Содержание
Общая часть
Введение
1.1 Общие сведения обэлектроустановках
1.1.1 Вводная часть
1.1.2 Линии электрических передач
1.1.3 Распределительные устройства
1.2 Определение вариантов главнойсхемы
1.3 Общие сведения о высоковольтнойаппаратуре
1.3.1 Центр питания
1.3.2 Системы сборных шин
1.3.3 Разъединители и ножи заземления
1.3.4 Высоковольтные выключатели
1.3.5 Трансформаторы тока
1.3.6 Трансформаторы напряжения
1.3.7 Силовые трансформаторы
2. Расчетная часть
2.1 Расчет и выбор силовыхтрансформаторов
2.2 Расчет потерь и выбор токоведущихчастей на стороне 0,4 кВ
2.3 Расчет и выбор автоматическихвыключателей
2.4 Расчет и выбор элементов защиты иконтроля в цепь 0,4 кВ
2.5 Расчёт токов короткого замыканияна стороне 0,4 кВ
2.6 Расчёт ввода и выборвысоковольтного оборудования
Заключение
Литература
Введение
Понятие «Энергия»произошло от греческого «energious»-мощь, сила, тепло. Электрическая энергия является наиболее удобным идешёвым видом энергии. Широкое распространение электрической энергииобусловлено относительной лёгкостью её получения, преобразования, ивозможностью передачи её на большие расстояния.
Энергетика, насегодняшней день, является одной из важнейших структурных единиц, совокупностькоторых, поддерживает развитие технологического процесса и играет большую рольв организации человеческой цивилизации на данный момент.
В энергетике существуеттакое понятие как «Энергетическая система»- это совокупность устройств иустановок, предназначенных для выработки, передачи, распределения и потребленияэлектроэнергии и теплоэнергии, связанных между собой электрическими и тепловымисетями. А также есть термин «Электрическая система»- это часть энергосистемы:РУ, генераторы, ЛЭП, приёмники и потребители электрической энергии. Отдельныеэнергосистемы имеет смысл объединения между собой, т.к. это облегчает задачурезервирование мощностей и повышает общий технологический уровень эксплуатацииэлектроустановок.
В 1927 году на территорииБССР уже действовала 141 электрическая станция, общей мощностью до 15Мватт/час.
В 1931 году былаорганизована Белорусская энергосистема.
К началу 1940 годумощность станций достигла 120 Мватт/час. А также в то время была построенапервая крупная ЭС БелГРЭС, мощность 34,5 Мватт/час.
К 1944 году началисьработы по восстановлению разрушенных во время Великой Отечественной Войныэлектростанций в уже освобождённых городах Минске, Витебске, Гомеле, Могилёве иБресте.
В октябре 44-го былисозданы организации, носившие названия «Управление энергетическим хозяйством»,«БеларусьЭнерго». А также «МинскЭнерго», «БрестЭнерго», «ВитебскЭнерго»,«ГомельЭнерго», «МогилёвЭнерго» и «ГродноЭнерго».
Ныне в РеспубликеБеларусь насчитывается более 25 крупных действующих установок по выработкеэлектроэнергии с общей установленной мощностью около 7,8 Гватт/час. Крупнейшейиз них является Новолукомльская ГРЭС, общей мощностью 2412 Мватт/час.
Но по-прежнему, нашаРеспублика сейчас не способна полностью обеспечить себя электрической энергиейсамостоятельно. Часть электроэнергии мы закупаем у других государств, восновном, у нашего «соседа» Российской Федерации.
На сегодняшний день сфераизучения энергетики Беларуси занимает далеко не последнее место винфраструктуре и, в частности, в экономике.
Уделяется не маловажнаяроль использования ядерной энергетики в мирных целях (для производстваэлектроэнергии). Планируется строительство АЭС на территории нашей Республики.Ввод в эксплуатацию первого энергоблока (ядерного реактора) станциизапланирован на 2016 год.
1. Общие сведения обэлектроустановках
1.1 Вводная часть
Электроустановки – этосовокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования;предназначенного для производства, преобразования, передачи, трансформации, ираспределения электроэнергии; а также преобразования её в другой вид энергии.
Выделяют 2 видаэлектрических установок:
— ЭУ до 1000 вольт;
— ЭУ свыше 1000 вольт.
Такое разделение связано,с различием типов и конструкций аппаратов, а также с разницей в условияхбезопасности и требованиях, предъявляемых при сооружении и эксплуатацииэлектроустановок различных напряжений.
Также электроустановкипотребителей характеризуются номинальным напряжением (Uном). Номинальным напряжением генераторов, трансформаторов,сетей и приёмников электроэнергии (электрических двигателей, ламп и т.п.)называется то напряжение, при котором они предназначены для нормальной работы.
Для системэлектроснабжения сетей и электроприёмников (ЭП) напряжением до 1 кВ согласноГОСТ 2128-83 сети и приёмники электроэнергии бывают напряжением: 220, 380, 660вольт. А наибольшее рабочее напряжение может быть: 230, 400, 690 вольт.
Различают переменноенапряжение однофазного тока (В):
A. 6;
B. 12;
C. 27;
D. 40
E. 60;
F. 110;
G. 220.
Переменное напряжение3-фазного тока (В):
a. 40;
b. 60;
c. 220;
d. 380;
e. 660.
Напряжение постоянноготока (В):
— 6;
— 12;
— 27;
— 48;
— 60;
— 110;
— 220;
— 440.
В промышленныхэлектроустановках напряжением до 1 кВ распространена 3-х и 4-х проводнаясистема. Она позволяет питать однофазные и трёхфазные приёмники, включенные налинейное и фазное напряжение.
Для выработкиэлектрической энергии служат электростанции. Это предприятия и установки,предназначенные для производства электроэнергии.
В зависимости от видаэнергии, потребляемой первичным двигателем, электрические станцииподразделяются:
v Тепловые;
v Гидро;
v Атомные;
v Гидроаккумулирующие;
v Газотурбинные;
v Маломощные ЭС местного масштаба.
Топливом дляэлектростанций служат природные богатства. Например: уголь, торф, вода, ветер,солнце, а также атомная реакция (расщепление ядер урана, плутония).
Огромную роль в системахэлектроснабжения играют электрические подстанции – электроустановки,предназначенные для преобразования и распределения электроэнергии.Электрические подстанции промышленных (и не только) предприятий – это важныезвенья в системе электроснабжения. Поэтому рассмотрение работы электрическихстанций и подстанций является очень важным этапом в подготовке грамотногоспециалиста в области энергетики.
Электрические подстанциибывают открытые либо закрытые.
1.1.1 Линииэлектрических передач
Для передачиэлектроэнергии на расстояния применяются линии электрических передач (ЛЭП). Онибывают 2-х типов:
— Воздушные (ВЛЭП);
— Кабельные (КЛЭП).
Для передачиэлектроэнергии напряжением до 10 кВ (редко до 35 кВ) используются кабельныелинии, проложенные в земле. Изоляция надевается на каждую фазу линии, затем навесь кабель, а потом ставится внешняя оболочка.
Чем больше напряжение иток, тем толще больше жилы, толще изоляция и прочнее оболочка. В КЛЭП навысокое напряжение оболочка используется свинцовая, а в качестве брониприменяют сталь.
КЛЭП обычно применяют вбольших населённых пунктах (городах).
Для передачиэлектроэнергии напряжением свыше 10 кВ (10,35,110,220,330,500,750,1150 кВ)вводятся в эксплуатацию воздушные линии, протянутые на опорах. Проводники, какправило, изготавливаются неизолированными. А также они могут быть по системеСИП. ВЛЭП также могут использоваться на напряжение и ниже 10 кВ. Их специальнымобразом скручивают и подвешивают на опорах. Для передачи высокого напряжения набольшие расстояния провода покрывают смазкой повышенной горючести.
