Проектирование главной понизительной подстанции промышленного предприятия
Размещено на /
Аннотация
Цель курсового проекта закрепление полученных теоретических знаний в курсе «электропитающие системы и электрические сети».
В ходе выполнения курсового проекта была спроектирована главная понизительная промышленного предприятия. Предложены два варианта развития сети. Произведен выбор и проверка основного электрооборудования.
По результатам сравнения двух рассмотренных в проекте схем питания потребителей с технической и экономической точки зрения был выбран вариант с наилучшими показателями.
Содержание
Введение
1. Задание к курсовому проектированию
2. Расчёт центра электрических нагрузок и выбор места установки ГПП
3. Выбор схемы электроснабжения ГПП и территориально-распределённых потребителей
3.1 Схема радиального питания
3.2 Схема смешанного питания
4. Определение расчётных нагрузок на шины подстанции и длины питающих проводов
4.1 Расчёт нагрузок на шины подстанции
4.2 Расчёт длин питающих линий
5. Определение мощности и места установки компенсирующих устройств
5.1 Расчёт реактивной мощности компенсирующих устройств
5.2 Выбор компенсирующей установки
5.3 Место установки компенсирующих устройств
6. Выбор трансформаторов и питающих линий
6.1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП
6.2 Выбор трансформаторов отходящих ЭН
7. Выбор проводов воздушных линий и кабельных линий
7.1 Выбор сечения проводника по нагреву
7.2 Выбор сечения проводника по потерям напряжения
8. Расчёт токов короткого замыкания
8.1 Расчёт токов КЗ в точках
8.2 Расчёт выбранных проводников на термическую и электродинамическую стойкость
9. Выбор электрооборудования
9.1 Выбор разъединителей
9.2 Выбор выключателей
9.3 Выбор трансформаторов тока
9.4 Комплектация РЗиА
10.Расчет потерь мощности и электроэнергии в схеме электроснабжения
10.1 Потери мощности и электроэнергии в трансформаторах
10.2 Потери мощности и электроэнергии в линиях
11.Расчёт надёжности системы электроснабжения
12.Технико-экономическое сравнение вариантов схем электроснабжения
Заключение
Библиографический список
Введение
Курсовой проект заключается в проектирование главной понизительной подстанции 35/6 кВ промышленного предприятия, с целью электроснабжения территориально распределенных потребителей 6 кВ.
В ходе выполнения курсового проекта решались следующие задачи:
- разработка схемы понижающей подстанции промышленного предприятия 35/6 кВ;
- выбор вариантов развития сети;
- расчёт параметров основных нормальных и послеаварийных режимов проектируемой электрической сети;
- расчёт необходимой мощности компенсирующих устройств по условию баланса мощности энергосистемы;
- выбор номинальных параметров основного электрооборудования;
- проверка выбранного оборудования по условиям длительного и аварийного режима;
- расчет надежности предложенного варианта;
- сравнение двух вариантов с технико-экономической точки зрения и выбор наиболее эффективного.
Предложенные варианты и схемы подстанции удовлетворяют требованиям надежности потребителей и условию длительного режима работы.
Задание к курсовому проектированию
В рамках курсового проекта ставится задача спроектировать главную понизительную подстанцию (ГПП) промышленного предприятия. Для решения задачи проектирования необходимо:
рассчитать центр электрических нагрузок (ЭН), и определить место установки ГПП на территории предприятия;
выбрать схему электроснабжения ГПП, и как минимум две схемы питания территориально-распределенных потребителей;
выбрать основное оборудование ГПП и отходящих питающих линий, в том числе элементы (трансформаторы тока, напряжения) для релейной защиты и противоаварийной автоматики (РЗиА). Указать, какими типами РЗиА необходимо укомплектовать ГПП и отходящие на ЭН фидеры. Возможно также использование предохранителей и автоматических выключателей;
определить мощность и место установки компенсирующих устройств;
рассчитать токи КЗ и выполнить проверку выбранного оборудования;
определить величину потерь электрической энергии в ЛЭП и трансформаторе(ах).
