Узнать стоимость написания работы
Оставьте заявку, и в течение 5 минут на почту вам станут поступать предложения!
Реферат

Реферат по предмету "Физика"


Электроснабжение промышленного предприятия

Задание
1. Выбрать электрическуюсхему главной понизительной подстанции.
2. Вычислить токикороткого замыкания для выбора оборудования.
3. Выбрать оборудованиеГПП.
4. Выбрать и рассчитатькомплекс защит линии, отходящей от ГПП к РП.

Исходныеданные
1. Мощностьсистемы SС=1500МВА.
2. Длиналинии 110 кВ LЛ1= IЛ2=20 км.
3. Мощностьтрансформаторов 110/10кВ Sном т1= Sном т2=25МВ·А.
4. Напряжениекороткого замыкания uк=10,5%.
5. Мощность,необходимая для собственных нужд подстанции 50кВ·А.
6. Максимальнаянагрузка предприятия Sрм=25МВ·А.
7. НагрузкаРП РмрРП=5МВт.
8. cos φ= 0,95
Выберем схемуГПП с разъединителями и короткозамыкателями без выключателей и сборных шин настороне высшего напряжения, так как такая схема является наиболее экономичной.На стороне низшего напряжения используем КРУ выкатного исполнения с двумя секциямишин.
Принципиальнаясиловая схема ГПП представлена на рис. 1.
/>

Расчеттоков короткого замыкания
 
Номинальныйрежим работы электроустановки характеризуется номинальными параметрами: Uном. Sном. Iном. Xном. Для того чтобысопротивление схемы замещения были соизмеримы, ипользуют относительные единицыприведенные к базисным условиям
Ввидуотсутствия данных о воздушной линии 110кВ, примем ее сечение З×95мм2.
Примем базиснуюмощность 100МВ·А.
Для точки к-1базисное напряжение Uб1=115кВ.
Составимрасчетную схему рис. 2
/>
Рисунок – 2
/>
Рисунок – 3
Вычислитьбазисные относительные сопротивления (для точки К-2):
/>
/>

/>
/>
Упрощаемсхему замещения в точке К – 2 до вида:
/>
Рисунок – 4
/>
Определим результирующееполное сопротивление до точки к.з.
/>
Определим токкороткого замыкания
/>
/>
Определимударный ток
/>

Вычисливзначение постоянной времени Та по рис. 3.2 [2] определимзначение ударного коэффициента: Ку=1,8.
Для точки к-2базисное напряжение Uб2=10,5кВ.
Определиммощность короткого замыкания в момент отключения выключателя
/>/>
Вычислимбазисные относительные сопротивления (для точки К-1)
/>
Рисунок 4 –схема замещения для точки К-1
/>
/>
Упрощаемсхему замещения в точке К – 1 до вида:
/>
Рисунок – 6
/>
2,47 применяем графоаналитический метод расчета.

/>
/>
По расчетнымкривым определяем кратность периодической составляющей I0к.з. для моментоввремени: 0с; 0,2с; ∞.
Кп0= 3,4; Кпτ = 2,4; Кп∞ = 2,0.
Определимдействующее значение периодического тока замыкания в различные моменты времени
I0= Iном.u· Кп0 = 7,53 ·3,4 = 25,6 кА
Iτ = Iном.u· Кпτ =7,53 · 2,4 = 18,1 кА
I∞ = Iном.u· Кп∞ =7,53 · 2,0 = 15,1 кА
Определим токударный в точке К – 1
iу = 1,41· I0· Kу = 1,41 · 25,6 · 1,8 =65,2 кА
Определиммощность короткого замыканияв момент отключения выключателя
Sτ = 1,73· Iτ · Uб = 1,73 · 18,1 · 115 = 3605МВ · А

Выборвысоковольтного оборудования
 
Все высоковольтное оборудование выбираютпо номинальным параметрам:
– по номинальному току (по условиюнагрева);
– по номинальному напряжению (пробойизоляции).
После того как выбрали оборудование, поэтим параметрам проводят проверку на термическую и электродинамическуюустойчивость току короткого замыкания.
Кроме того, некоторое оборудование имеетспецифические условия проверки: высоковольтные выключатели проверяют наотключающую способность по току и мощности короткого замыкания. Для того чтобыобеспечить требуемый класс точности измерительных приборов, измерительныетрансформаторы измеряют по допустимой вторичной нагрузке.
Выбор электрооборудования на 10кВ:
– шины;
– опорные изоляторы;
– вакуумный выключатель;
– трансформаторы тока;
– трансформатор напряжения.
Выбор электрооборудования на 110кВ:
– разъединитель.
 
