.1 Исходные данные

2. Расчет электрических нагрузок по заводу

2.1 Расчет осветительной нагрузки

2.2 Расчет электрических нагрузок по заводу

2.3 Выбор числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ

2.4 Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу

3. Выбор схемы внешнего электроснабжения

3.1 I вариант схемы внешнего электроснабжения завода (110 кВ)

3.2 II вариант схемы внешнего электроснабжения завода (37 кВ)

4. Выбор оборудования напряжением 10 кВ

4.1 Расчет токов короткого замыкания на шинах РП

4.2 Выбор аппаратуры на напряжение 10 кВ (РП)

5. Технико-экономическое сравнение вариантов схем внутреннего электроснабжения комбината

5.1 Виды схем внутреннего электроснабжения предприятий

5.2 Расчет технико-экономического сравнения схем внутреннего электроснабжения деревообрабатывающего завода

6. Средства измерительной техники для измерения показателей качества электрической энергии

6.1 Автоматический регулятор напряжения (АРН-ЭО)

6.2 Нерегулируемые установки компенсации реактивной мощности КРМ 10(6)

7. Безопасность жизнедеятельности

7.1 Анализ условий труда

7.2 Расчет зануления электрооборудования электроремонтного цеха

8. Экономическая часть

8.1 Цели разработки проекта

8.2 Основная информация о проекте

8.3 Определение капитальных вложений в строительство подстанции

8.4 Определение капитальных вложений в строительство прилегающих сетей

8.5 Определение себестоимости передачи электроэнергии и прибыли

8.6 Определение NPV (чистой текущей стоимости)

Заключение

Список литературы

электрический нагрузка трансформатор замыкание

Введение

Развитие строительства электрических станций повлекло за собой необходимость проектирования систем электроснабжения.

Для расчета и проектирования цеховых сетей, выбора количества и мощности цеховых трансформаторов и трансформаторных подстанций созданы специальные методы, разработана методика определения электрических нагрузок и т.д.

Но, несмотря на это, в области ЭПП существуют проблемы, которые необходимо решать:

· рациональное построение систем ЭПП;

· компенсации реактивной мощности в системах ЭПП;

· применение переменного тока, оперативного, для РЗА;

· корректное нахождение ожидаемых электрических нагрузок;

· вопросы конструирования универсальных удобных в использования цеховых электрических сетей;

· комплектное исполнение цеховых и общезаводских систем питания и конструкции подстанций.

Тема дипломного проекта "Электроснабжение деревообрабатывающего завода".

Цель проекта: выбор приемлемой в экономическом и технологическом плане схемы электроснабжения деревообрабатывающего завода.

В зависимости от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса зависит надёжность системы электроснабжения, неверная оценка особенностей технологического процесса может привести к снижению надежности системы электроснабжения и к ненужным тратам на лишнее резервирование.

Проект содержит: расчет электрических нагрузок, выбор мощности трансформаторов и нахождение их местоположения ,выбор и расчет питающих и распределительных подстанций, выбору электрооборудования, аппаратов защиты и вопросы электробезопасности, решения по электрическому освещению. Решения учитывают категорию надежности электроприемников и соответствуют требованиям ПУЭ и СНиП.

1. Электроснабжение деревообрабатывающего завода

Деревообрабатывающие предприятия делятся на следующие виды, которые зависят от вида сырья и выпускаемой продукции.

1) Лесопильные производства - это такие производства, сырьем для которых служат круглый лес, а продукцией являются доски, брусья, или бруски.

Для производства пиломатериалов могут использоваться лесопильные рамы. Двухэтажные, полутроэтажные или одноэтажные; ленточнопильные, бревнопильные станки; круглопильные; бревнопильные станки.

2) Деревообрабатывающие предприятия - это такие для которых сырьем служат пиломатериалы ДСТП, ДВП, шпон строганный, фанера. А в качестве продукции выпускают оконные, дверные блоки, строительные детали (половые доски, плинтуса, стропила, лаи).

3) Мебельное предприятие - это такие которые в качестве сырья используют пиломатериалы черновые мебельные, заготовки, ДСТП, ДВП, МДФ, лакированная ДСТП, клеевые материалы, отделочные материалы (эмали, лаки, грунтовки, красители и т.д.)

Любое деревообрабатывающее предприятие в своем составе имеет следующие структурные подразделения:

А) склады сырья;

Б) производственные цеха и участки;

В) расчетный конструкторско-технологический отдел;

Г) бухгалтерско-экономический.

Структура технологического процесса.

Производственный процесс - это совокупность всех процессов которые применяются для превращения сырья в готовую продукцию.

Производственный процесс состоит из технологического процесса, процесса снабжения и сбыта продукций, процессов конструкторско-технологической подготовки, ремонтно-энергетической подготовки, социальной службы и т.д.

Технологический процесс - это часть производственного процесса при котором происходит изменение размеров, формы/ или свойств сырья и материалов (раскрой, сушка, строгание, фрезерование, склеивание и облицовка, отделка, сборка)

Операция - это часть технологического процесса, которая выполняется на одном и том же станке, одним и тем же инструментом.

Операций бывают: проходные и позиционные. р

Проходная операция - эта такая при которой деталь или заготовка движется с одинаковой скоростью мимо режущего инструмента без остановки.

Позиционнаяр операцияр -эта такая при которой заготовка или деталь крепиться неподвижно в определенном положений относительно режущего инструмента. А инструмент во время операций подвигается на заготовку.

Деталью называют мельчайшую часть изделия форма и размеры которой заданы деталировочными рчертежами.

Рабочее место - это часть производственной площади, оборудованная станком, столом инструментами для выполнения одной или нескольких операции.

Склады сырья вр лесопильном производстве необходимы для того что бы обеспечить бесперебойную работу по распиловки бревен.

1.1 Исходные данные

Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью по 31,5 МВА, напряжением 110/37/10,5 кВ. Трансформаторы работают раздельно. Реактивное сопротивление системы на стороне 110 кВ, отнесенное к мощности системы - 0,2. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 6 км. Завод работает в две смены. Исходные данные представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Электрические нагрузки по заводу

Наименование	Кол-во ЭП	Установленная мощность, кВт
		Одного ЭП, Рн	Суммарная, Рн
1	2	3	4
1 Лесопильный цех	100	1-100	2500
2 Сушильный цех	50	10-80	950
3 Механический цех	39	4-40	400
4 Заготовительный (раскройный)	44	1-85	1000
5 Столярный цех №1	40	3-40	1200
6 Столярный цех №2	50	1-50	1400
7 Мебельный цех	30	1-28	550
8 Материальный склад	8	1-10	60
9 Компрессорные:
а) 0,4 кВ	8	10-20	100
б) СД 6 кВ	4	800	3200
10 Биржа сырья	30	10-40	700
11 Сборочный цех	60	1-20	1720
12 Цех прессованных плит	10	1-10	60
13 Заводоуправление	20	0,5-14	100
14 Электроремонтный цех	66	10-80	1800
15 Насосная	8	40-100	560
16 Гараж	20	5-28	280
17 Столовая	30	1-40	320

2. Расчет электрических нагрузок по заводу

2.1 Расчет осветительной нагрузки

Расчет росветительной нагрузки при определении нагрузки предприятия предлагается производить по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса [8].