Основной металл, служащийдля изготовления проводов ЛЭП — это медь и алюминий.
1.1.2 Распределительныеустройства
Распределительныеустройства (в энергетике их называют сокращённо — РУ) — это электроустановки,предназначенные для приема электроэнергии, и распределения её от источникапитания до отдельных потребителей.
РУ содержат системысборных шин, аппараты коммутации и защиты, а также измерительную аппаратуру.
Различаютраспредустройтсва:
Ø Высокого напряжения (ВН сторона);
Ø Низкого напряжения (НН сторона)
В некоторых случаях РУбывают среднего напряжения (СН сторона). Например, на электрической подстанции330/110/10 кВ в п. Копти, Витебского района, имеется РУ на среднее напряжение(110 кВ).
По способу исполненияраспредустройства делаются – открытыми (ОРУ), либо закрытыми (ЗРУ).Открытые РУвыполняю в основном, на напряжение 35кВ и выше, а закрытые РУ – на напряжениениже 35кВ. На данные момент широкое распространение имеют комплектныераспределительные устройства (КРУ).
Ячейки РУ – это участки,отводимые для одного присоединения.
Открытые РУ (ОРУ)размещают на ограждённых площадках, где оборудование устанавливают на невысокихоснованиях, а ошиновку выполняют гибкой, подвешивая ее через изоляторы настальных или железобетонных конструкциях.
Закрытые РУ представляетсобой специально оборудованное помещение с рядом ячеек, в каждой из которыхсмонтированы электрические аппараты. РУ до 1000В выполняют в виде щитков,шкафов, сборок, токопроводов (магистральных, распределительных иосветительных). Щитки выполняются в виде плоской панели, на которой размещаютаппаратуру и зажимы для отходящих линий. Панель закрывается кожухом с дверцей.Для распределения электроэнергии между силовыми приемниками служат силовыепункты, обычно выполненные в виде шкафов.
1.2 Определение вариантов главной схемыТП
Выбор главной схемытрансформаторной подстанции 10/0,4 кВ Главная схема электрических соединений(подстанции) – это совокупность основного электрооборудования (генераторов,трансформаторов, линий и т.п.), сборных шин и другой первичной аппаратуры, совсеми выполненными между ними соединениями.
Выбор главной схемыявляется определяющим при проектировании электрической части подстанции, таккак он определяет полный состав, перечень элементов и связей между собой.
В данном курсовом проектебудет рассмотрена схема закрытой двухтрансформаторной подстанции тупиковоготипа.
Выбор ТП закрытого типасвязан с тем, что данная подстанция является понизительной; сторона высокогонапряжения – 10 кВ, сторона низкого – 0,4 кВ. А подстанции на такое напряжениеизготавливаются в закрытом исполнении. Это связано с их месторасположением. А,как правило, ЗТП возводятся в больших населённых пунктах и в городах. В такихнаселённых пунктах трансформаторная подстанция возводится именно закрытоготипа, чтобы не оставлять токоведущие части без ограждения, тем самым, неподвергать опасности население, находящегося вблизи подстанции.
Также выбор трансформаторнойподстанции 10/0,4 кВ закрытого типа связан ещё с тем, что для её эксплуатации иобслуживания не требуется специального оборудования, которое присутствует наподстанциях более высокого напряжения.
Возводится помещениеопределённого размера, затем внутри него устанавливается электроаппаратура.
Небольшие габаритыэлектрооборудования позволяют использовать помещения для трансформаторнойподстанции 10/0,4 кВ.
В ЗТП создаютсянормальные условия для обслуживания и ревизии электрооборудования, т.к. этиусловия в малой степени зависят от погодных ветра, района по гололёду, высотыснежного покрова, нормативной снеговой нагрузки и т.д.). Тупиковаятрансформаторная подстанция – это подстанция, получающая электрическую энергиюот одной электроустановки по одной или нескольким линиям.
Тупиковый вид выбран,потому что в схеме ввода данной подстанции используется не более 2 линии. В основном, тупиковый тип принимаетсяна трансформаторных подстанциях среднего напряжения (10/0,4 кВ).
В задании указана перваякатегория электроснабжения потребителей электроэнергией. А это значит:электроприёмники 1 категории электроснабжения должны обеспечиваться питанием от2-х независимых источников, и перерыв в энергоснабжении допустим лишь на времясрабатывания защитных устройств и автоматического восстановления питания. Дляэтой категории также допустима схема питания то 3 независимого источника.
При рассмотрении главнойсхемы данной ТП в курсовом проекте было обращено внимание на факторы, которыеявляются определяющими при выборе варианта главной схемы подстанции, а также еёнормальной работы. Эти факторы:
ü Надежность;
ü Экономичность;
ü Безопасность.
ü Значение и роль подстанции дляэнергосистемы.
Надёжность – это свойствосхемы выполнять свои функции в разнообразных условиях эксплуатации присохранении заданных параметров процесса.
Экономичность – этотребование сил, материальных затрат, ресурсов и времени содержанияраспределительных устройств при минимальных ежегодных затратах. Безопасность –это возможность лёгкого подхода к схеме, ремонта и ревизии электрооборудования,не требующая специальных мер по защите, и обеспечивающая безопасностьобслуживающего персонала при эксплуатации электроустановок. Выбор главнойсхемы, исходя из фактора экономичности, определяется количеством силовыхтрансформаторов и высоковольтных выключателей, используемых в трансформаторнойподстанции. Эти элементы схемы требуют самых значительных материальных затрат,ресурсов и времени на их установку.
1.3 Общие сведения о высоковольтнойаппаратуре
1.3.1 Центр питания
Центр питания – этосовокупность электрических соединений и ветвей, а именно, линий электрическихпередач, питающих данную подстанцию.
Как правило, число ветвейзависит от категории надёжности электроснабжения электроприёмников. При первойи второй категории электроснабжения центр питания (ЦП) должен содержать неменее 2-х ветвей ввода. А для электроустановок специального назначения, имеющих1 категорию должен быть предусмотрен 3 независимый источник питания.
ЗТП 10/0,4 кВ выполняютсяв основном 2-х трансформаторными, содержащими 2 ветви питания (фидера), а такжесистему АВР (автоматическое включение резерва).
В случае аварий на какомлибо вводе подстанции (возникновение коротких замыканий, перегрузки,форс-мажорные явления) 2 ветви ввода ЦП могут взаиморезервировать друг друга.
1.3.2 Система сборныхшин
Система сборных шин – этосовокупность токоведущих частей, содержащая общий ввод, и предназначенная дляраспределения нагрузок на потребителя.
Присутствует на каждой ТП. Чаще всего встречается вариант с одной системой шин, секционированнуювыключателем. Это позволяет производить ремонтные работы в любой точке, неотключая потребителей от источника питания. Тем самым, данный выбор шинповышает надёжность электроустановки.
1.3.3 Разъединители и ножизаземления
Разъединитель – этоконтактный коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включенияэлектрической цепи при отсутствии тока.
Характеризуютсяноминальным током и номинальным напряжением, током электротермической иэлектродинамической стойкости, тепловым импульсом, сквозным током заземляющихножей.
Разъединитель в цепипитания установлен до высоковольтного выключателя, и связан с ним блок-замком.Отключение разъединителей в цепи питания невозможно, до тех пор, пока неотключить нагрузочные токи (выключив высоковольтный вакуумный выключатель). Вконструкции линейного разъединителя не предусмотрено специальных мер по гашениюэлектрической дуги, которая, в свою очередь, может вывести этот аппарат изстроя и привести к аварийным ситуациям на подстанции. Поэтому, блок-замокблокирует отключение разъединителя до тех пор, пока автоматика либо персонал неотключат выключатель. Тем самым, блок-замок защищает электроустановку в случаенеправильных действий персонала.
При отключенииразъединителя на вводах питания, автоматически включаются ножи заземления,которые заземляют установку на землю через ножи и заземлители. В нормальномрежиме работы подстанции ножи разъединителя разомкнуты, а разъединитель,непосредственно, замкнут.