выполнить расчёт надежности системы электроснабжения предприятия;
провести технико-экономическое обоснование сравниваемых вариантов схемы питания промышленных потребителей.
Таблица 1. Сведения об электрических нагрузках, их координатах и характере потребления
Номер варианта | Номер ЭН | Мощность ЭН, МВА | Характер потребления | Напряжение питания ЭН, кВ | Координаты ЭН, км | Категория питания потребителей | |
x | y | ||||||
12 | 1 | 5,1+j3,7 | Р | 6 | 4,5 | 7,4 | II и III |
2 | 2,1+j0,3 | Р | 6 | 6,9 | 2,1 | ||
3 | 3,1+j1,2 | С | 6 | 5,1 | 5,2 | ||
4 | 3,8+j2,7 | Р | 6 | 1,8 | 0,6 | ||
5 | 2,2+j0,9 | С | 6 | 0,7 | 3,9 | ||
6 | 1,9+j0,8 | Р | 6 | 0,9 | 0,8 |
Таблица 1. Сведения о координатах и величине высокого напряжения, подаваемого на ввод предприятия
Номер варианта | Величина вводного напряжения, кВ | Координаты ввода, км | ||
x | y | |||
12 | 35 | 2,6 | 1,2 | 3,7 |
Расчёт центра электрических нагрузок и выбор места установки ГПП
Определение условного центра электрических нагрузок.
Центр электрических нагрузок (ЦЭН) – это точка с координатами (ξ0;η0), относительно которой показатели разброса нагрузок наименьшие.
(1)
Определим ЦЭН ГПП (1):
км
км
В точке с координатами (3,48; 3,882) показатели разброса электрических нагрузок минимальны.
Таким образом, точка местоположения источника питания с координатами (3,48; 3,882), этим мы достигаем уменьшения экономических затрат, а разброс электрических нагрузок, относительно источника питания, наименьший.
Максимальное приближение ГПП к центру электрических нагрузок позволит построить более надежную и экономичную систему электроснабжения, так как сокращается протяженность сетей вторичного напряжения, в результате чего уменьшаются падение напряжения, и соответственно потери электроэнергии.
Еще одним преимуществом приближения ГПП к центру электрических нагрузок является уменьшение зоны возможных аварий, что позволит более оперативно производить ремонт.
На рис.1 показанно асположение электрических нагрузок , ввода и расположение ГПП.
Рис. 1 Расположение потребителей на территории предприятия.
Выбор схемы электроснабжения ГПП и территориально-распределённых потребителей
Главная схема электрических соединений определяет основные качества электрической части станций и подстанций: надежность, экономичность, ремонтопригодность, безопасность обслуживания, удобство эксплуатации, удобство размещения электрооборудования, возможность дальнейшего расширения и т. д. [5].
Согласно действующим Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) все электроприемники по требуемой степени надежности делятся на три категории. В данном курсовом проекте представлена вторая и третья категория потребителей. Электроприемники второй категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, при отключении одного из них переключение на резервный должно осуществляться автоматически либо в ручную.
Схема сети по своей конфигурации и параметрам должна обеспечивать нормируемое качество электроэнергии у потребителей, как в нормальных, так и в послеаварийных режимах. Оно характеризуется качеством частоты и качеством напряжения.
Схемы и параметры сети должны обеспечивать оптимальный уровень токов короткого замыкания, возможность выполнения релейной защиты и автоматики.
Выбор схемы питания ГПП был произведен в пользу схемы с двумя блоками с отделителями и неавтоматической перемычкой со стороны линии схема 4Н (рис.2), т.к данная схема позволяет обеспечивать требуемую надежность питания потребителей второй категории и избежать необоснованных экономически затрат на дополнительное оборудование в случае выбора более сложной схемы.
Рис. 2. Два блока с отделителями и неавтоматической перемычкой со стороны линии.