По этому методу расчетнаяр осветительная нагрузка принимается равной средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формулам:

Р_{р 0} = К_{с 0}•Р_у0, кВт; (2.1)

Q_{р 0} = tgц•Р_p0, кВАр, (2.2)

где К_с0 - коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки, числовые значения которого принимаются по таблицам;

tgц - коэффициент реактивной мощности, определяется по известному cosц осветительной установки;

Р_у0 - установленная мощность приемников освещения по цеху, отделу и т.п. определяется по удельной осветительной нагрузке 1 м² поверхности пола и известной производственной площади, кВт.

Установленная мощность приемников освещения определяется по формуле:

Р_у0 = с₀•F, кВт, (2.3)

где с₀ - удельная расчетная мощность, кВт/м²;

F - площадь пола производственного помещения, м².

Величина с₀ зависит от рода помещений и выбирается по справочнику.

Расчет осветительной нагрузки предприятия приводится в таблице 2.1 в следующей последовательности:

- по генеральному плану предприятия замеряется и вычисляется с учетом масштаба генплана длина и ширина каждого производственного помещения и территории предприятия в метрах; р

- вычисляется площадь освещаемой поверхности для каждого производственного помещения, площадь наружного освещения территории вычисляется как разность площади всей территории предприятия и суммы площадей, занятых производственными рпомещениями;

- для каждого цеха и территории предприятия выбирается удельная плотность осветительной нагрузки на 1 м² и вычисляется установленная мощность приемников освещения по формуле (2.3); р

- по таблице определяется в зависимости от объекта освещения коэффициент спроса осветительной нагрузки и вычисляется расчетная осветительная нагрузка по формуле (2. 1).

2.2 Расчет электрических нагрузок по заводу

Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ по цехам завода производим методом упорядоченных диаграмм упрощенным способом [8]. Результаты расчета силовых и осветительных нагрузок по цехам сведены в таблицу 2.2.

2.3 Выбор числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ

Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только путем технико-экономических расчетов с учетом следующих факторов: категории надежности электроснабжения потребителей; компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном режимах; шага стандартных мощностей; рэкономичных режимов работы трансформаторов в зависимости от графика нагрузки.

Составим схему замещения показанную на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Схема замещения реактивной мощности на шинах 0,4 кВ

Таблица 2.1 - Расчет осветительной нагрузки

Наименование производственного помещения	Размеры помещения	Площадь помещения, м2	Удельная осветительная нагрузка ро, кВт/м2	Коэффициент спроса Кc	Установленная мощность освещения Руо кВт	Расчетная осветительная нагрузка	cosf	tgf
						Рро, кВт	Qро, кВт
1 Лесопильный цех	190Ч30	5700	0,015	0,8	85,5	68,4	34,2	0,9	0,5
2 Сушильный цех	160Ч30	4800	0,015	0,8	72,0	57,6	28,8	0,9	0,5
3 Механический цех	105Ч22,5	2362,5	0,015	0,8	35,4	28,35	14,2	0,9	0,5
4 Заготовительный (раскройный)	70Ч30	2100	0,015	0,8	31,5	25,2	12,6	0,9	0,5
5 Столярный цех № 1	75Ч22,5	1687,5	0,015	0,8	25,3	20,25	10,1	0,9	0,5
6 Столярный цех № 2	45Ч22,5	1012,5	0,015	0,8	15,19	12,15	6,1	0,9	0,5
7 Мебельный цех	225Ч40	9000	0,015	0,8	135,00	108	54	0,9	0,5
8 Материальный склад	65Ч55	3575	0,01	0,6	35,8	21,45	0	1	0
9 Компрессорная	80Ч25	2000	0,012	0,7	24,0	16,8	0	1	0
10 Биржа сырья	220Ч65	14300	0,015	0,8	214,5	171,6	85,8	0,9	0,5
11 Сборочный цех	235Ч57,5	13512,5	0,015	0,8	202,7	162,2	81,1	0,9	0,5
12 Цех прессованных плит	200Ч22,5	4500	0,015	0,8	67,50	54	27	0,9	0,5
13 Заводоуправление	(100Ч55)-(35Ч25)	4750	0,02	0,9	95,0	85,5	42,8	0,9	0,5
14 Электроремонтный цех	80Ч80	6400	0,015	0,8	96,0	76,8	38,4	0,9	0,5
15 Насосная	(65Ч32,5)-(30Ч10)	1812,5	0,012	0,7	21,75	15,2	0	1	0
16 Гараж	(80Ч32,5)-(45Ч10)-(15Ч10)	2000	0,01	0,6	20,00	12	0	1	0
17 Столовая	(90Ч47,5)-(42,5Ч10)-(25Ч25)	3225	0,02	0,9	64,50	58,05	0	1	0
Территория	246487,5	0,002	1	492,98	492,98	246,49	0,9	0,5

60

Наименование цехов и групп ЭП	Кол-во ЭП n	Номинальная мощность	m	Ки	cosf	tgf	Средняя нагрузка	nэ	Км	Расчетная мощность	Ip, A
		Рmin/ Pmax кВт	?Рн кВт					Рсм кВт	Qсм кВАр			Рр кВт	Qр, кВАр	Sр, кВА
1	2	2	3	44	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1 Лесопильный цех
силовая	120	5-50	2000	>3	0,7	0,8	0,75	1400	1050	80	1,06	1484	1053
осветительная								68,4	34,2			68,4	34,2
Итого								1468,4	1084,2			1552,4	1087,2	1895,2	2879,5
2 Сушильный цех
силовая	225	1-55	3600	>3	0,3	0,65	1,17	1080	1262,6	131	1,08	1166,4	1262,7
осветительная								144,3	72,15			144,3	72,2
Итого								1224,3	1334,8			1310,7	1334,8	1870,7	2842,3
3 Механический цех
силовая	130	2-45	2000	>3	0,3	0,65	1,17	600	701,5	89	1,1	660	701,5
осветительная								57,6	28,8			57,6	28,8
Итого								657,6	730,3			717,6	730,3	1023,9	1555,6
4 Заготовительный (раскройный)
силовая	44	1-85	1000	>3	0,3	0,65	1,17	300	350,74	24	1,28	384	350,74
осветительная								28,4	14,2			28,4	14,18
Итого								328,4	364,9			412,4	364,9	550,6	836,6
5 Столярный цех № 1
силовая		1-55	900	>3	0,3	0,7	1,02	270	275,46	33	1,24	334,8	275,46
осветительная								20,3	10,1			20,25	10,13
Итого								290,3	285,5			355,05	285,59	455,66	692,3