Процесс включения разъединителяпроизводится в обратной последовательности: сначала включаем разъединитель, темсамым, отключаются ножи заземления; затем запускаем нагрузку (включив высоковольтныйвыключатель).
Такая схема выбора и эксплуатациилинейного разъединителя является наиболее надёжной, и с экономических суждений,грамотной. Также это обеспечивает безопасную, для обслуживающего персонала, эксплуатациюэлектроустановки.
1.3.4 Высоковольтныевыключатели
Высоковольтныйвыключатель – это контактный коммутационный аппарат, служащий для отключениятоков нагрузки в сети высокого напряжения.
ВВ бывают:
· Воздушныеавтоматический;
· Масляные ималомасляные;
· Вакуумные;
· Выключателинагрузки;
· Генераторные;
· Элегазовые;
· Баковые;
· Электромагнитные.
Характеризуются номинальнымтоком и номинальным напряжением, током электротермической и электродинамическойстойкости, тепловым импульсом, временем размыкания контактной группы.
На сегодняшний деньпредпочтение уделяется вакуумным выключателям, нежели, масляным либовыключателям нагрузки.
Появление натрансформаторных подстанциях масляных выключателей повысило пожароопасностьраспределительного устройства, а также потребовало огромных затрат насодержание маслохозяйства. Кроме того, следует отметить, что после трех-пятиотключений масляный выключатель, кроме замены масла, требует переборкиконтактной группы.
Эти вопросы снимаются призамене выключателей нагрузки, современными малогабаритными вакуумнымивыключателями, а не привычными масляными, так как вакуумные выключатели имеют следующиехарактеристики:
· механический ресурс и ресурс покоммутационной стойкости современных выключателей — 50000 циклов «ВО» приноминальном токе и 100 циклов «ВО» при токах короткого замыкания до 20 кА;
· низкие трудозатраты наэксплуатационное обслуживание и ненадобность замены изнашивающихся деталейконтактной системы;
· меньшие габариты и масса, нежеливыключатели нагрузки или масляные.
Это позволяетрассматривать замену части выключателей нагрузки на подстанциях, на вакуумныевыключатели. Но увеличение в сети количества выключателей приводит: кувеличению материальных затрат на их содержание; и к значительному повышениювремени действия защит на питающих центрах, а увеличивать его более 1,5 сек.недопустимо по термической стойкости кабелей. Заметим, что по термическойстойкости токам КЗ, ячейки КРУ на ЦП не допускают превышение времени более 1сек.
1.3.5 Трансформаторытока
Трансформаторы тока вцепях переменного тока и высокого напряжения, служат для соединенияизмерительной аппаратуры с токоведущими частями. И используются тогда, когдавключение измерительной аппаратуры непосредственно в первичные цепиэлектроустановок недопустимо по условиям безопасности. Его назначение:уменьшение первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборови реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепейвысокого напряжения.
К вторичной обмоткетрансформатора тока подключается измерительные приборы; в данном случае –амперметр. Конструкция ТТ такова, что независимо от тока в первичной обмотке,во вторичной I=const (5А). В цепи вторичной обмотки обязательно должнастоять перемычка, так как разрыв цепи во вторичной обмотке не допустим поправилам ТБ. Первичной обмоткой является сама токоведущая частьэлектроустановки. Ток в первичной обмотке пропорционален току во вторичнойобмотке. Трансформаторы тока работают в режиме близком к режиму короткогозамыкания, и сопротивление его очень влияет на точность измерений. Трансформатортока характеризуется номинальным коэффициентом трансформации, т.е. отношениемтока в первичной обмотке, к току вторичной обмотки.
1.3.6 Трансформаторынапряжения
Трансформаторы напряженияиспользуются в наружных и внутренних электроустановках напряжением от 0,4 до1250 кВ. Они предназначены для включения катушек напряжений и аппаратов защиты,измерения и контроля напряжения, расширение пределов измерения приборов, атакже для отделения цепей измерительных приборов и аппаратов защиты от сетивысокого напряжения.
К вторичной обмоткетрансформатора напряжения подключается параллельно вольтметр. Конструкция ТН.такова, что напряжение на вторичной обмотке U=const(100В). В редкихслучаях, напряжение на вторичной обмотке может быть U=(100/1,71)В.
Наличие в главной схеметрансформаторной подстанции измерительных трансформаторов обеспечивает высокуюнадёжность работы подстанции и является экономически выгодным, т.к.материальные затраты на их обслуживание является небольшими.
1.3.7 Силовыетрансформаторы
Силовые трансформаторы –это электростатические устройства, предназначенные для трансформации напряженияпри неизменной частоте сети, имеющих 2 силовых обмотки связывающихся междусобой магнитной связью.
СТ устанавливаются, какправило, на электростанциях и распределительных подстанциях для обеспечениясвязей с энергосистемой и преобразование с целью электроснабжения потребителей.
В зависимости, от роли вэнергосистеме, трансформаторы бывают:
ü Повышающие;
ü Понижающие.
Повышающие силовыетрансформаторы применяются на электростанциях и повышающих электроподстанцияхдля передачи больших значений мощности на большие расстояния с небольшимипотерями.
Понижающие силовыетрансформаторы применяются на распределительных подстанциях для трансформациитой мощности и энергии, которая была получена в результате выработки на ЭС и преобразованана повышающих подстанциях.
В основном, на станциях иподстанциях устанавливаются трехфазные трансформаторы. Они различаются пономинальному напряжения первичной обмотки (ВВ) и вторичной (НВ), в соотношениикоторых, находится коэффициент трансформации; числу фаз, мощности, исполнению.
По исполнению силовыетр-ры бывают – повышающие либо понижающие, с регулировкой коэффициентатрансформации под нагрузкой или в её отсутствии; стержневые или броневые видымагнитопровода, расположению обмоток и т.д..
В большинстве случаев,трансформаторы изготавливаются 2-х обмоточные.
Но бывают СТ и 3-хобмоточные. Их применяют тогда, когда на подстанции выдачи мощности надопроизводить на 2-х напряжениях.
Такие обмотки называются– обмотки верхнего, нижнего и среднего напряжения.
Параметры трансформатора:
v Полная мощность;
v Частота сети;
v Номинальное напряжение;
v Номинальный ток;
v Потери активной и реактивноймощности;
v КПД
v Напряжение короткого замыкания;
v Ток холостого хода;
v Потери на ХХ и КЗ.
Обмотки трансформатораразличаются по классу нагревостойкости от А (105 гр.ц) до С (свыше 180 гр.ц).
По конструктивномуисполнению и типу охлаждения СТ бывают – сухие либо масляные; с дутьём ипринудительной циркуляцией масла, с масловодяным охлаждением и естественным.
Силовые трансформаторыявляются определяющими элементами для определения вариантов главной схемы,исходя из экономических соображений.
2. Расчётная часть
2.1 Расчёт и выборсиловых трансформаторов
Определим суммарнуюактивную мощность всех потребителей:
P = P1+ P2+ P3+ P4+P5+P6+ P7+ P8+ P9+ P10=
15 + 20 + 60 + 8+ 16 + 14 + 20 + 16 + 12 + 10 = 191 кВт.
Рассчитаемсуммарную реактивную нагрузку:
cos/>= 0,8 — 36/>;
tg 36о= 0,72.
Q = P * tg/>= 191 * 0,72 = 136 кВар.
Суммарная полная мощностьнагрузки равна:
Sp = sqrt( P2 + Q2 ) = sqrt(1912 + 1362 ) = 235 кВт.