3.1 Схема радиального питания
Радиальными являются такие схемы, в которых электрическая энергия от центра питания предаётся прямо к цеховой подстанции, без ответвлений на пути для питания других потребителей приведена в графической части лист №1.
3.2 Схема смешанного питания
Схема смешанного питания позволяет, в некоторых случаях, создать схему электроснабжения с наилучшими технико-экономическими показателями. Такой вариант электроснабжения потребителей приведён в графической части лист №2.
Был произведен выбор схемы питания территориально-распределенных потребителей в пользу радиальной и смешанной.
Радиальная схема обладает большой гибкостью и удобствами в эксплуатации, так как повреждение или ремонт одной линии отражается на работе только одного потребителя.
Смешанная схема питания, сочетает в себе принципы радиальных и магистральных систем распределения электроэнергии, имеет наибольшее распространение на крупных объектах.
Магистральная схема не рассматривается, так как такие схемы применяются, когда линии от центра питания до пунктов приёма могут быть проложены без значительных обратных направлений. Также магистральные схемы менее надёжны чем радиальные и смешанные, а так как категория потребителей вторая, то одним из основных показателей схем должна быть высокая надёжность.
В дальнейшем, будет произведен сравнительный анализ выбранных схем и выбор наиболее оптимальной.
Определение расчётных нагрузок на шины подстанции и длины питающих проводов
4.1 Расчёт нагрузок на шины подстанции
Расчетные нагрузки на шинах главной понизительной подстанции складываться из нагрузок потребителей предприятия.
Активная мощность системы:
P=5,1+2,1+3,1+3,8+2,2,+1,9=18,2
Реактивная мощность системы:
Q=j(3,7+0,3+1,2+2,7+0,9+0,8)=j9,6
Полная мощность системы равна
S=18,2+j9,6
4.2 Расчёт длин питающих линий
Длины линий для радиальной схемы:
Для смешанной схемы питания:
Определение мощности и места установки компенсирующих устройств
Одним из способов компенсации реактивной мощности является применение силовых конденсаторов. Силовые конденсаторы могут применяться в силовых сетях высокого и низкого напряжения. Они могут применяться как отдельными единицами, там и в виде комплектных батарей статических конденсаторов (БСК).
Поставленная цель: увеличение коэффициента мощности системы, поэтому необходимы конденсаторные установки для повышения коэффициента мощности.
5.1 Расчёт реактивной мощности компенсирующих устройств
Реактивная мощность компенсирующих устройств находится из выражения:
QК.У.=Q - QВ=P(tgφ - tgφВ) (2)
где, Q – расчётная мощность нагрузки в пункте его присоединения к питающей энергосистеме; QВ – то же, но отвечающая установленным предприятию условиям получения энергии; tgφ – тангенс угла, соответствующий коэффициенту мощности нагрузки; tgφВ – то же, но отвечающий установленным предприятию условиям получения энергии (tgφВ=0,31); P – расчётная мощность активной нагрузки в пункте его присоединения к питающей энергосистеме.
Тангенс угла мощности нагрузки:
Коэффициент мощности энергосистемы:
Определяем реактивную мощность компенсирующих устройств (2):
QК.У.=18,2∙(0,527 – 0,31) = 3,958 Мвар
5.2 Выбор компенсирующей установки
КУ представляет собой ячейки, в которых размещена аппаратура управления, измерения, сигнализации и конденсаторы, соединённые по схеме «треугольник».
Автоматическое отключение конденсаторов при нагрузке по току за счёт увеличения напряжения и внешних гармоник обеспечивает электротоковое реле. Защита от токов КЗ осуществляется плавкими предохранителями для групповой или индивидуальной защиты. Для отключения и включения ступеней в установках применяются магнитные пускатели.
Выбираем КУ типа УКРМ-6,3/10,5-2250, с номинальной реактивной мощностью Q=2250 квар, с количеством ступеней, равной 5, высотой – 1800 мм, шириной – 5192 мм, массой – 1340 кг.
КУ присоединяется к шине 6 кВ в количестве 1 с общей мощностью 4500 квар.