Выбор шин
 
Шины выбирают по условию нагрева:
Iдл.доп.≥ Iм.р.,

Определяем максимально расчетный ток, кА:
/>,
где Uном.– номинальное напряжение на низшей стороне трансформатора, кВ.
/>
Iдл.доп = 2820А ≥ Iм.р.= 2020А.
По [2] выбираем коробчатые шины.
Данные сечения шин проверяем натермоустойчивость к току короткого замыкания (q) находим по [2]: q = 775 мм2;α = 11.
Определяем минимально допустимое сечение:
qmin = α ∙ I∞∙ √ tп,
qmin= 11 ∙ 15,1 ∙/> = 105,5 мм2
где qmin- минимально допустимое сечение, прикотором ток короткого замыкания не нагревает шину выше допустимой температуры,мм2;
Определяем приведенное время короткогозамыкания:
tn = tn.n + tn.а,
tn = 0,39 + 0,014 ≈ 0,4
где tn.n – периодическая составляющая приведенного времени;
tn.а – апериодическая составляющая приведенного времени;
Определяем апериодическую составляющуюприведенного времени:

tn.а 0,005 ∙ (β'')2,
tn.а = 0,005 ∙ (1,7)2= 0,014
Определяем кратность тока:
β'' =/>
Io = I'',
где I'' – переходный ток;
β'' – кратность тока.
qmin
105,5
Выбранные шины по нагреву проходят, таккак выполнятся условие.
Проверяем выбранные шины наэлектродинамическую устойчивость к токам короткого замыкания:
Gдоп. ≥ Gрасч.,
где Gдоп — дополнительное механическое напряжение в материале шин, (справочная величиназависит от материала шин);
Gрасч. – расчетное механическое напряжение в шинной конструкции, врезультате действия электромагнитных сил при коротком замыкании.
/>

где Fрасч– расчетная сила, действующая на шинную конструкцию, на изгиб, в моментпротекания ударного тока;
W – момент сопряжения шины, по [2] W =48,6 ∙ 10-6 м3.
/>
 
где l — длинапролета: в КРУ l = 1м;
а – расстояние между соседними фазами: вКРУ а =0,45 м;
/>
80 МПа > =3,15 МПа.
Так как Gдоп =80 МПа, а Gрасч = 3,15 МПа, то выбранные шины по электродинамическойустойчивости проходят.
 
Выбираем опорные изоляторы
 
Выбираем изоляторы по номинальномунапряжению, Uном., кВ:
Uном. ≥ Uуст.,
Uном. = 6кВ; = Uуст = 6кВ
По [2] выбираем опорные изоляторы типа ИО– 10–3.75 У3.
Выбранные изоляторы проверяем наэлектродинамическую активность к токам короткого замыкания:
Fдоп. ≥ Fрасч.,
где Fдоп –дополнительная сила, Н;
Fрасч – расчетная сила, действующая на изолятор, на изгиб, в моментпротекания ударного тока;
По [2] определяем дополнительную силу:
Fдоп. = 0,6 ∙ Fразр.= 0,6 ∙ 3675 = 2205Н;
Fразр = 9,8 ∙ 375 =3675 Н;
Fрасч =1526 Н
Fдоп. = 2205Н > Fрасч = 1526 Н
Следовательно, условие наэлектродинамическую активность к тока короткого замыкания выполняется
Таблица 4 – Выбор опорных изоляторов
Тип
оборудования Условие выбора
Каталожные
данные
Расчетные
данные ИО-10–3.75У3
Uном. ≥ Uуст
Fдоп. ≥ Fразр
Uном 10 кВ
Fдоп = 2205 Н
Uуст. = 10 кВ
Fрасч.= 1526 Н
 