Sодного трансформ. = Sном / 2 = 235 / 2 = 117,5 кВт;
Выбираем 2 * 250 кВ*Атрансформатора;
Sнт = 250 кВ*А;
Определим коэффициентзагрузки трансформатора:
Кзагр = Sнт / 2 * Sp= 250 / 2 * 235 = 0,53;
Найдём аварийнуюперегрузку трансформатора:
Spa = 1,5 * Sнт = 250 * 1,5 = 375 кВ*А;
Spa > Sp;
375 > 235 кВ*А –удовлетворяет условие;
Исходя из расчётныхданных, выбираем 2 силовых трансформатора марки
ТМ 250/10 – Трансформаторсиловой, 3-х фазный, 2-х обмоточный; с масляным охлаждением; номинальнаямощность составляет 250 кВт; ВН – 10 кВ, НН – 0,4 кВ; Uк = 4,5%; Iхх = 2,3%; соединение обмоток:первичная – звезда, вторичная – звезда с заземлённой нейтралью; потери: нахолостой ход – 740 Вт, на короткое замыкание – 3700 Вт. Выбор именно 2-хтрансформаторной электрической подстанции связан с первой категориейэлектроснабжения электроприёмников. Номинальная мощность трансформаторасоставляет 250 кВ*А и взята с запасом на случай расширения данной ТП, и увеличениячисла и мощности нагрузки потребителей.
2.2 Расчёт потерь ивыбор токоведущих частей по стороне 0,4 кВ
Выбор сечения имарки кабеля для первого потребителя по расчётному току и потерям напряжения:
L1= 0,03 км; r0 = 11,75 Ом/км — S = 2,5 мм2 ;
P1= 15 кВт; x0 = 0 - S = 2,5 мм2 ;
сos/>= 0,8;
Uн = 0,4 кВ.
I1= P1 / (/>*cos/>) = 15 / (1,71 * 0,4 * 0,8) = 27,4А;
По длительнодопустимому току выбран кабель марки АВВГ с сечением жилы 3*2,5 мм2при прокладке земле. Ток плавления составит 141 А.
/>/>/>/>/>= = 27,4 * 0,03 * (11,75 * 0,8) /0,38 * 100% = 3,5%; U =366 В;
Потери составляют3,5% при допустимых 5% — Норма!
По потерямнапряжения выбран кабель марки АВВГ с сечением жилы 3*2,5 мм2 припрокладке в земле.
/>Выбор сечения и марки кабеля для второгопотребителя по расчётному току и потерям напряжения:
L2 = 0,4 км; r0= 7,85 Ом/км – S = 4 мм2
P2 = 20кВт; x0= 0 - S = 4 мм2 ;
cos/>=0,8; r01 = 0,589 Ом * км – S = 50 мм2 ;
Uн = 0,4 кВ. x01 = 0,083 Ом * км — S = 50 мм2 .
I2 = P2 / (/>*cos/>) = 20 / (1,71 * 0,4 * 0,8) = 36,6 А;
/>/>/>/>/>= 36,6 * 0,4 * (7,85 * 0,8) / 0,38 * 100% = 42,3%; U = 219,23 В;
Потери составляют 42,3% при допустимых 5%. – Недопустимо!
По потерямнапряжения выбран кабель марки АВРГ с сечением жилы *50 мм2 припрокладке в земле. Потери напряжения составят 3,8% при допустимых 5%. Токплавления составит 201 А.
Выбор сечения имарки кабеля для третьего потребителя по расчётному току и потерям напряжения:
L3 = 0,6 км; r0 = 1,17 Ом * км;
P3 = 60кВт; x0 = 0,091 Ом * км;
cos/>=0,8; r01 = 0,159 Ом * км;
Uн = 0,4кВ. x01 = 0,073 Ом * км;
I3= P3 / (/>*cos/>) = 60 / (1,71 * 0,4 * 0,8) = 110 А;
По длительнодопустимому току выбран кабель марки АВРГ с сечением жилы 3*25 мм2при прокладке земле. Ток плавления составит 794 А.
/>/>/>/>/>=
110 * 0,6 * (1,17* 0,8 + 0,091 * 0,8) / 0,38 * 100% = 31,2 %; U = 257,8 В.
Потери составляют31,2% при допустимых 5%. – Недопустимо!
По потерямнапряжения выбран кабель марки АСБГ с сечением жилы 3*50 мм2 припрокладке в земле.
Выбор сечения имарки кабеля для четвёртого потребителя по расчётному току и потерям напряжения:
L4 = 0,03 км; r0 = 11,75 Ом * км; — S = 2,5 мм2 ;
P4 = 8 кВт; x0 = 0 - S = 2,5 мм2 ;
cos/>= 0,8;
Uн = 0,4 кВ.
I4= P4 / (/>*cos/>) = 8 / (1,71 * 0,8 * 0,4 ) = 14,6 А;
По длительнодопустимому току выбран кабель марки АВВГ с сечением жилы 3*2,5 мм2 припрокладке в земле. Ток плавления составляет 141 А.
/>/>/>/>/>= 14,6 * 0,03 * ( 11,75 * 0,8) =2%; U = 372,3 В.
Потери составляют2% при допустимых 5% — Норма!
По потерямнапряжения выбран кабель марки АВВГ с сечением жилы 3*2,5 мм2 припрокладке в земле.
Выбор сечения имарки кабеля для пятого потребителя по расчётному току и потерям напряжения:
L5 = 0,15 км; r0 = 7,85 Ом * км — S= 4 мм2 ;
P5 = 16кВт; x0 = 0 - S = 4мм2 ;
cos/>=0,8; r01 = 1,84 Ом * км – S = 16 мм2 ;
Uн = 0,4 кВ. x01 = 0,102 Ом * км – S = 16 мм2
I5 = P5 / (/>*cos/>) = 16 / (1,71 * 0,4 * 0,8) = 29,3А;
По длительнодопустимому току выбран кабель марки АВВГ с сечением жилы 3*4 мм2при прокладке земле.
/>/>/>/>/>= = 29,3 * 0,15 * (7,85 * 0,8) / 0,38 * 100% = 12,8%; U = 331,3 В;
Потери составляют 12,8%при допустимых 5%. – Недопустимо!
По потерямнапряжения выбран кабель марки АВРГ с сечением жилы *16 мм2 припрокладке в земле. Потери напряжения составят 2,1% при допустимых 5%. Ток плавления составляет 201 А.
Выбор сечения имарки кабеля для шестого потребителя по расчётному току и падению напряжения
L6 = 0,04 км; r0 = 11,75 Ом * км – S = 2,5 мм2 ;
P6 = 14 кВт; x0 = 0 - S = 2,5 мм2 ;
Uн = 0,4 кВ;
cos/>= 0,8.
I6= P6 / (/>*cos/>) = 14 / (1,71 * 0,4 * 0,8) = 25,6А;
По длительнодопустимому току выбран кабель марки АВВГ с сечением жилы 3*2,5 мм2при прокладке земле.Ток плавления составляет 141 А.
/>/>/>/>/>= 25,6 * 0,04 * (11,75 * 0,8) / 0,38 * 100% = 4,7%; U = 361,9 В
Потери составляют 4,7%при допустимых 5%. – Норма!
По потерям напряжениявыбран кабель марки АВВГ с сечением жилы 3*2,5 мм2 при прокладке вземле.
Выбор сечения и маркикабеля для седьмого потребителя по расчётному току и потерям напряжения:
L7 = 0,06 км; r0 = 7,85 Ом * км — S = 4 мм2 ;
P7 = 20 кВт; x0= 0 - S = 4 мм2 ;
Uн = 0,4 кВ; r01 = 4,9 Ом * км — S = 6 мм2 ;
cos/>= 0,8. x0= 0 — S = 6 мм2 ;
I7= P7 / (/>*cos/>) = 20 / (1,71 * 0,4 * 0,8) = 36,6А;
По длительнодопустимому току выбран кабель марки АВВГ с сечением жилы 3*4 мм2при прокладке земле.