После компенсации реактивной мощности тангенс угла мощности нагрузки равен:
Реактивная мощность скомпенсирована на 47%, тогда выражения для полной мощности и мощности для шин ГПП будут иметь вид:
S=18,2+j9,6∙(1-0,469) = 18,2+j9,6∙0,531 = 18,2+j 5,1
S=18,901
5.3 Место установки компенсирующих устройств
При подключении к шинопроводу конденсаторной батареи, необходимо выполнение условия:
Qm≥QК.У.≥Qm+1, (3)
где QК.У. – реактивная мощность конденсатора дальнего; Qm, Qm+1 – реактивная мощность предыдущего и последующего после КУ фидера на шинопроводе.
Распределение реактивной мощности на шинопроводе показано на Рис. 3.
Рисунок 3. Распределение реактивной мощности на шинопроводе
Проверка выполнения условия для 1-ой секции шин:
Для пролёта 1-2: 1,966≥2,25≥3,131 – условие не выполняется.
Для пролёта 2-3: 2,125≥2,25≥2,975 – условие не выполняется.
Для пролёта 3-4: 2,763≥2,25≥2,337 – условие не выполняется.
Для пролёта 4-5: 4,197≥2,25≥0,903 – условие выполняется.
Устанавливаем КУ между 4 и 5 фидером.
Проверка выполнения условия для 2-ой секции шин:
Для пролёта 1-2: 1,966≥2,25≥3,131 – условие не выполняется.
Для пролёта 2-3: 2,125≥2,25≥2,975 – условие не выполняется.
Для пролёта 3-4: 2,763≥2,25≥2,337 – условие не выполняется.
Для пролёта 4-5: 4,197≥2,25≥0,903 – условие выполняется.
Устанавливаем КУ между 4 и 5 фидером.
Выбор трансформаторов и питающих линий
6.1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП
Таблица 1. Расчётная полная мощность ЭН с учётом компенсации
ЭН № | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Sp, МВА | 5,466 | 2,106 | 3,165 | 4,062 | 2,251 | 1,947 |
Суммарная расчётная полная мощность ЭН:
ΣSp = 18,901 МВА
ГПП желательно выполнять с числом трансформаторов не больше двух. Двухтрансформаторные подстанции экономически более целесообразны, чем подстанции с одним или большим числом трансформаторов. При сооружении двухтрансформаторных подстанций желательно выбирать простую схему электрических соединений со стороны высших напряжений с числом выключателей, меньшим числа присоединений.
При питании потребителей второй категории от донной подстанции для обеспечения надёжности питания необходимо иметь по одному трансформатору на каждой секции шин, при этом мощность трансформатора должна быть выбрана так, чтобы при выходе из строя одного из них, второй (с учётом допустимой перегрузки) обеспечил питание всех потребителей первой категории.
Таким образом, мы выбираем двухтрансформаторную подстанцию. Это обеспечит требуемую надёжность электроснабжения потребителей второй и третьей категории.
Силовые трансформаторы двухтрансформаторной подстанции должны соответствовать условию оп перегрузке:
(4)
Т.е. в нашем случае мощность силовых трансформаторов должна быть
По справочнику [6] выбираем трнсформатор ТД 16000/35
UВН = 38,5 кВ
UНН = 6,3 кВ
SТР = 16000 кВт
PХХ = 21 кВт
PКЗ = 90 кВт
UКЗ = 8%
IХХ = 0,6%
6.2 Выбор трансформаторов отходящих ЭН
По справочнику [6] выбираем трансформаторы для отходящих ЭН
№ ЭН | SР | Тип | SН, кВА | UВН, кВ | UНН, кВ | PХХ, кВт | PКЗ, кВт | UКЗ, % | IХХ, % |
1 | 5,466 | ТСЗУ | 4000 | 6 | 0,4 | 5,7 | 33,5 | 6,5 | 1 |
2 | 2,106 | ТМ | 1600 | 6 | 0,4 | 3,3 | 18 | 5,5 | 1,3 |
3 | 3,165 | ТМ | 2500 | 6 | 0,4 | 4,6 | 26 | 5,5 | 1 |
4 | 4,062 | ТМ | 2500 | 6 | 0,4 | 4,6 | 26 | 5,5 | 1 |
5 | 2,251 | ТМ | 1600 | 6 | 0,4 | 3,3 | 18 | 5,5 | 1,3 |
6 | 1,947 | ТМ | 1600 | 6 | 0,4 | 3,3 | 18 | 5,5 | 1,3 |
Выбор проводов воздушных линий и кабельных линий
7.1 Выбор сечения проводника по нагреву
Сечение проводника выбирается по условию:
(5)
Для ввода 35 кВ №№1,2:
Определим номинальный ток линии:
По справочнику [6] выбираем сечение проводника, а по справочнику [6] выбираем марку сталеалюминевый провод марки АС с Iдоп=330 А S=95 мм2.