Таблица 2.2 - Расчет нагрузок по цехам завода тяжелого машиностроения, U=0,4кВ

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
6 Столярный цех № 2
силовая	60	1-25	70	>3	0,2	0,6	1,33	54	72	22	1,4	75,6	72
осветительная								12,15	6,08			12,15	6,08
Итого								66,15	78,08			87,75	78,08	117,46	178,4
7 Мебельный цех
силовая	56	1-70	1600	>3	0,3	0,65	1,17	480	561,18	46	1,16	556,8	561,18
осветительная								108	54			108	54
Итого								588	615,18			664,8	615,18	905,76	1376,2
8 Материальный склад
силовая	8	1-20	70	>3	0,3	0,8	0,75	21	15,75	7	1,8	37,8	17,325
осветительная								21,45	0			21,45	0
Итого								42,45	15,75			59,25	17,325	61,73	93,8
9 Компрессорная
силовая	10	8-25	200	>3	0,6	0,7	1,02	120	122,42	10	1,26	141,6	122,42
осветительная								16,8	8,4			16,8	8,4
Итого								136,8	130,82			158,4	130,82	205,44	312,1
10 Биржа сырья
силовая	60	1-60	3000	>3	0,5	0,7	1,02	1500	1530,3	60	1,11	1620	1530,3
осветительная								171,6	85,8			171,6	85,8
Итого								1671,6	1616,1			1791,6	1616,1	2412,81	3665,9
11 Сборочный цех
силовая	100	2-50	2200	>3	0,3	0,65	1,17	660	771,63	88	1,1	726	771,63
осветительная								162,15	81,08			162,15	81,08
Итого								822,1	852,71			888,15	852,71	1231,23	1870,7
12 Цех прессованных плит
силовая	52	3-50	1600	>3	0,6	0,8	0,75	960	720	52	1,1	1046,4	720
осветительная								54	27			54	27
Итого								1014	747			1100,4	747	1330,00	2020,7
13 Заводоуправление
силовая	32	1-20	300	>3	0,4	0,7	1,02	120	122,4	30	1,19	142,8	122,42
осветительная								85,5	0			85,5	0
Итого								205,5	122,4			228,3	122,42	259,05	393,6
14 Электроремонтный цех
силовая	66	10-80	1800	>3	0,4	0,75	0,88	720	634,9	45	1,14	820,8	634,98
осветительная								76,8	38,4			76,8	38,4
Итого								796,8	673,38			897,6	673,38	1122,11	1704,9
15Насосная
силовая	10	50-100	800	<3	0,6	0,7	1,02	480	489,7	10	1,26	604,8	538,67
осветительная								15,23	0			15,23	0
Итого								495,2	489,7			620,03	538,67	821,34	1247,9
16 Гараж
силовая	25	1-120	1700	>3	0,2	0,7	1,02	340	346,87	25	1,34	455,6	346,87
осветительная								12	0			12	0
Итого								352	346,87			467,6	346,87	582,21	884,6
17 Столовая
осветительная								58,05	0			58,05	0
Итого								58,05	0			58,05	0
Освещение территории												492,98	246,49	551,17	837,4
Итого на шинах 0,4 кВ												13173	10789,7	17093	25970,1

Данные для расчета:

Р_p0,4 = 13173,41 кВт;

Q_p0,4 = 10789,69 кВАр;

S_p0,4 = 17093,04 кВА.

Завод относится ко II категории потребителей, завод работает в две смены, следовательно, коэффициент загрузки трансформаторов К_зтр=0,8. Принимаем трансформатор мощностью S_нт=1000 кВА.

Для каждойр технологически концентрированной группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности минимальное их число, необходимое для питания наибольшей расчетной активной нагрузки, рассчитывается по формуле [8]:

,

где Р_{р 0,4} - суммарная расчетная активная нагрузка;

К_з - коэффициент загрузки трансформатора;

S_нт - принятая номинальная мощность трансформатора;

N - добавка до ближайшего целого числа.

Экономически целесообразное число трансформаторов определяется по формуле:

N _т..э = N _min + m, (2.4)

где m - дополнительное число трансформаторов;

N _т..э - определяется удельными затратами на передачу реактивной мощности с учетом постоянных составляющих капитальных затрат З^*_п/ст.

З^*_п/ст= 0,5; К_з = 0,8; N _min = 17; N = 0,53.

Тогда из справочника по кривым определяем m, для нашего случая m =1, значит:

N _т..э = 17+1=18 трансформаторов

По выбранному числу трансформаторов определяют наибольшую реактивную мощность Q₁, кВАр, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ, определяется по формуле:

, (2.5)

Из условия баланса реактивной мощности на шинах 0,4 кВ определим величину Qнбк 1, кВАр:

Q_{нбк 1}+Q₁=Q_{р 0,4}, (2.6)

Q_{нбк 1}= Q_{р 0,4} - Q₁=10789,69 - 5815,61= 4974,08 кВАр.

Дополнительная мощность Qнбк2 в большинстве случаев меньше 0, то расчет ведется по первой составляющей Qнбк 1.

Определим мощность одной батареи конденсаторов, приходящуюся на каждый трансформатор, кВАр:

(2.7)

Выбираем батарею конденсатора НБК: УКБН-0,38-300-150У30.

На основании расчетов, полученных в данном пункте, составляется таблица 2.3, в которой показано распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП.

Распределим Qнбк по ТП пропорционально их мощностям.

Исходные данные:

Q_{р 0,4}= 10789,69 кВАр;

Q_нбк= 4974,08 кВАр.

Данные для ТП1, ТП2, ТП3:

Q_{р ТП1,2,3}=2807,4 кВАр;

Q_{р нбк}= х.

Расчетная реактивная мощность батарей конденсаторов, кВАр, определяется по формуле:

, (2.8)

Таблица 2.3 - Распределение нагрузок цехов по ТП

№ ТП	Sнт, кВА	Qнбк, кВАр	№ цехов	Рр 0,4, кВт	Qр 0,4, кВАр	Sр 0,4,	Кз
ТП1 2Ч1000	2Ч(2Ч1000)+1Ч1000	5Ч300= 1500	1	1552,4	1087,2	кВА
ТП2 2Ч1000			1а	529,2	359,1
ТП3 1Ч1000			4	412,35	364,92
			5	355,05	285,59
			6	87,75	78,08
			7	664,8	615,18
			8	59,25	17,325
Итого	3660,8	2807,395
Qвбк	0	-1500
Итого'	3660,8	1307,395	3887,2	0,78
ТП4 2Ч1000	2Ч(2Ч1000)++1Ч1000	5Ч300=1500	2	1310,7	1334,81
ТП5 2Ч1000			13	228,3	122,42
ТП6 1Ч1000			3	717,6	730,28
			9	158,4	130,82
			14	897,6	673,38
			осв.	492,98	246,49
Итого	3805,58	3238,2
Qвбк	0	-1500
Итого'	3805,58	1738,2	4183,7	0,84
ТП7 2Ч1000	2Ч1000++1Ч1000	3Ч300=900	11	888,15	852,71
ТП8 1Ч1000			16	467,6	346,87
			17	839,25	642,73
Итого	2195	1842,31
Qвбк	0	-900
Итого'	2195	942,31	2388,7	0,8
ТП9 2Ч1000	2Ч(2Ч1000)++1Ч1000	5*300=1500	12	1100,4	747
ТП10 2Ч1000			10	1791,6	1616,11
ТП11 1Ч1000			15	620,03	538,67
Итого	3512,03	2901,78
Qвбк	0	-1500
Итого'	3512,03	1401,78	3781,4	0,76

Фактическая реактивная мощность, кВАр, равна:

Q_{ф ТП1,2,3}=4x300+1х50 =1250 кВАр

Нескомпенсированная реактивная мощность, кВАр, определяется по формуле:

Q_неск= Q_{р ТП1} - Q_{ф ТП,} (2.9)

Q_неск= Q_{р ТП1,2,3} - Q_{ф ТП1,2,3}= 2807,4-1250=1557,4

Данные для ТП4, ТП5, ТП6:

Q_{р ТП4,5,6}=3238,2 кВАр,

Q_{р нбк}= х.