/>/>/>/>/> = 36,6 * 0,06 * ( 7,85* 0,8) / 0,38 * 100% = 6,4%; U = 355,6 В
Потери напряжениясосталяют 6,4% при допустимых 5% — Недопустимо!
По потерямнапряжения выбран кабель марки АВВГ с сечением жилы 3*6 мм2 при прокладке вземле. Потери напряжения составят 4,3% при допустимых 5%. Ток плавления составляет 201А.
Выбор сечения имарки кабеля для восьмого потребителя по расчётному току и потерям напряжения:
L8 = 0,2 км; r0 = 7,85 Ом * км; — S = 4 мм2 ;
P8 = 16 кВт; x0 = 0 — S = 4 мм2 ;
cos/>= 0,8; r01 = 1,84 Ом * км – S = 16 мм2 ;
Uн = 0,4 кВ. x01 = 0,102Ом * км — S = 16 мм2 .
I8 = P8 / (/>*cos/>) = 16 / (1,71 * 0,4 * 0,8) = 29,3А;
По длительнодопустимому току выбран кабель марки АВВГ с сечением жилы 3*4 мм2при прокладке земле.
/>/>/>/>/> = 29,3 * 0,2 * (11,75 * 0,8) /0,38 * 100% = 17%; U = 315 В;
Потери составляют 17% придопустимых 5%. – Недопустимо!
По потерямнапряжения выбран кабель марки АВРГ с сечением жилы *16 мм2 припрокладке в земле. Потери напряжения составят 4,4% при допустимых 5%. Токплавления составит 201 А.
Выбор сечения имарки кабеля для девятого потребителя по расчётному току и потерям напряжения:
L9 = 0,15 км; r0 = 11,75 Ом * км; — S = 2,5 мм2 ;
P9 = 12 кВт; x0 = 0 — S = 2,5 мм2 ;
cos/>= 0,8; r01 = 2,94 Ом * км – S = 10 мм2 ;
Uн = 0,4 кВ. x01 = 0,11 Ом* км — S = 10 мм2 .
I9 = P9 / (/>*cos/>) = 12 / (1,71 * 0,4 * 0,8) = 22А;
По длительнодопустимому току выбран кабель марки АВВГ с сечением жилы 3*2,5 мм2при прокладке земле.
/>/>/>/>/> = 22 * 0,15 * (11,75 * 0,8) /0,38 * 100% = 15,3%; U= 321,7 В;
Потери составляют 15,3%при допустимых 5%. – Недопустимо!
По потерямнапряжения выбран кабель марки АВРГ с сечением жилы 3*10 мм2 припрокладке в земле. Потери напряжения составят 3,9% при допустимых 5%. Ток плавления составит 141 А.
Выбор сечения и марки кабелядесятого потребителя по расчётному току и потерям напряжения:
L10 = 0,09 км; r0 = 11,75 Ом * км; — S = 2,5 мм2 ;
P10 = 10 кВт; x0 = 0 — S = 2,5 мм2 ;
cos/>= 0,8; r01 = 1,84 Ом * км – S = 6 мм2 ;
Uн = 0,4 кВ. x01 = 0 — S = 6 мм2 .
I10= P10 / (/>*cos/>) = 10 / (1,71 * 0,4 * 0,8) = 18,3А;
По длительнодопустимому току выбран кабель марки АВВГ с сечением жилы 3*2,5 мм2при прокладке земле.
/>/>/>/>/> = 18,3 * 0,09 * (1,84 * 0,8) /0,38 * 100% = 7,7% U = 350,9 В;
Потери составляют 7,7%при допустимых 5%. – Недопустимо!
По потерямнапряжения выбран кабель марки АВВГ с сечением жилы 3*6 мм2 припрокладке в земле. Потери напряжения составят 3,2% при допустимых 5%. Токплавления составит 141 А.
В качествеметалла для кабеля на каждого из потребителей используется – алюминий (Al). Несмотря на то, что удельноесопротивление алюминия больше чем меди, целесообразно при данных сеченияхиспользовать именно этот материл, исходя из экономических соображений.
2.3 Расчёт и выборавтоматических выключателей в цепь низкого напряжения
Используя расчётные токи,найденные в разделе имеем право рассчитать и выбрать автоматы (автоматическиевоздушные выключатели – QF) вцепь 0,4 кВ.
QF1:
I1 = 27,4 А;
Выбираем автоматическийвыключатель серии АП50-3МТ:
Uн = до: 660 В, 440 В;
Iн.р. = 50 А;
fc= 50-60 Гц;
Iрасцеп. = 30 А (теплового);
tср.= 0,2 сек;
Род расцепителя –тепловой,электромагнитный (комбинированный);
Установка на токмгновенного срабатывания ЭМ расцепителя= 11 Iн.р..;
Количество полюсов – 3;
Предельная коммутационнаяспособность при Uн – 300…1500 А;
Тип по диапазонумгновенного расцепления автомата – B,C,D;
Серия автомата – А.
Определим критический пусковойток автомата:
Iп = I1. * 7 = 27,4 * 7 = 191,8 А;
Iср.эл. = кз * Iп = 1,25 * 191,8 = 239,75 А;
Iср.эл.
239,75
QF2:
I2 = 36,6 А;
Выбираем автоматическийвыключатель серии АП50-3МТ:
Uн = 660 В, 440 В;
Iн.р. = 50 А;
fc= 50-60 Гц;
Iрасцеп. = 40 А (теплового);
tср.= 0,2 сек;
Род расцепителя –тепловой,электромагнитный (комбинированный);
Установка на токмгновенного срабатывания ЭМ расцепителя= 11 Iн.р..;
Количество полюсов – 3;
Предельная коммутационнаяспособность при Uн – 300…1500 А;
Тип по диапазонумгновенного расцепления автомата – B,C,D;
Серия автомата – А.
Определим критическийпусковой ток автомата:
Iп = I2. * 7 = 36,6 * 7 = 256,2 А;
Iср.эл. = кз * Iп = 1,25 * 256,2 = 320,25 А;
Iср.эл.
320,25
QF3:
I3 = 110 А;
Выбираем автоматическийвыключатель серии А3714B:
Uн = до: 660 В, 440 В;
Iн.р. = 160 А;
fc= 50-60 Гц;
Iрасцеп. = 125 А;
tср.= 0,1 сек;
Род расцепителя – электромагнитный;
Установка на токмгновенного срабатывания ЭМ расцепителя= 2…10 Iн.р..;
Количество полюсов – 3;
Предельная коммутационнаяспособность при Uн – 5000…7500 А;
Тип по диапазонумгновенного расцепления автомата – B,C,D;
Серия автомата – А;
Определим критическийпусковой ток автомата:
Iп = I3 * 7 = 110 * 7 = 770 А;
Iср.эл. = кз * Iп = 1,25 * 770 = 962,5 А;
Iср.эл.
962,5
QF4:
I1 = 14,6 А;
Выбираем автоматическийвыключатель серии АЕ-2030:
Uн = до: 500 В, 220 В;
Iн.р. = 25 А;
fc= 50-60 Гц;
Iрасцеп. = 16 А (теплового);
tср.= 0,5 сек;
Род расцепителя –тепловой,электромагнитный (комбинированный);
Установка на токмгновенного срабатывания ЭМ расцепителя= 10 Iн.р..;
Количество полюсов – 3;
Предельная коммутационнаяспособность при Uн – 5000 А;
Тип по диапазонумгновенного расцепления автомата – B,C,D;
Серия автомата – А.
Определим критическийпусковой ток автомата:
Iп = I4. * 7 = 14,6 * 7 = 102,2 А;
Iср.эл. = кз * Iп = 1,25 * 102,2 = 127,75 А;
Iср.эл.