Для других линий расчёт ведётся аналогично, результаты расчёта сводим в таблицы №№4,5.
Таблица 1. Расчёт сечения проводников для радиальной схемы питания
Параметр | Линия | ||||||
Ввод 35 кВ №№1,2 | ЭН 1 | ЭН 2 | ЭН 3 | ЭН 4 | ЭН 5 | ЭН 6 | |
Iн, А | 283 | 501 | 193 | 290 | 372 | 206 | 178 |
Температура среды С⁰ | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 |
Iдоп, А | 330 | 300 | 225 | 300 | 390 | 225 | 190 |
F, мм2 | 95 | 2х150 | 95 | 150 | 240 | 95 | 70 |
kп | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Марка провода | АС | ААБл | ААБл | ААБл | ААБл | ААБл | ААБл |
Таблица 1. Расчёт сечения проводников для смешанной схемы питания
Параметр | Линия | |||
Ввод 35 кВ №№1,2 | ЭН 1, 2, 3 | ЭН 5 | ЭН 4, 6 | |
Iн, А | 283 | 984 | 206 | 551 |
Температура среды С⁰ | 25 | 25 | 25 | 25 |
Iдоп, А | 330 | 510 | 225 | 260 |
F, мм2 | 95 | 2х240 | 95 | 2х120 |
kп | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Марка провода | АС | СРБГ | ААБл | ААБл |
7.2 Выбор сечения проводника по потерям напряжения
Потери напряжения в линии определяются:
, (6)
где S – полная мощность в линии, МВА; U – номинальное напряжение в линии, кВ; z – полное сопротивление, Ом.
(7)
; , (8)
где r0 – удельное активное сопротивление линии, Ом/км; x0 – удельное индуктивное сопротивление линии, Ом/км; l – длина линии.
По ГОСТ-13109-97 отклонение напряжения на электроприёмниках должно оставаться в пределах ±5% [4].
(9)
Активное удельное сопротивление линии, Ом/км:
, (10)
Где F – сечение провода, мм2; γ – удельная проводимость, равная для алюминия и для меди.
Значение x0 берём из справочника [6]
Расчёт значений сведём в таблицы 6-7.