Расчетная реактивная мощность батарей конденсаторов:

кВАр

Фактическая реактивная мощность:

Q_{ф ТП4,5,6}=4Ч300+1Ч250= 1450 кВАр

Нескомпенсированная мощность:

Q_неск= Q_{р ТП4,5,6} - Q_{ф ТП4,5,6}= 3238,2-1450=1788,2 кВАр

Данные для ТП7, ТП8:

Q_{р ТП7,8,9}= 1842,31 кВАр,

Q_{р нбк}= х..

Расчетная реактивная мощность батарей конденсаторов равна:

кВАр

Фактическая реактивная мощность:

Q_{ф ТП7,8}=3x300=900 кВАр

Нескомпенсированная реактивная мощность равна:

Q_неск= Q_{р ТП7,8,9} - Q_{ф ТП7,8,9}= 1842,31-900=942,31 кВАр

Данные для ТП9, ТП10, ТП1:

Q_{р ТП10,11,12}= 2901,78 кВАр,

Q_{р нбк}= х.

Расчетная реактивная мощность батарей конденсаторов равна:

кВАр

Фактическая реактивная мощность:

Q_{ф ТП10,11,12}=4x300+1х100=1300 кВАр

Нескомпенсированная реактивная мощность:

Q_неск= Q_{р ТП9,10,11} - Q_{ф ТП9,10,11}= 2901,78-1300=1601,78 кВАр

Уточненное распределение Q_нбк по ТП сведем в таблицу 2.4

Таблица 2.4 - Уточненное распределение Q_нбк по ТП

№ ТП	Qр тп, кВАр	Qр нбк, кВАр	Qф.РП, ВАр	Qнеск., кВАр
ТП1,ТП2,ТП3	2807,40	1294,22	1250	1557,40
ТП4,ТП5,ТП6	3238,2	1492,82	1450	1788,2
ТП7,ТП8,	1842,31	849,31	900	942,31
ТП9,ТП10,ТП11	2901,78	1337,73	1300	1601,78
Итого	10789,69	4974,08	4900	5889,69

2.4 Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу

2.4.1 Определение потерь мощности в ЦТП

Для ЦТП выбираем трансформаторы ТМЗ-1000-6/0,4 с параметрами: Sн=1000 кВА, ДPхх=2,45 кВт, ДPкз=12,2 кВт , Iхх=1,4 %, Uкз=5,5 %.

Расчет потери мощности проводим по формулам:

ДР=ДР_хх+к²_зЧДР_кз кВт; (2.10)

кВАр, (2.11)

кВт, (2.12)

кВАр. (2.13)

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.5

Таблица 2.5 - Потери мощности в ТП

	ТП1,ТП2,ТП3	ТП4,ТП5,ТП6	ТП7,ТП8	ТП9,ТП10,ТП11	Итого
ДPт, кВт	9,87	11,06	10,26	9,5	40,69
ДQт, кВАр	47,46	52,81	49,2	45,77	195,24
?Pт, кВт	49,35	55,3	51,3	47,5	203,45
?Qт, кВАр	237,3	264,05	246	228,85	976,2

2.4.2 Определение расчетной мощности синхронных двигателей

Используем СД для компенсации реактивной мощности на стороне ВН [9].

Данные СД:

Р_{н СД} =1250 кВт;

cos = 0,9;

N_СД = 4;

К_з = = 0,85.

Определим расчетные мощности для СД по формулам:

Р _{р СД} = Р _{н СД} N_СД К_з =1250 4 0,85 = 4250 кВт,

Q _{р СД} = Р _{р СД} tg = 4250 0,48 =2040 кВАр.

2.4.3 Определение расчетной мощности ДСП

Дана ДСП-12М2, для нее выбираем трансформатор ЭТЦПК-2500/10-74У3, с соединением звезда-треугольник 11 группа, ?(?)/?-0(11).

Данные трансформатора:

Sн=5 кВА;

cos ц=0,82;

Кз=0,6;

U1=10 кВ;

N=2.

Расчетные мощности ДСП определяем по формуле:

РрДСП=Sн•cosц•N•Кз=5000•0,82•2•0,6=4920 кВт,

QрДСП= РрДСП •tgц=4920•0,7=3444 кВАр.

Потери в печных трансформаторах, с учетом, что ?Ртр=2% от Sн и ?Qтр=10% от Sн, определяются по формулам:

?РтрДСП=0,02•5000=100 кВт; ?QтрДСП=0,1•5000=500 кВАр,

??РтрДСП=2•100=200 кВт; ??QтрДСП=2•500=1000 кВАр.

2.4.4 Расчет компенсации реактивной мощности на шинах 10 кВ РП

Составим схему замещения, показанную на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Схема замещения реактивной нагрузки на шинах 10 кВ

Баланс реактивной мощности для шин 10 кВ ГПП, кВАр, определяется по формулам:

?Q=0,

?Q_потр=?Q_ист,

Q_р0,4+?Q_тр+Q_рДСП+?Q_трДСП+Q_рез-Q_э-Q_НБК -Q_СД-Q_ВБК=0, (2.14)

?Q_р= Q_р0,4+?Q_тр+Q_рДСП+?Q_трДСП=10789,69+976,2+3444+500=15710.

Резервная мощность, кВАр, определяется по формуле:

Q_рез=0,1ЧУQ_р =0,1•15710=1571

Мощность, поступающая от энергосистемы, кВАр, определяется по формуле:

Q_э=tgц_эЧУP_рзав=(0,23-0,25)ЧУP_рзав (2.15)

Суммарная расчетная мощность завода, кВТ, определяется по формуле:

УP_рзав=Р_р0,4+?Р_тр+Р_рДСП+?Р_трДСП+Р_рСД=13173,41+203,45+4920+

+100+4250 =22647

Отсюда мощность, поступающая от энергосистемы, кВАр, равняется:

Q_э =0,23•22647=5209

Мощность ВБК, кВАр, определим из условия баланса реактивной мощности:

Q_ВБК=Q_р0,4+?Q_тр+Q_рДСП+?Q_трДСП+Q_рез-Q_э-Q_НБК-Q_СД= =10789,69+195,24+3444+ +500+1571-4974,08-5209-2040 = 4278

Т.к. расчетная реактивная мощность Q_рДСП=3444 кВАр, то мощность одной печи составит 1722 кВАр. Принимаем для индивидуальной компенсации реактивной мощности ДСП батареи конденсаторов мощностью 1500 кВАр. Выбираем 2ЧУКЛ(П)56М-6,3-1500 и 2ЧУКЛ(П)56М-6,3-600 на шины

Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу приведен в таблице 2.6.