127,75
QF5:
I5 = 29,3 А;
Выбираем автоматическийвыключатель серии АП50-3МТ:
Uн = до: 660 В, 440 В;
Iн.р. = 50 А;
fc= 50-60 Гц;
Iрасцеп. = 30 А (теплового);
tср.= 0,2 сек;
Род расцепителя –тепловой,электромагнитный (комбинированный);
Установка на токмгновенного срабатывания ЭМ расцепителя= 11 Iн.р..;
Количество полюсов – 3;
Предельная коммутационнаяспособность при Uн – 300…1500 А;
Тип по диапазонумгновенного расцепления автомата – B,C,D;
Серия автомата – А.
Определим критическийпусковой ток автомата:
Iп = I5 * 7 = 29,3 * 7 = 205,1 А;
Iср.эл. = кз * Iп = 1,25 * 205,1= 256,4 А;
Iср.эл.
256,4
QF6:
I6 = 25,6 А;
Выбираем автоматическийвыключатель серии АП50-3МТ:
Uн = до: 660 В, 440 В;
Iн.р. = 50 А;
fc= 50-60 Гц;
Iрасцеп. = 30 А (теплового);
tср.= 0,2 сек;
Род расцепителя –тепловой,электромагнитный (комбинированный);
Установка на токмгновенного срабатывания ЭМ расцепителя= 11 Iн.р..;
Количество полюсов – 3;
Предельная коммутационнаяспособность при Uн – 300…1500 А;
Тип по диапазонумгновенного расцепления автомата – B,C,D;
Серия автомата – А.
Определим критическийпусковой ток автомата:
Iп = I6 * 7 = 25,6 * 7 = 179,2 А;
Iср.эл. = кз * Iп = 1,25 * 179,2 = 224 А;
Iср.эл.
224
QF7:
I7 = 36,6 А;
Выбираем автоматическийвыключатель серии АП50-3МТ:
Uн = до: 660 В, 440 В;
Iн.р. = 50 А;
fc= 50-60 Гц;
Iрасцеп. = 40 А (теплового);
tср.= 0,2 сек;
Род расцепителя –тепловой,электромагнитный (комбинированный);
Установка на токмгновенного срабатывания ЭМ расцепителя= 11 Iн.р..;
Количество полюсов – 3;
Предельная коммутационнаяспособность при Uн – 300…1500 А;
Тип по диапазонумгновенного расцепления автомата – B,C,D;
Серия автомата – А.
Определим критическийпусковой ток автомата:
Iп = I7 * 7 = 27,4 * 7 = 256,2 А;
Iср.эл. = кз * Iп = 1,25 * 256,2 = 320,25 А;
Iср.эл.
320,25
QF8:
I8 = 29,3 А;
Выбираем автоматическийвыключатель серии АП50-3МТ:
Uн = до: 660 В, 440 В;
Iн.р. = 50 А;
fc= 50-60 Гц;
Iрасцеп. = 30 А (теплового);
tср.= 0,2 сек;
Род расцепителя –тепловой,электромагнитный (комбинированный);
Установка на токмгновенного срабатывания ЭМ расцепителя= 11 Iн.р..;
Количество полюсов – 3;
Предельная коммутационнаяспособность при Uн – 300…1500 А;
Тип по диапазонумгновенного расцепления автомата – B,C,D;
Серия автомата – А.
Определим критическийпусковой ток автомата:
Iп = I8 * 7 = 29,3 * 7 = 205,1 А;
Iср.эл. = кз * Iп = 1,25 * 205,1 = 256,4 А;
Iср.эл.
256,4
QF9:
I9 = 22 А;
Выбираем автоматическийвыключатель серии АЕ-2040:
Uн = до: 500 В, 220 В;
Iн.р. =25 А;
fc= 50-60 Гц;
Iрасцеп. = 25 А (теплового);
tср.= 0,5 сек;
Род расцепителя –тепловой,электромагнитный (комбинированный);
Установка на токмгновенного срабатывания ЭМ расцепителя= 10 Iн.р..;
Количество полюсов – 3;
Предельная коммутационнаяспособность при Uн – 5000 А;
Тип по диапазонумгновенного расцепления автомата – B,C,D;
Серия автомата – А.
Определим критическийпусковой ток автомата:
Iп = I9. * 7 = 22 * 7 = 154 А;
Iср.эл. = кз * Iп = 1,25 * 154 = 192,5 А;
Iср.эл.
192,5
QF10:
I1 = 18,3 А;
Выбираем автоматическийвыключатель серии АЕ-2030:
Uн = до: 500 В, 220 В;
Iн.р. = 25 А;
fc= 50-60 Гц;
Iрасцеп. = 20 А (теплового);
tср.= 0,5 сек;
Род расцепителя –тепловой,электромагнитный (комбинированный);
Установка на токмгновенного срабатывания ЭМ расцепителя= 10 Iн.р..;
Количество полюсов – 3;
Предельная коммутационнаяспособность при Uн – 5000 А;
Тип по диапазонумгновенного расцепления автомата – B,C,D;
Серия автомата – А.
Определим критическийпусковой ток автомата:
Iп = I10 * 7 = 18,3 * 7 = 128,1 А;
Iср.эл. = кз * Iп = 1,25 * 128,1 = 160,125 А;
Iср.эл.
165,125
2.4 Расчёт и выбор предохранителяи рубильника в цепь низкого напряжения
Полная мощностьвсех потребителей определяется:
/>
Общий ток:
Iобщ = ΣSн / (/>) = 235 / (/>) = 345 А;
Выбираем предохранитель маркиПН2-630 с номинальным током предохранителя 630 А; и с током плавкой вставки 500А.
Наибольший отключаемыйток номинальном напряжении до 500 В – 10000А.
Такой же предохранительустанавливаем на ветку 2 фидера.
Выбираем рубильник маркиРС-6 с номинальным током 630 А, номинальным напряжение 380 В, количествополюсов – 3. Такой же рубильник устанавливаем на ветку второго фидера.
Выбор рубильника ипредохранителя в цепь низкого напряжения связан непосредственно с низкойстоимостью затрат на эксплуатацию этих элементы, и простотой их конструкции.
2.5 Выбортрансформатора тока в цепь 0,4 кВ
Исходя из рабочего тока вцепи низкого напряжения и токов КЗ выбираем:
Трансформаторытока ТШП-0,66 У3 предназначеныдля передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам вустановках переменного тока частоты 50 или 60 Гц с номинальным напряжением до0,66 кВ включительно. Трансформаторы класса точности 0,2; 0,5; 0,2S и 0,5Sприменяются в схемах учета для расчета с потребителями, класса точности 1,0 всхемах измерения. Трансформаторы изготавливаются в исполнении «У» или «Т»категории 3.
Условия работы:
· высота надуровнем моря не более 1000 м;
· температураокружающей среды: при эксплуатации – от минус 45 С до плюс 50 С, притранспортировании и хранении – от минус 50 С до плюс 50 С;
· окружающая среданевзрывоопасная, не содержащая пыли, химически активных газов и паров вконцентрациях, разрушающих покрытия металлов и изоляцию;
· рабочее положение– любое.