Таблица 1. Потери напряжения для радиальной схемы
Параметры | Ввод 35 кВ №№1,2 | ЭН 1 | ЭН 2 | ЭН 3 | ЭН 4 | ЭН 5 | ЭН 6 |
F, мм2 | 95 | 2х150 | 95 | 150 | 240 | 95 | 70 |
x0, Ом/км | 0,404 | 0,074 | 0,078 | 0,074 | 0,071 | 0,078 | 0,08 |
r0, Ом/км | 0,332 | 0,210 | 0,332 | 0,210 | 0,131 | 0,332 | 0,451 |
l, км | 2,287 | 3,663 | 3,856 | 2,088 | 3,687 | 2,78 | 4,019 |
x, Ом | 0,924 | 0,271 | 0,301 | 0,155 | 0,262 | 0,217 | 0,322 |
r, Ом | 0,759 | 0,770 | 1,280 | 0,439 | 0,485 | 0,923 | 1,811 |
U, кВ | 35 | 6,3 | 6,3 | 6,3 | 6,3 | 6,3 | 6,3 |
z, Ом | 1,196 | 0,408 | 1,315 | 0,466 | 0,551 | 0,948 | 1,839 |
S, МВА | 18,901 | 5,466 | 2,106 | 3,165 | 4,062 | 2,251 | 1,947 |
ΔU, В | 645,87 | 299,7 | 256,7 | 245,55 | 272,89 | 255,75 | 296,91 |
δUу, % | 1,84 | 4,85 | 4,32 | 4,09 | 4,65 | 4,31 | 4,79 |
Таблица 1. Потери напряжения для смешанной схемы
Параметры | Ввод 35 кВ №№1,2 | ЭН 1, 2, 3 | ЭН 5 | ЭН 4, 6 |
F, мм2 | 95 | 2х240 | 95 | 2х120 |
x0, Ом/км | 0,404 | 0,071 | 0,078 | 0,076 |
r0, Ом/км | 0,332 | 0,079 | 0,332 | 0,263 |
l, км | 2,287 | 3,165 | 2,78 | 4,062 |
x, Ом | 0,924 | 0,225 | 0,217 | 0,309 |
r, Ом | 0,759 | 0,249 | 0,923 | 1,068 |
U, кВ | 35 | 6,3 | 6,3 | 6,3 |
z, Ом | 1,196 | 0,168 | 0,948 | 0,556 |
S, МВА | 18,901 | 9,66 | 2,251 | 3,165 |
ΔU, В | 645,87 | 257,0 | 255,75 | 279,2 |
ε, % | 1,84 | 4,08 | 4,31 | 4,43 |
Выбранные сечения позволяют поддерживать отклонение напряжения в заданных пределах.
Выбранные проводники соответствуют техническим требованиям по нагреву и потерям напряжения.
Расчёт токов короткого замыкания
Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение коротких замыканий. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ. Места точек КЗ на линии выбираем так чтобы оборудование находилось в наиболее тяжёлых условиях.
Расчёт токов КЗ будем вести в именованных единицах. За базисную ступень напряжения Uб выбираем напряжение Uб=6300 В.
Формулы приведения параметров расчётной схемы к базисным условиям.
Сопротивление энергосистемы при внешнем токе КЗ Iк=2,6 кА:
(11)
Реактивное и активное сопротивление трансформатора:
(12)
Реактивное и активное сопротивление линии:
(13)
После расчёта сопротивлений отдельных элементов цепи путём постепенного преобразования приводят схему к одному эквивалентному элементу, обладающему результирующим сопротивлением.
Полное сопротивление схемы:
(14)
Ток короткого замыкания, в зависимости от выбранной системы единиц вычисления, определяют по формулам:
(15)
Ударный ток КЗ определяется из выражения:
(16)
где kу – ударный коэффициент, учитывающий участие апериодического в образовании ударного тока.
Величина kу зависит от соотношения индуктивного и активного сопротивлений цепи КЗ, и может быть определена по кривой или принята равной: 1,8 – при КЗ в установках и сетях напряжением свыше 1000 В.
8.1 Расчёт токов КЗ в точках
Для расчёта токов КЗ составили схему замещения, где все элементы заменяют сопротивлениями, приведёнными к базисным условиям. Схема замещения представлена в графической части листы №3, 4.
Определим сопротивление энергосистемы:
Рассчитаем сопротивления трансформатора ТД-16000/35:
Приведём сопротивления линий ввода 35 кВ №№1,2 к базисному напряжению Uб:
Произведём расчет токов КЗ на стороне 35 кВ перед силовыми трансформаторами ГПП:
Для остальных линий расчёты аналогичны, результаты сведены в таблицы 8-11.