Выбираем высоковольтный выключатель
 
По условиям технико – экономических показателей выбираемвакуумный выключатель. Преимуществами вакуумного выключателя являются: высокаяэлектрическая прочность вакуума и быстрое восстановление электрическойпрочности; быстродействие и большой срок службы, допускающий большое числоотключении номинального тока без замены камеры; малые габариты, бесшумностьработы, удобство обслуживания; пригодность для частых операций.
Выбираем выключатель максимальному току:
Iном ≥ Iм.р,
3150А > 2020 А.
По [2] выбираем тип вакуумноговыключателя: ВВЭ – 10 – 31,5 / 3150 У3.
Выбираем выключатель по напряжению:
Uном. ≥ Uп/ст,
Uном.=10 кВ = Uп/ст =10 кВ
Проверяем выключатель термоустойчивость ктокам короткого замыкания:
/>
где Iномт.у– номинальный ток термоустойчивости, кА;
tт.с. – время срабатывания, с; tт.с =3
По [2] номинальный ток термоустойчивости, Iномт.у = 31,5 А
Iномт.у =31,5 кА > 5,4 кА
Условие проверки на термоустойчивость ктокам короткого замыкания выполняется.
Проверяем выбранный выключатель наэлектродинамическую устойчивость к токам короткого замыкания:
iм ≥ iу,
где iм – предельныйсквозной ток, кА;
iу – ударный ток, (62,5кА).
По [2] предельный сквозной ток, iм = 80 кА.
iм = 80 кА > iу = 62,5кА.
Условие проверки на электродинамическуюустойчивость к токам короткого замыкания выполняется.
Проверяем выбранный выключатель наотключающую способность по току и мощности короткого замыкания:
Iном.откл ≥ Iτ,
Sном.откл ≥ Sτ,
где Sном.откл – номинальная мощность отключения, МВ ∙ А;
Iном.откл – номинальный ток отключения, кА.
Определяем номинальную мощностьотключения, МВ ∙ А:
Sном.откл = /> ∙Iном.откл ∙ Uср.1= /> ∙ 31,5 ∙10,5 =572 МВ∙А
По [2] Iном.откл =31,5 кА. Следовательно:
Iном.откл =31,5 кА > Iτ=18,1кА;
Sном.откл = 572 МВ ∙А > Sτ= 188,5 МВ ∙А
Условия на отключающую способность по токуи мощности короткого замыкания выполняется.

Таблица 5. Выбор вводного вакуумноговыключателя
Тип
выключателя Условие выбора Каталожные данные Расчетные данные ВВЭ-10 31,5/3150 У3
Iном ≥ Iм.р
Uном. ≥ Uп/ст
/>
iм ≥ iу
Iном.откл ≥ Iτ
Sном.откл ≥ Sτ
Iном = 3150 А
Uном. = 10 кВ
Iномт.с = 31,5 кА
iм = 80 кА
Iном.откл=31,5кА
Sном.отк=572МВ∙А
Iм.р = 2020А
Uп/ст = 10 кВ
tn= 0,4с
I∞ = 15,1 кА
iу = 62,5 кА
Iτ = 18,1 кА
Sτ = 3605 МВ∙А
Выбор трансформатора тока
 
/>
Рисунок – 7. Подключение измерительных приборовк трансформатору напряжения
 
Выбираем трансформатор тока пономинальному току
Iном ≥ Iм.р,
Iном = 3000 > Iм.р = 2020 А
Выбираем трансформатор тока пономинальному напряжению:
Uном. ≥ Uп/ст,

По [2] определяем номинальное напряжение:
Uном = 10 кВ = Uп/ст = 10 кВ
По [2] выбираем трансформатор тока типа:ТШЛ-10/3000.
Выбранный трансформатор тока проверяем натермоустойчивость к токам короткого замыкания:
/>
где Iном1– номинальный ток первичной цепи, кА;
Кт.с. – коэффициент термическойстойкости;
tт.с – время термической стойкости.
По [2] Кт.с = 35.Следовательно:
35 > 6,6
Условие проверки на термоустойчивость ктокам короткого замыкания выполняется.
Выбранный трансформатор тока проверяем наэлектродинамическую устойчивость к токам короткого замыкания:
/>
где Кдин. – кратностьдинамической устойчивости;
Iном.1 – номинальный ток, кА.
По [2] кратность динамическойустойчивости, Кдин = 100 А.
Кдин = 100 А > Кдин.расч= 14,7 кА.
Условие по электродинамическойустойчивости к токам короткого замыкания выполняется.
Выполним проверку по допустимой вторичнойнагрузке:

Z2доп./> Z2,
где Z2доп– полное допустимое сопротивление вторичной нагрузки
для класса точности равный 0,5, Ом;
Z2 – полное расчетное сопротивление вторичной цепи.
Z2 ≈ R2 ≈ 0,28 Ом;
R2 = Rпров.+ Rконт.+R приб,
где Rпров– сопротивление соединительных проводов;
Rконт – сопротивление контакта, (0,1 Ом);
R приб– сопротивление приборов.
R2 = 0,073 + 0,1 + 0,104 = 0,28 Ом;
Определяем сопротивление проводов:
/>,
где l – длина соединительных проводов, (≈ 10 м);
q – сечение соединительных проводов.
Определяем сопротивление приборов:
/>,
где Sприб– мощность приборов, В А;
Iном.2 – номинальный ток вторичной нагрузки, А