Технические характеристики Номинальный первичный ток, А Номинальный вторичный ток, А Номинальная вторичная нагрузка с коэффициентом мощности cos y = 0,8, В-А Класс точности 500 5 10 1
2.6 Расчёт токовкороткого замыкания на стороне низкого напряжения
Активное сопротивлениекаждой из 10 линий (расчетные данные взяты из предыдущих разделов):
r01 = r0 * l1 = 11,75 * 0,03 = 0,326 Ом * км;
r02 = r0 * l2 = 0,589 * 0,4 = 0,24 Ом * км;
r03 = r0 * l3 = 1,17 * 0,6 = 0,095 Ом * км;
r04 = r0 * l4 = 11,75 * 0,03 = 0,326 Ом * км;
r05 = r0 * l5 = 1,84 * 0,15 = 0,276 Ом * км;
r06 = r0 * l6 = 7,85 * 0,04 = 0,314 Ом * км;
r07 = r0 * l7 = 4,9 * 0,06 = 0,294 Ом * км;
r08 = r0 * l8 = 1,84 * 0,2 = 0,368 Ом * км;
r09 = r0 * l9 = 2,94 * 0,15 = 0,441 Ом * км;
r10 = r0 * l10 = 1,84 * 0,09 = 0,1656 Ом * км;
Реактивное сопротивлениекаждой из 10 линий (расчетные данные взяты из предыдущих разделов):
x01 = x0 * l1 = 0,116 * 0,03 = 0,00348 Ом * км;
x02 = x0 * l2 = 0,4 * 0,083 = 0,0332 Ом * км;
x03 = x0 * l3 = 0,073 * 0,6 = 0,044 Ом * км;
x04 = x0 * l4 = 0,116 * 0,03 = 0,00348 Ом * км;
x05 = x0 * l5 = 0,102 * 0,15 = 0,0153 Ом * км;
x06 = x0 * l6 = 0,107 * 0,04 = 0,00428 Ом * км;
x07 = x0 * l7 = 0,0997 * 0,06 = 0,005982 Ом * км;
x08 = x0 * l8 = 0,102 * 0,2 = 0,0204 Ом * км;
x09 = x0 * l9 = 0,11 * 0,15 = 0,0165 Ом * км;
x10 = x0 * l10 = 0,0997 * 0,09 = 0,008973 Ом * км;
Полное сопротивлениекаждой из 10 линий:
Z01= sqrt (r012 +x01 2) =sqrt (0,3262 + 0,00348 2) = 0,326 Ом;
Z02= sqrt (r022 +x02 2) =sqrt (0,24 2 + 0,0332 2) = 0,242 Ом;
Z03= sqrt (r032 +x03 2) =sqrt (0,095 2 + 0,044 2) = 0,105 Ом;
Z04= sqrt (r042 +x04 2) =sqrt (0,326 2 + 0,00348 2) = 0,326 Ом;
Z05= sqrt (r052 +x05 2) =sqrt (0,276 2 + 0,0153 2) = 0,277 Ом;
Z06= sqrt (r062 +x06 2) =sqrt (0,314 2 + 0,00428 2) = 0,314 Ом;
Z07= sqrt (r072 +x07 2) =sqrt (0,294 2 + 0,005982 2) = 0,294 Ом;
Z08= sqrt (r082 +x08 2) =sqrt (0,368 2 + 0,0204 2) = 0,368 Ом;
Z09= sqrt (r092 +x09 2) =sqrt (0,441 2 + 0,0165 2) = 0,441 Ом;
Z10= sqrt (r102 +x10 2) =sqrt (0,1656 2 + 0,008973 2) = 0,166 Ом;
Расчитаем сопротивление силовоготрансформатора:
Sб = 1000 кВ*А;
Sт = 250 кВ*А;
Zт = (Uк / 100) * (Sб / Sт ) = (4,5 / 100) * ( 1000 / 250) = 0,18 Ом;
Рассчитываем ток 3-хфазного короткого замыкания на каждом из потребителей.
Iкз1 = Uн / sqrt (Z01 2 + Zт 2)= 400 /sqrt (0,326 2 + 0,18 2 )= 1076,15 А;
Iкз2 = Uн / sqrt (Z02 2 + Zт 2)= 400 / sqrt (0,24 2 + 0,18 2 )= 1101,71 А;
Iкз3 = Uн / sqrt (Z03 2 + Zт 2)= 400 / sqrt (0,105 2 + 0,18 2 )= 909 А;
Iкз4 = Uн / sqrt (Z04 2 + Zт 2)= 400 / sqrt (0,326 2 + 0,18 2 )= 1076,15 А;
Iкз5 = Uн / sqrt (Z05 2 + Zт 2)= 400 / sqrt (0,277 2 + 0,18 2 )= 1292 А;
Iкз6 = Uн / sqrt (Z06 2 + Zт 2)= 400 / sqrt (0,314 2 + 0,18 2 )= 816,7 А;
Iкз7 = Uн / sqrt (Z07 2 + Zт 2) = 400 / sqrt (0,294 2 + 0,18 2 )= 1271 А;
Iкз 8 = Uн / sqrt (Z08 2 + Zт 2) = 400 / sqrt (0,368 2 + 0,18 2 )= 983 А;
Iкз 9 = Uн / sqrt (Z09 2 + Zт 2) = 400 / sqrt (0,441 2 + 0,18 2 )= 852 А;
Iкз 10 = Uн / sqrt (Z10 2 + Zт 2) = 400 / sqrt (0,166 2 + 0,18 2 )= 863,5 А;
2.7 Расчёт ввода ивыбор высоковольтной аппаратуры
Uн = 10,5 кВ;
L = 1,2 км;
Sн = 235 кВ*А;
Тип ввода – воздух;
Найдём полный расчётныйток по высокой стороне:
Iр = ΣSн //>= 235 / (/>) = 16,96 А;
Исходя из расчётноготока, по длительно допустимому току выбираем:
Неизолированный провод –номинальное сечение 25 мм2 ;
Марка провода АКП –скручен из алюминиевых проводов, межпроволочное пространство которых, заисключением внешней поверхности, заполненной нейтральной смазкой повышеннойнагревостойкости.
Марка провола – АТ;
Место прокладки – внепомещений;
r0= 1,17 Ом * км;
х0= 0,1445 * lg (2Dср / d) + 0,016 =0,1445 * lg (2*120/ 25) + 0,016 = 0,158 Ом * км;
Найдём потери:
/>/>/>/>/> = 16,96 * 1,2 * ( 1,17 * 0,8 +0,158 * 0,8) / 10 * 100% = 0,34%; U = 9,97кВ.
Точно такой же попараметрам неизолированный провод устанавливаем на второй фидер ввода центрапитания.
Найдём сопротивлениелинии:
Rл = r0 * L = 1,17 * 1,2 =1,404 Ом;
Xл = х0* L = 0,158 * 1,2 = 0,19 Ом;
Zл = />= />= 1,42 Ом;
Полное расчётноесопротивление по высокой стороне (учитывая характер 2 сопротивлений) находится:
Zр = Zл + Xт = 1,42 + 0,18 = 1,6 Ом.
Определим ток трёхфазногокороткого замыкания по высокой стороне:
Iкз(3) = Uн / /> = 10,5 / 1,71 * 1,6 = 3,83 кА;
Ку = 1,7 (x/r = 7,5); τ= 0,05 сек;
iу = /> * Кз * Iкз = 1,41 * 1,7 * 3,83 = 9,2 кА;
Вк = i 2у * τ= 9,72 2 * 0,05 = 13 кА 2 * сек;
Imax= Iр * 10% (Iр) = 16,96 * 1,696 = 28,76 А;
Выбор разъединителя
Разъединительвнутренней установки типа РВО-10/630 совместно сприводом ПР-10 предназначен для включения и отключения под напряжением участковэлектрической цепи напряжения до 10кВ при отсутствии нагрузочного тока, или дляизменения схемы соединения, а также заземления отключенных участков при помощистационарных заземлителей при их наличии. Климатическое исполнение У и УХЛ дляэксплуатации в условиях.
Условия эксплуатации:
· высота надуровнем моря до 1000 м;
· температураокружающего воздуха от -50С до + 50С для У3 и -60С до +60 для УХЛ2;
· относительнаявлажность воздуха при температуре 25С составляет 100%;
· окружающая среданевзрывоопасна, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров вконцентрациях разрушающих металл и изоляцию, содержащие коррозийно-активныхагентов соответствуют .
· Технические характеристики Серия разъединителей Напряжение Номинальный ток, А Нормированные параметры сквозного тока КЗ, кА номинальное наибольшее Ток электродинамической стойкости Ток термической стойкости в течении 3с для гл. ножей 1с для заз. ножей 630 50 20 - РВО 10 12
Выбор высоковольтноговыключателя
Вакуумные выключателивнутренней установки класса 10 кВ серии ВБМЭ-10 предназначены для коммутацииэлектрических цепей в нормальном и аварийном режимах работы с номинальнымитоками отключения 20 и 31,5 кА. Выключатели используются для замены масляных ималомасляных выключателей в выкатных элементах КРУ.