Таблица 2.6 - Уточненный расчет электрических нагрузок

№ ТП	№ цехов	Количество ЭП	Установленная мощность	Ки	Средняя нагрузка за максимально загруженную смену	э	Км	Расчетная мощность	Кз
		n	Рmin/Pmax кВт	Общая ?Рн квт		Рсм кВт	Qсм кВАр			Рр, кВт	Qр, кВАр	Sр
ТП1,ТП2,ТП3	1	120	2-50	2000		400	1050
5*1000	1а	31	8-150	600		420	315
	4	44	1-85	1000		300	350,74
	5	56	2-55	900		270	275,46
	6	33	1-25	270		54	72
	8	8	1-20	70		21	15,75
	7	56	1-70	1600		480	561,18
силовая		348	8-150	6440	0,46	2945	2640,13	86	1,1	3239,5	2640,13
осветительная		283,8	131,19
Qнбк		0	-1250
Итого		3523,3	1521,32	3837,7	0,77
ТП4,ТП5,ТП6	2	225	1-55	3600		1080	1262,66
5*1000	3	130	2-45	2000		600	701,48
	9	10	8-25	200		120	122,42
	13	32	1-20	300		120	122,42
	14	66	10-80	1800		720	634,98
силовая		463	1-80	7900	0,33	2640	2843,96	198	1,09	877,6	2843,96
осветительная		381	182,1
освещение территории										492,98	246,49
Qнбк										0	-1450
Итого										3751,58	1576,06	4069,2	0,81
ТП7,ТП8	11	100	2-50	2200		660	771,63
3*1000	16	25	1-120	1700		340	346,87
	17	32	1-160	2100		630	642,73
силовая		157	1-160	6000	0,27	1630	1761,23	75	1,16	1890,8	1761,23
осветительная
Qнбк										232,2	81,08
Итого										0	-900
										2123	942,31	2322,7	0,77
ТП9,ТП10,ТП11	10	60	1-60	3000		1500	1530,31
5*1000	12	52	3-50	1600		960	720
	15	10	50-100	800		480	489,7
силовая		122	1-100	5400	0,54	2940	2740,01	108	1,08	3175,2	2740,01
осветительная										240,83	112,8
Qнбк										0	-1300
Итого		3416,03	1552,81	3752,4									0,75
Итого 0,4 кВ		12813,91	5592,5
?Pт?Qт		204,35	980,4
Итого нагрузка,приведенная к шинам 6кВ	13018,2	6572,9
Нагрузка 10 кВ
Компрессорная	9	4	1250	5000		4250	-2040
Цех прессованных плит	10	2	5000	10000		4920	3444
трансформаторы ДСП						100	500
Qвбк		0	-4200
Всего по заводу		22188,2	3776,9	22507,4

3. Выбор схемы внешнего электроснабжения

При решении задач оптимизации промышленного электроснабжения возникает необходимость сравнения большого количества вариантов [9].

Много вариантность задач промышленной энергетики обуславливает проведение технико-экономического расчета, рцелью которого является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов. Схема питания завода представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Схема питания завода от подстанций энергосистемы.

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

- I вариант - ЛЭП 110 кВ,

- II вариант - ВЛ 37 кВ.

3.1 I Вариант схемы внешнего электроснабжения завода (110 кВ)

Для данного варианта электрическая схема внешнего питания представлена на рисунке 3.2.

Годовые приведенные затраты, у.е/год, определяются по формуле:

З_г=ЕК+И (3.1)

Капитальные затраты, у.е., определим по формуле:

К_I=К_В1,В2+К_ЛЭП+К_трГПП+К_В3,В4+К_раз+К_ОПН (3.2)

Рисунок 3.2 - I вариант схемы электроснабжения

Годовые издержки производства, у.е., определим по формуле:

И_I=И_а+И_пот.эн+И_экспл. (3.3)

Выбираем электрооборудование по I варианту.

Выбираем трансформаторы ГПП. Полная расчетная мощность ГПП, кВА, определяется по формуле:

Выбираем два трансформатора мощностью 10000 кВА.

Коэффициент загрузки определим по формуле:



Паспортные данные трансформатора:

Тип т -ра-ТДН -16000/110;

S_н, кВА-16000;

ДP_хх, кВт-26;

ДP_кз, кВт-85;

U_кз,%.-10,5;

I_хх,%- 0,85.

Потери мощности в трансформаторах. Потери активной мощности, кВт, определяются по формуле:

Потери реактивной мощности, кВАр, определяются по формуле:

Потери энергии в трансформаторах при двухсменном режиме работы составляют Т_вкл=4000ч , Т_макс=3000ч. Тогда время максимальных потерь, ч, определяются по формуле:

Потери активной энергии в трансформаторах, кВтч, определяется по формуле:

ДW=2(ДP_хх•T_вкл+ДP_кз• ф •K_з²), (3.4)

ДW=2(26•4000+85•1575•0,71²)=342972,78.

Расчет ЛЭП-110 кВ.

Полная мощность, проходящая по ЛЭП, кВА, определяется по формуле:

Расчетный ток, проходящий по одной линии, А, вычисляется по формуле:

Ток аварийного режима, А, находится по формуле: I_аb=2•I_р=2•57,6=115,2

По экономической плотности тока определяем сечение проводов, мм², определяется по формуле:

где j=1,1 - экономическая плотность тока при Т_м=3000ч и алюминиевых проводах, А/мм².

Принимаем провод АС -70 с I_доп=265 А.

Проверим выбранные провода по допустимому току:

а) при расчетном токе: I_доп=265 А>I_р=57,6 А;

б) при аварийном режиме: I_{доп ав}=1,3•I_доп=1,3•265=344,5 A>I_ав=115,2 A.

Окончательно выбираем провод АС-70.

Определим потери электроэнергии в ЛЭП110, кВтч, определим по формуле:

где R=r₀•L=0,46•5=2,3 Ом;

r₀=0,46 Ом/км;

l=5 - длина линии, км.

Выбор выключателей, разъединителей и ОПН на U=110 кВ.

Перед выбором аппаратов составим схему замещения (рисунок 3.3) и рассчитаем ток короткого замыкания.

Рисунок 3.3 - Схема замещения для расчета токов к.з.

Найдем параметры схемы замещения:

Sб=1000 МВА;

Uб=115 кВ;

Хс= 0,4 о.е.

Определим токи и мощности короткого замыкания по формулам:

После расчета токов произведем выбор оборудования.

Установим выключатель-разъединитель В1,В2,В3 и В4. Его параметры сведем в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Характеристики выключателя - разъединителя

Тип	LTB 145	HPL 170-245	HPL 362-420	HPL 550
Номинальное напряжение, кВ	110	160/220	330	500
Номинальный ток, А	3150	4000	4000	4000
Номинальный ток отключе- ния, кА	40	50	63	63
Номинальная частота, Гц	50/60	50/50	50/60	50

- ограничители перенапряжений: ОПНп-110/420/56-10 III УХЛ1.

Определим капитальные затраты для выбранного оборудования:

а) Затраты на выключатели - разъединители В1,В2,В3,В4:

К_В1чВ4=4Ч19,88= 79,532 тыс.у.е.

б) Затраты на ЛЭП на двухцепной железобетонной опоре:

К_уд=13500 у.е./км.

К_ЛЭП=LЧК_уд=5Ч13,5=67,5 тыс.у.е.

в) Затраты на трансформаторы ГПП:

К_{тр ГПП}=2Ч53=106 тыс.у.е.

г) Затраты на ОПНп:

К_ОПНп=2•1,01 =2,02 тыс.у.е.