Таблица 7. Расчет мощности приборовтрансформатора тока Тип прибора S, В ∙ А Амперметр Э-335 0,1 Счетчик активной нагрузки 2,5
Итого 2,6
По [2] находим Z2доп.= 0,4 Ом.
Z2доп. = 0,4 Ом > Z2 = 0,28 Ом.
Условие по допустимой вторичной нагрузкевыполняется.
Таблица 8. Выбор трансформатора токаТип оборудования Условие выбора Каталожные данные Расчетные данные ТШЛ-10/3000
Uном. ≥ Uп/ст
Iном ≥ Iм.р
Z2доп. ≥ Z2
/> />
Uном =10кВ
Iном = 3000 А
Z2доп. = 120В ∙ А
К т.с = 35
Кдин. = 100
Uп/ст = 6кВ
Iм.р = 2600 А
Z2. = 28,5 В ∙ А
Кт.с = 6,3
Кдин = 10,4
 
Выбор трансформатора напряжения
 
Выбираем трансформатор напряжения пономинальному напряжению:
Uном/> Uп/ст,
По [2] определяем номинальное напряжение
Uном. = 10кВ = Uп/ст = 10кВ
Для обеспечения требуемого класса точностиизмерительных приборов выполняем проверку по допустимой вторичной нагрузке:
S2доп./> Sприб.,

где S2доп.– допустимая вторичная нагрузка, В ∙ А;
Sприб – мощность измерительных приборов, В ∙ А.
По [2] определяем допустимую вторичнуюнагрузку S2доп = 75 В ∙ А;
Таблица 9. Расчет мощности измерительныхприборовНаименование и тип прибора Р, Вт Q, В А Вольтметр Э-375 2,0 - Ваттметр 3,0 - Счетчик активной энергии 4,0 9,7 Счетчик реактивной энергии 6,0 14,7 Итого 15,0 24,2
Определяем мощность измерительныхприборов, Sприб, В ∙ А:
/>
S2доп = 75 В ∙ А > S2приб= 28,5 В ∙ А
Условие по допустимой вторичной нагрузке выполняется.
Таблица 10. Выбор трансформатора напряженияТип оборудования Условие выбора Каталожные данные Расчетные данные НТМИ-10–66
Uном. ≥ Uп/ст
S2доп. ≥ Sприб.
Uном =10кВ
S2доп. = 75 В∙ А
Uп/ст = 10кВ
S2приб. = 28,5 В∙ А
 
Выбираем высоковольтный разъединитель 110 кВ
Выбираем разъединитель по номинальномутоку:
Iном./> Iм.р.,

Определим максимальный расчетный ток:
/>,
По [2] выбираем разъединитель типа РДНЗ –1– 630 У3, номинальный ток которого Iном. = 630А.
Iном. = 630А > Iм.р.= 183,7А
Выбираем разъединитель по номинальномунапряжению:
Uном./> Uп/ст
110 = 110
Проверяем разъединитель натермоустойчивость к токам короткого замыкания:
/>;
/>;
Iном.т.у = 31,5 кА > 6,6 кА
Условие на термоустойчивость к токамкороткого замыкания выполняется.
Проверяем разъединитель на электродинамическуюустойчивость к токам короткого замыкания:
iм/> iу,
По [2] iм =80 кА, iу = 62,5 кА
iм = 80 > iу = 62,5

Условие на электродинамическую устойчивость к токамкороткого замыкания выполняется.
 
Выбор сечения отходящей кабельной линии 10 кВ
Согласно [4], длительно допустимый ток кабеля напряжением 10 кВопределится:
Iдл.доп ≥ IмрРП / (k1 ∙ k2)
где к1 – поправочный коэффициент, учитывающий удельноетепловое сопротивление почвы, определяется по табл. 1.3.23 [4] (примем к1=0,87);
к2 – поправочный коэффициент, учитывающий количествоработающих кабельных линий, лежащих рядом в земле, и расстояние в свету,определяется по табл. 1.3.26 [4] (примем к=0,92);
/>
/>
По табл. 1.3.16 [4] выбираем два кабеля (параллельное соединение)с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающеймассами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке сечением q=(З×120) мм2при Iдл. доп = 2×240А.
Рассчитаем экономически целесообразное сечение qэк.
/>

где j, к=1,2А/мм нормированное значение экономическойплотности тока для заданных условий работы (примем более 5000 максимуманагрузки в год) по табл. 1.3.36 |4|.
Принимаем два кабеля сечением q=(3×150) мм2.
Проверяем условие пригодности выбранного кабеля по потерямнапряжения (L –0,4 км):
/>
R0(20)=0,2070 м/км; Х0=0,0990 м/км –активное (при 20 °С) и индуктивное сопротивления трехжильной кабельнойлинии по табл. 3.5 [1]. cоsφ – значение коэффициента мощности в период максимальныхнагрузок за наиболее загруженную смену (примем соs φ=0,95).
/>
/>
/>
Таким образом, к качестве линии, питающей РП, принимаем двапараллельных кабеля с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанноймаслоканифольной и нестскающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочкесечением q= (З×150) мм2; при Iдл. доп = 2×275А.
 