Техническиехарактеристики:Номинальное напряжение, кВ: 10 Номинальный ток, А: 630 Номинальный ток отключения, кА 20 Коммутационный ресурс при номинальном токе: 25000 Коммутационный ресурс при номинальном токе отключения: 50 Параметры сквозного тока короткого замыкания, кА: Наибольший пик: 52 Собственное время отключения выключателя, с, не более: 0,05 Полнее время отключения выключателя, с, не более: 0,07 Собственное время включения выключателя, с, не более: 0,06 Диапазон рабочего напряжения, в % от номинального: Включающего электромагнита: 80-110 Отключающего электромагнита: 65-120 ЭЗВП: 80-110 Коммутационная износостойкость, циклов ВО, не менее: Диапазон температур эксплуатации, °С: от -25 до +50
Выбор разъединителя сножами заземления
Выбираем разъединитель РВЗ-10/630 УЗ (сприводом ПР-10)
Техническиехарактеристики:
Номинальное напряжение,кВ 10
Наибольшее рабочеенапряжение, кВ 12
Номинальный ток, А 400, 630, 1000
Номинальныйкратковременный выдерживаемый ток
(ток термическойстойкости) в течение 3 с.:
(для главных ножей), кА 16
Номинальныйкратковременный выдерживаемый ток
(ток термическойстойкости) в течение 1 с.:
(для заземляющих ножей),кА 16
Наибольший пикноминального кратковременно
выдерживаемого тока (токэлектродинамической
стойкости), кА 41
Масса, не более, кг 30
Габаритные размеры, мм
РВЗ 10/630 230Х580Х650
Масса, кг
РВЗ 10/630 35
Выбор трансформаторатока в цепь 10 кВ
ТрансформаторТПОЛ-10 предназначен для передачи сигнала измерительной информацииизмерительным приборам, устройствам защиты и управления, а также для изолированияцепей вторичных соединений от высокого напряжения в электрических установкахпеременного тока частоты 50 или 60 Гц на класс напряжений до 10 кВвключительно. Трансформатор изготовлен в климатическом исполнении «У»или «Т» категории размещения 3.
Условия работы:
· высота надуровнем моря не более 1000 м;
· температураокружающего воздуха — от минус 45°С до плюс 40°С для исполнения «У3»и от минус 10°С до плюс 45°С для исполнения «Т3»;
· окружающая среданевзрывоопасная, не содержащая пыли, химически активных газов и паров вконцентрациях, разрушающих покрытия металлов и изоляцию;
· рабочее положение– любое.
Технические характеристики Наименование параметра Норма Номинальное напряжение, кВ 10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 12 Номинальный первичный ток, А 20 Номинальный вторичный ток, А 5 Номинальная частота, Гц 50 Количество вторичных обмоток 2
Номинальная вторичная нагрузка при
cos = 0,8, В-А:
обмотки для измерений
обмотки для защиты
до 30
15
Выбор трансформаторанапряжения в цепь 10 кВ
Трансформаторнапряжения ЗНОЛ.06-10 УЗ предназначен для установки в комплектныераспределительные устройства (КРУ) внутренней установки или другие закрытыераспределительные устройства (ЗРУ), а также для встраивания в токопроводытурбогенераторов и служит для питания цепей измерения, автоматики, сигнализациии защиты в электрических установках переменного тока частоты 50 или 60 Гц всетях с изолированной нейтралью. Допускается длительная эксплуатациятрансформатора как силового. При этом мощность, отдаваемая трансформатором, недолжна превышать предельную мощность, и нагрузка должна подключаться к основнойвторичной обмотке. Трансформатор изготавливается в климатическом исполнении«У» или «Т» категории размещения 3.
Условия работы
· высота надуровнем моря не более 1000 м ;
· температураокружающей среды: при эксплуатации – от минус 45 С до плюс 50 С;
· окружающая среданевзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях,разрушающих металлы и изоляцию;
· рабочее положение– любое.
Технические характеристики:
Наименование параметра
ЗНОЛ.06-10УЗ Класс напряжения, кВ 10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 12 Номинальное напряжение первичной обмотки, В 10000/Ц3 Номинальное напряжение осн. вторичной обмотки, В 100/Ц3 Номинальное напряжение доп. вторичной обмотки, В 100/Ц3 или 100
Номинальная мощность, В-А, в классе точности:
0,5 75 Номинальная мощность доп. вторичной обмотки в классе точности 3, В-А 300 Предельная мощность вне класса точности, В-А 630
Схема и группа соединения
обмоток 1/1/1-0-0 Номинальная частота, Гц 50
Испытательное напряжение, кВ:
одноминутное промышленной частоты
грозового импульса
грозового импульса срезанного
42
75
90 Расчётные данные
Ката
Разъединитель
РВО-10/630
Лож
Разъединитель
РВЗ-10/630 УЗ
Ные
Трансформатор тока ТПОЛ-10
Дан
Трансформатор
напряжения
ЗНОЛ.06-10 УЗ
Ные
Вакуумный
Выключатель
ВБМЭ-10
Uуст = 10 кВ
Uном = 10 кВ
Uном = 10 кВ
Uном = 10 кВ
Uном = 10 кВ
Uном = 10 кВ
Imax= 28,76 А
Iном = 630 А
Iном = 630 А
Iном = 20 А
Iном = 20 А
Iном = 630 А
Iп = 3,83кА
Iт.макс = 20 кА
Iт.макс = 16 кА
Iт.макс = 38 кА
Iт.макс = 20 кА
Iт.макс = 20 кА
iу = 9,2 кА
Iдин.макс = 50 кА
Iдин.макс = 41 кА
Iдин.макс = 96 кА
Iдин.макс = 52 кА
Iдин.макс = 52 кА
Вк = 13 кА 2 * сек
Вк = 1600 кА 2 * сек
Вк = 1600 кА 2 * сек
Вк = 260 кА 2 * сек
Вк = 156 кА 2 * сек
Вк = 1600 кА 2 * сек Количество 2 2 4 2 3
Заключение
Хочется отметить, что всвязи с широким развитием электроснабжения промышленности; электроустановки налюбом предприятии являются важным звеном, от которого, по большому счёту,определяется нормальная работа предприятия.
Эксплуатацияэлектроустановок должна производиться при минимальных затратах материальныхсредств и рабочей силы, а выполнение рабочей программы должна достигаться путемсовершенствования технологических процессов производства при наименьшем расходеэлектроэнергии.
Одним из наиболеедействующих способов поддержания оборудования в должном техническом состоянии ипродления срока службы является качественный и своевременный ремонт.
Электрическая подстанция,рассмотренная в данном курсовом проекте, является показателем качественногоэлектроснабжения потребителей на данном этапе развития, соответствует всемстандартам по эксплуатации, и является неотъемлемым звеном в цепиэнергосистемы. Здесь предусмотрены все возможные варианты надёжной качественнойработы, экономические затраты на эксплуатацию ТП удовлетворяют современнымтребованиям, а также ремонт и ревизия электрооборудования являются безопаснымдля обслуживающего персонала.
Литература
1. Б.Ю. Липкин «Электроснабжениепромышленных предприятий и установок», Москва, «Высшая школа», 1990 г.
2. Л.Д. Роткова, В.С. Козулин «Электрооборудование станций и подстанций»,Москва, «Энергия», 1969 г.
3. Конспект лекций по предмету«Электрооборудование подстанций и промышленных предприятий».
4. Конспект лекций по предмету«Электроснабжение».
Интернет информация ссайтов:
5. www.twirpx.com
6. www.laborant.ru
7. www.rec.su