Суммарные затраты первого варианта, тыс. у.е, определяются по формуле:

К_У1=К_{В1-В4-разъед}+К_ЛЭП +К_ОПНп+ К_{т гпп}, (3.5)

К_У1=79,532 +67,5+106+2,02=255,02 тыс.у.е.

Суммарные издержки, тыс. у.е., рассчитываются по формуле:

ИI=Иа+Ипот+Иэ (3.6)

Амортизационные отчисления, тыс у.е., определяются по формуле:

Иа: Иа=Еа. К (3.7)

Для ВЛ-115 кВ на железобетонных опорах - Еа=0,028.

Для распредустройств и подстанций - Еа=0,063.

Рассчитаем издержки:

а) Издержки на эксплуатацию ЛЭП:

И_{экс ЛЭП}=0,028ЧК_ЛЭП=0,028Ч67,5=1,89 тыс.у.е.

б) Амортизация ЛЭП:

И_{а ЛЭП}=0,028ЧК_ЛЭП=0,028Ч67,5=1,89 тыс.у.е.

в) Издержки на эксплуатацию оборудования:

И_{экс об}=0,03ЧК_об=5,41 тыс.у.е.

г) Амортизация оборудования:

И_{а об}=0,063ЧК_об=11,36 тыс.у.е.

д) Определим издержки на потери электроэнергии, с учетом, что стоимость потерь электроэнергии Со=0,08 тг/кВт. ч:

Ипот.=СoЧ( Wтргпп+ Wлэп)=0,08Ч(342973+72161,6)=33,21 тыс.y.e.

Суммарные издержки:

И_У1=Иа+Ипот+Иэ=11,36+1,89+5,41+1,89+33,21=53,76 тыс. у.е.,

И_У1=53,76 тыс.y.e.

Приведенные суммарные затраты являющиеся мерой стоимости, определяются по выражению:

З_I=0,12ЧК_У1+ И_У1=0,12Ч247,77+53,76=83,49 тыс.у.е.,

где Е=0,12-нормативный коэффициент эффективности капиталовложе - ний ЗI, тыс. у.е.

3.2 II Вариант схемы внешнего электроснабжения завода (37 кВ)

Для данного варианта электрическая схема внешнего питания представлена на рисунке 3.4.

Выбираем электрооборудование по II варианту.

Выбираем трансформаторы ГПП:

Паспортные данные трансформатора:

Тип т -ра-ТДН -16000/37/10,5;

S_н, кВА-16000;

ДP_хх, кВт-21;

ДP_кз, кВт-90;

U_кз,%-8;

I_хх,%-0,75.

Потери мощности в трансформаторах. Потери активной мощности, кВт, определяются по формуле:

Рисунок 3.4 - Второй вариант схемы электроснабжения

Потери реактивной мощности, кВАр, определяются по формуле:

Потери энергии в трансформаторах при двухсменном режиме работы составляют Т_вкл=4000ч , Т_макс=3000ч. Тогда время максимальных потерь, ч, определяются по формуле:

Потери активной энергии в трансформаторах, кВтч, определяется по формуле (3.4):

ДW=2(21•4000+90•1575•0,71²)=3109,12 кВтч.

Расчет ЛЭП-35 кВ. Полная мощность, проходящая по ЛЭП, кВА, определяется по формуле:

Расчетный ток, проходящий по одной линии, А, вычисляется по формуле:

Ток аварийного режима, А, находится по формуле:

I_аb=2ЧI_р=2Ч179=358А.

По экономической плотности тока определяем сечение проводов, мм², определяется по формуле:

мм²,

где j=1,1 А/мм² экономическая плотность тока при Т_м=3000ч.

Принимаем провод АС-150, где r₀=0,21 Ом/км, х₀= 0,35 Ом/км и I_доп = 445 А .

Проверим по допустимому току в нормальном режиме:

а) при расчетном токе: I_доп=445А>I_р=179 А;

б) при аварийном режиме: I_{доп ав}=1,3•I_доп=1,3•445=578,5 A>I_ав=358 A.

Определим потери электроэнергии в ЛЭП-37кВ, кВтч, определим по формуле:

где R=1,05 Ом/км;

l= 5 - длина линии, км.

Выбираем трансформаторы энергосистемы:

Тип т -ра: ТДTН - 40000/110;

S_н, кВА-40000;

U_вн, кВ-115;

U_нн, кВ-38,5;

ДP_хх, кВт-43;

ДP_кз, кВт-200;

U_кз,%-10,5;

I_хх,% 0,6.

Определим г₁-коэффициент долевого участия завода в мощности трансформатора системы по формуле:

Выбор выключателей, разъединителей и ОПН на стороне U=37 кВ.

Перед выбором аппаратов составим схему замещения, как показано на рисунке 3.5 и рассчитаем ток короткого замыкания в о.е.

Рисунок 3.5 - Схема замещения для расчета токов к.з.

Найдем параметры схемы замещения:

Sб=1000 МВА;

Uб=37 кВ.

Определим токи и мощности короткого замыкания по формулам:

Выбираем В1, В2 по аварийному току трансформаторов системы, рассчитанному по формулам:

Выбираем выключатели типа BМУЭ-35Б-25/1250УХЛ1.Его параметры сведем в таблицу 3.2.

Коэффициент долевого участия завода в стоимости выключателей В1 и В2 определяется по формуле:

Таблица 3.2 - Параметры выключателя

Паспортные данные	Расчетные данные	Условия выбора
Uн= 37кВ Iн=1250 А Iоткл= 25 кА Iдин= 64 кА	Uр= 37 кВ Iавтр сист=1249,8 А Iк1= 5,16 кА Iуд1=13,1 кА	UнUр Iн Iртр сист Iоткл Iк1 Iдин iуд1

Найдем ток, проходящий через выключатель В3:

I_В3= I_АВ/2 =179,39 А

Принимаем выключатель BМУЭ-35Б-25/1250УХЛ1. Его параметры сведем в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Параметры выключателя

Паспортные данные	Расчетные данные	Условия выбора
Uн=37 кВ Iн= 1250А Iоткл=25 кА Iдин= 64 кА	Uр= 37 кВ Iавтр сист=624,9 А Iк1=5,1 кА iуд1=13,1 кА	UнUр Iн Iртр сист Iоткл Iк1 Iдин iуд1

Коэффициент долевого участия завода в стоимости выключателя В3, определяется по формуле:

₃=

Выключатели В4-В5 выбираем как выключатель-разъеденитель. Его параметры сведем в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Характеристики выключателя - разъединителя

Тип	LTB 72.5
Номинальное напряжение, кВ	35
Номинальный ток, А	3150
Номинальный ток отключе- ния, кА	40
Номинальная частота, Гц	50/60

Выключатели В6-В7 выбираем по аварийному току завода:

I_{ав.завода}=358,8 А

Принимаем выключатель С-35М-630-10У1 с параметрами сведенными в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 - Параметры выключателя

Паспортные данные	Расчетные данные	Условия выбора
Uн= 37кВ Iн= 630А Iоткл= 10кА Iдин= 64кА	Uр=37 кВ Iавтр сист= 358,8 А Iк1= 5,16 кА iуд1= 13,1 кА	UнUр Iн Iртр сист Iоткл Iк1 Iдин iуд1

Принимаем ОПНп-35/400/40,5-10УХЛ.1

Определим капитальные затраты для выбранного оборудования:

а) Затраты на трансформатор ГПП:

К_{тр ГПП} = 2Ч37 = 74 тыс.у.е

б) Затраты на трансформаторы системы:

в) Затраты на выключатели В1 и В2:

К_В1,В2 = г₂•2•К_В = 2•0,29•3,17 =1,82 тыс.у.е.