Таблица 1. Сопротивления линий схемы радиального питания
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
r, Ом | 0,271 | 0,301 | 0,155 | 0,262 | 0,217 | 0,322 |
x, Ом | 0,770 | 1,280 | 0,439 | 0,485 | 0,923 | 1,811 |
z, Ом | 0,408 | 1,315 | 0,466 | 0,551 | 0,948 | 1,839 |
Таблица 1. Расчёт токов КЗ радиальной схемы питания
К0 | К1 | К2 | К3 | К4 | К5 | К6 | |
z, Ом | 0,459 | 0,868 | 1,775 | 0,925 | 1,010 | 1,408 | 2,299 |
Iкз(3), А | 7918 | 4192 | 2050 | 3933 | 3601 | 2584 | 1582 |
Iуд, А | 20155 | 10671 | 5217 | 10011 | 9166 | 6578 | 4028 |
Таблица 1. Сопротивление схемы смешанного питания
1 | 31 | 32 | 3 | 4 | 46 | |
r, Ом | 0,079 | 0,079 | 0,079 | 0,332 | 0,263 | 0,263 |
x, Ом | 3,165 | 2,28 | 3,585 | 2,251 | 4,062 | 0,922 |
z, Ом | 0,168 | 0,121 | 0,190 | 0,768 | 0,556 | 0,126 |
Таблица 1. Расчёт токов КЗ смешанной схемы питания
К0 | К1 | К2 | К3 | К4 | К5 | К6 | |
z, Ом | 0,459 | 0,748 | 0,817 | 0,627 | 1,015 | 1,227 | 1,141 |
Iкз(3), А | 7918 | 4864 | 4452 | 5801 | 3583 | 2964 | 3187 |
Iуд, А | 20155 | 12382 | 11334 | 14767 | 9121 | 7545 | 8113 |
8.2 Расчёт выбранных проводников на термическую и электродинамическую стойкость
Термическая стойкость проводников называется способность выдерживать протекание номинального тока термической устойчивости в течение заданного времени без нагрева токоведущих частей до температур, превышающих допустимые при токах КЗ, и без нарушения пригодности к дальнейшей исправной работе.
Выбор термически стойкого сечения жил кабеля производят по значению установившегося тока КЗ и времени прохождения этого тока через кабель. Время определяется уставкой защиты, имеющей наибольшее время выдержки (в случае использования нескольких защит).
Условие выбора и проверки проводников на термическую устойчивость:
(17)
Где F – фактическое сечение кабеля, мм2; Fмин – минимально допустимое по термической устойчивости сечение кабеля, мм2; I” – ток КЗ, А; tпр – приведённое время действия тока КЗ, с; C – термический коэффициент,
.
Приведённое время действия тока КЗ складывается из приведённого времени действия тока КЗ tпр.п и приведённого времени действия апериодического тока КЗ tпр.а:
tпр=tпр.п+tпр.а (18)
При питании от системы неограниченной мощности:
tпр=tвыкл+tзащ (19)
где tвыкл – время отключения выключателя (tвыкл=0,1 с – для быстродействующих выключателей; tвыкл=0,2 с – для небыстродействующих выключателей); tзащ – время действия релейной защиты (определяется по условию селективности Δt=0,5 с).
tпр=0,1+0,5=0,6 с
Так же выбранные проводники проверяются на электродинамическую устойчивость току КЗ:
iн.дин≥iуд (20)
где iн.дин – предельно допустимый ток электродинамической перегрузки, взятый из справочника [6]; iуд – ударный ток трёхфазного КЗ.
Для линий ввода 35 кВ №№1,2:
tзащ≥2,5 с
электрический нагрузка ток замыкание
iн.дин= 33 кА ≥iуд =5806 А
Для остальных линий проверка кабеля на термическую и электродинамическую стойкость аналогична. Все выбранные проводники соответствуют требованиям по термической стойкости.
Выбор электрооборудования
Электрические аппараты, изоляторы и токоведущие устройства работают в условиях эксплуатации в трех основных режимах: длительном, перегрузки (с повышенной нагрузкой, которая для некоторых аппаратов достигает значения