г) Затраты на выключател В3:

К_В3= г₃•К_В = 0,28•5,54 = 1,58 тыс.у.е.

д)Затраты на выключатели:

К_{В4,В5+ разъед.} = 4ЧК_В = 4Ч7,61 = 30,44 тыс.у.е.

е) Затраты на ЛЭП-37 кВ на двухцепной железобетонной опоре:

К_лэп = 5•15,2 = 76 тыс.у.е.

ж) Затраты на ОПНп:

К_ОПНп = 2ЧК_ОПНп = 2•0,03 = 0,06 тыс.у.е.

Суммарные затраты на оборудование для II варианта, определяются по формуле:

К_У2= К_{тр ГПП} +К_ЛЭП 10+К_{В4,В5+разъед.} +К_тр.сис•г₁+ К_В1,В2•г₂+К_В3•г₃ +К_ОПНп

К_У2 = 300,86 тыс.у.е.

Определим издержки:

а) Издержки на эксплуатацию оборудования:

И_{экс об} = 0,03•К_об = 6,75 тыс.у.е.,

б) Амортизация оборудования:

И_{а об} = 0,063•К_об = 14,17 тыс.у.е.

в) Издержки на эксплуатацию ЛЭП:

И_{экс ЛЭП} = 0,028•К_ЛЭП = 2,13 тыс.у.е.

г) Амортизация ЛЭП:

И_{а ЛЭП} = 0,028•К_ЛЭП = 2,13 тыс.у.е.

д) Определим издержки на потери электроэнергии, с учетом, что стоимость потерь электроэнергии С_о=0,08 тг/кВт^. ч:

Ипот.= С_oЧ(W_ЛЭП10+ДW) = 0,08Ч(310912+319563) = 50,42 тыс.y.e.

Суммарные издержки:

И_У2=Иа+Ипот+Иэ=6,75+14,17+2,13+2,13=75,6 тыс. у.е.

Приведенные суммарные затраты:

З=0,12•К_У2+ И_У2=111,7 тыс.у.е.

Составим сводную таблицу 3.6 по всем вариантам.

Таблица 3.6 - Результаты ТЭР

Вариант	Uном ,кВ	КУ т.у.е	ИУ т.у.е	З т.у.е
I	110	247,77	53,76	83,49
II	37	300,86	75,6	111,7

Вывод: проходит I вариант по минимальным годовым потерям в трансформаторе и ЛЭП.

4. Выбор оборудования напряжением 10 кВ

4.1 Расчет токов короткого замыкания на шинах РП

Составим схему замещения для расчета токов к.з., как показано на рисунке 4.1.

Найдем параметры схемы замещения:

Sб=1000 МВА;

Uб=10,5 кВ;

Xс= 0,4 о.е..

Рисунок 4.1 - Схема замещения для расчета токов к.з.

Ток короткого замыкания определяется по формуле:

В компрессорной установлено 4 синхронных двигателя типа СДН 14-56-10УЗ со следующими характеристиками:

Выбираем кабель к СД по экономической плотности тока:

Fэ =

Принимаем кабель ААШв-10-(3Ч50),

Расчет минимального сечения кабеля по току к.з. по формуле:

Окончательно принимаем кабель ААШв-10-(370), где I_доп=165 А, x₀ = 0,09 Ом/км, r₀ = 0,625 Ом/км, l=30м=0,03км.

Сопротивление кабельной линии, питающей СД, определяется по формуле:



Ток КЗ от СД, определяется по формулам:

Суммарный ударный ток, определяется по формуле:

Мощность КЗ, определяется по формуле:

4.2 Выбор аппаратуры на напряжение 10 кВ (РП)

Выбор вводных выключателей В1чВ2.

Определим расчетную мощность по формуле:

S_р = кВА

Расчетный ток определяется по формуле:

I_р=

Аварийный ток определяется по формуле:

I_а=2ЧI_р=2Ч627=1254 А

Принимаем выключатель BB/TEL-10-1600-25УЗ.

Проверим выбранный выключатель, результаты сведем в таблицу 4.1.

Выбор секционного выключателя В3.

Через секционный выключатель проходит половина мощности, проходящей через вводные выключатели. Следовательно, аварийный ток, проходящий через выключатель: I_АВ=627A.

Принимаем выключатель BB/TEL-10-630-25УЗ.

Таблица 4.1 - Выбор выключателя BB/TEL-10-1600-25УЗ

Паспортные данные	Расчетные данные
Uн=10 кВ Iн=1600 A Iоткл=25 кА Iпред скв = 52 кА Sкз=432,5 МВ•А	U=10 кВ IАВ=1254 А Iкз=10,4 кА IУД = 26,4 кА SК-3=189 МВ•А
Привод ППВ

Проверим выбранный выключатель. Результаты расчета внесем в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Выбор выключателя BB/TEL-10-630-25УЗ

Паспортные данные	Расчетные данные
Uн=10 кВ Iн=630A Iоткл=25 кА Iпред скв =52 кА Sкз=432,5 МВ•А	U=10 кВ IАВ=627 А Iкз=10,4 кА IУД = 26,4 кА SК-3=189 МВ•А
Привод ППВ

Выбор выключателей отходящих линий:

1) Магистраль ГПП-ТП 1-ТП-2-ТП-3.

(4.1)

Расчетный ток:

Аварийный ток:

I_p=I_a/2=107,7 A

Принимаем выключатель BB/TEL-10-630-12,5У2.

Проверим выбранный выключатель (см. таблица 4.3).

Таблица 4.3 - Выбор выключателя

Паспортные	Расчетные
Uн=10 кВ Iн=630A Iоткл=12,5 кА Iскв=25,5 кА	U=10 кВ Iав=215,4 А Iкз=10,4 кА Iy=26,4 кА
Привод ПЭ

2) ГПП-ТП4-ТП5-ТП6.

(4.2)

Принимаем выключатель BB/TEL-10-630-12,5У2.

Проверим выбранный выключатель (см. таблица 4.4).

Таблица 4.4 - Выбор выключателя

Паспортные	Расчетные
Uн=10 кВ Iн=630A Iоткл=12,5 кА Iскв=25,5 кА	U=10 кВ Iав=225,4 А Iкз=10,4 кА Iy=26,4 кА
Привод ПЭ

3) Магистраль РП-ТП7-ТП8.

.

Принимаем выключатель BB/TEL-10-630-12,5У2.

Проверим выбранный выключатель, значения сведем в таблицу 4.5.

Таблица 4.5 - Выбор выключателя

Паспортные	Расчетные
Uн=10 кВ Iн=630A Iоткл=12,5 кА Iскв=25,5 кА	U=10 кВ Iав=140 А Iкз=10,4 кА Iy=26,4 кА
Привод ПЭ

4) Магистраль РП-ТП9-ТП10-ТП11.

(4.3)

Принимаем выключатель BB/TEL-10-630-12,5У2.

Проверим выбранный выключатель, значения сведем в таблицу 4.6.

Таблица 4.6 - Выбор выключателя

Паспортные	Расчетные
Uн=10 кВ Iн=630A Iоткл=12,5 кА Iскв=25,5 кА	U=10 кВ Iав=212 А Iкз=10,4 кА Iy=26,4 кА
Привод ПЭ

5) Выключатели РП-СД.

,

Принимаем выключатель BB/TEL-10-630-12,5У2.

Проверим выбранный выключатель, значения сведем в таблица 4.7.

Таблица 4.7 - Выбор выключателя

Паспортные	Расчетные
Uн=10 кВ Iн=630A Iоткл=12,5 кА Iскв=25,5 кА	U=10 кВ Iав=65 А Iкз=10,4 кА Iy=26,4 кА
Привод ПЭ

6) Выключатели к ДСП.

Р_рДСП=S_Н•К_З•cosц=5000•0,85•0,7=2975 кВт,

Q_рДСП=Р_рДСП•tgц=2975•0.62=1844,5 кВАр,

Q_ВБК=1350 кВАр.

(4.4)



Принимаем выключатель BB/TEL-10-630-12,5У2.

Проверим выбранный выключатель, значения сведем в таблицу 4.8.

Таблица 4.8 - Выбор выключателя

Паспортные	Расчетные
Uн=10 кВ Iн=630A Iоткл=12,5 кА Iскв=25,5 кА	U=10 кВ Iав=178 А Iкз=10,4 кА Iy=26,4 кА
Привод ПЭ

8) Выключатели РУ-ВБК. ,

Принимаем выключатель BB/TEL-10-630-12,5У2.

Проверим выбранный выключатель, значения сведем в таблицу 4.9.

Таблица 4.9 - Выбор выключателя

Паспортные	Расчетные
Uн=10 кВ Iн=630A Iоткл=12,5 кА Iскв=25,5 кА	U=10 кВ Iав=33 А Iкз=10,4 кА Iy=26,4 кА
Привод ПЭ

Выбор трансформаторов тока.

Условия выбора ТТ:

- по напряжению установки: U_{ном тт}U_{ном уст-ки};

- по току: I_{ном тт}I_расч;

- по электродинамической стойкости;

- по вторичной нагрузки: S_н2S_{нагр расч};

- по термической стойкости: I_т²t_т>Bк;

- по конструкции и классу точности.

Трансформаторы тока ввода.

На вводах к шинам первой и второй секции и на секционном выключателе примем трансформатор тока ТЛ-6 У3 (I_н = 1500 А; S_н =30 ВА, U_н=6 кВ, I_дин=81 кА, I_{доп .терм.ст.}=31,5 кА, t_доп=4 с).

Приведем нагрузку трансформатора тока, значения сведем в таблицу 4.10.

Таблица 4.10 - Нагрузка трансформатора тока

Прибор	Тип	Фаза А, ВА	Фаза В, ВА	Фаза С, ВА
A	Э-350	0,5	0,5	0,5
W	Д-365	0,5	-	0,5
Var	И-395	0,5	-	0,5
Wh	САЗ-И681	2,5	2,5	2,5
Varh	СРУ-И689	2,5	2,5	2,5
Итого	6,5	5,5	6,5

Сопротивление приборов определяется по формуле:

где S_приб. - мощность, потребляемая приборами, кВА; I₂ - вторичный номинальный ток прибора, А.

Допустимое сопротивление проводов, определяется по формуле:

Принимаем провод АКРТВ F=2,5 мм².

R₂ = R_приб + R_пров + R_к-тов = 0,26 + 0,056 + 0,1 = 0,416 Ом,

S₂ = R₂ * = 0,416 ґ 5² = 10,4 ВА.

Условия проверки трансформатора тока сведем в таблицу 4.11.

Таблиц 4.11 - Условия проверки ТТ ТЛ-6У3

Расчетные величины	По каталогу
Uн=10 кВ	Uн=10 кВ
Iав=1239 А	Iн=1500 А
iуд=26,4 кА S2 р=10,4 ВА	Iдин= 81 кА S2 р=10,4 ВА

Трансформатор тока на линии ГПП-ТП1-ТП2-ТП3.

Выберем нагрузку трансформаторов тока по таблице 4.12.

Сопротивление приборов определяется по формуле:

Таблица 4.12 -Нагрузка трансформатора тока

Прибор	Тип	А, ВА	В,ВА	С, ВА
A	Э-350	0,5	0,5	0,5
Wh	САЗ-И681	2,5	2,5	2,5
Varh	СР4-И689	2,5	2,5	2,5
W	Д-355	0,5	-	0,5
Var	Д-345	0,5	-	0,5
Итого		6,5	5,5	6,5

,

где S_приб. - мощность, потребляемая приборами, кВА;

I₂ - вторичный номинальный ток прибора, А.

Допустимое сопротивление проводов:

Принимаем провод АКР ТВ F=2,5мм², тогда:

S₂=R₂ґ =0,42ґ5²=10,5 ВА,

R₂=R_приб+R_пров+R_к-тов=0.26+0,056+0,1=0,42 Ом.

Примем трансформатор тока ТПЛК-10У3, его данные сведем в таблицу 4.13.

Таблица 4.13 - Расчет трансформатор тока ТПЛК-6У3

Расчетные величины	По каталогу
Uн=10 кВ	Uн=10 кВ
Iав=215,4 А	Iн=1000А
S2 р=10,5 ВА	S2 н=20 ВА
iуд=26,4 кА	Iдин= 81 кА

Выбор трансформаторов тока на СД. Значения нагрузки трансформатора тока сведем в таблицу 4.14.

Таблица 4.14 - Нагрузка трансформатора тока

Прибор	Тип	А, ВА	В, ВА	С, ВА
Aмперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
Aмперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
Aмперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
Эл.счетчик	САЗ-И681	2,5	2,5	2,5
Эл.счетчик	СР4-И689	2,5	2,5	2,5
W	Д-355	0,5	-	0,5
Var	Д-345	0,5	-	0,5
Итого		7,5	6,5	7,5

Принимаем провод АКРТВ с сечением F=2,5 мм².

S₂=R₂ґ =0,456ґ5²=11,4 ВА,

R₂=R_приб+R_пров+R_к-тов=0,3+0,056+0,1=0,456 Ом.

Примем ТПЛК-10У3 с расчетными данными сведенными в таблицу 4.15.

Таблица 4.15 - Расчетные величины

Расчетные величины	По каталогу
Uн=10 кВ	Uн=10 кВ
Iр=65 А	Iн=100А
S2 р=11,4 ВА	S2 н=20 ВА

Трансформаторы на остальные элементы СЭС:

- на линии к ТП4-ТП5-ТП6: ТПЛК-10У3;

- на линии к ТП7-ТП8: ТПЛК-10У3;

- на линии к ТП9-ТП10-ТП11: ТПЛК-10У3.

Для всех элементов СЭС ТА: ТЗЛН-10.

Выбор трансформаторов напряжения.

Трансформаторы напряжения выбираются по следующим условиям:

- по напряжению установки: U_номU_уст;

-по вторичной нагрузки: S_ном2S_2расч;