Выбор защиты линии, отходящей от ГПП к РП
В качестве защиты кабельной линии 10 кВ выберем двухступенчатуютоковую защиту, первая ступень которой выполнена виде токовой отсечки, а вторая– в виде максимальной токовой защиты с независимой выдержкой времени.
Электрическая схема такой защиты приведена на рисунке 4.
/>
Рисунок – 8
Чтобы рассчитать ток срабатывания реле КА1, КА2 и вычислитькоэффициент чувствительности необходимо рассчитать ток короткого замыкания вконце кабельной линии, для этого составим схему замещения (см. рис. 5).
Вычислим базисные относительные сопротивления кабельной линии:
/>
Рисунок – 9
Базисный ток (для точки К-З):

/>
/>
Ток КЗ в точке К – 3:
/>
Вычислив значение постоянной времени Та по рис. 3.2[2] определим значение ударного коэффициента куд:
/>
Ударный ток в точке К-З
/>
Уставку срабатывания реле КА1. КА2 (токовая отсечка) определимсогласно (11.10) [2]:
/>
 
где кнад – коэффициент надежности (примем 1,25); ксх– коэффициент схемы (для неполной звезды ксх=1); ктт – коэффициенттрансформатора тока (ктт=400/5).
Согласно рекомендациям § 11.1 [2] в данном случае токсрабатывания реле КАЗ, КА4 следует рассчитать следующим образом:

/>
Для вычисления коэффициентов чувствительности защит рассчитаем токдвухфазного короткого замыкания (как минимальный ток КЗ) в конце кабельнойлинии.
При расчете режима двухфазного КЗ расчетное сопротивление цепиможет быть получено путем удвоения расчетного сопротивления, вычисленного длятрехфазного КЗ в конце кабельной линии. Это связано с тем, что эквивалентноесопротивление схем прямой и обратной последовательности можно считатьодинаковыми.
Таким образом:
/>
Коэффициент чувствительности токовой отсечки:
/>
5 Коэффициент чувствительности МТЗ:
/>

Список литературы
1. Справочник поэлектроснабжению промышленных предприятий, под ред. А.А. Фёдорова, Москва,изд. Энергия, 1973 г.
2. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю.,Электроснабжение промышленных предприятий. 3-е издание, Москва, Металлургия, 1986 г.
3. Зелинский А.А., Старкова Л.Е. Учебноепособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжениюпромышленных предприятий: Учебное пособие для вузов. — М.: Энергоатомиздат,1987 г.
4. Правила устройствэлектроустановок 6-е издание пер. и доп. с изм., Москва, Главгосэнергонадзор,1998 г.
5. Липкин Б.Ю. Электроснабжениепромышленных предприятий и установок. – М: Высшая школа, 1990–360 с.
6. Неклепаев Б.Н. Электрическаячасть станций и подстанций – М: Энергоатомиздат, 1989 – 608 с.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Нематериальные активы
Реферат Особенности осуществления социальной реабилитации инвалидов
Реферат Классификация экономических прогнозов
Реферат Vi межвузовская Научно-практическая конференция студентов и аспирантов
Реферат Проектирование вертикального аппарата с приводом и мешалкой
Реферат Алексея Ильича Пичкова. Мы прикоснемся к его творчеству, именно прикоснемся, ибо для всестороннего знакомства со стихотворениями поэта необходимо куда больше времени, чем нам позволяют рамки одного урок
Реферат Наружная реклама 2
Реферат Хищение путем злоупотребления служебными полномочиями. Угон транспортного средства или маломерного водного судна
Реферат Вдосконалення організації експортно-імпортної діяльності ВАТ "Інтерпайп Нижньодніпровський трубопрокатний завод"
Реферат Основы кредитования
Реферат 1. Мировоззрение: понятие, структура, типы
Реферат Распылительные сушилки
Реферат Формование изделий из полистирола
Реферат Основные этапы ценообразования в России
Реферат Диссидентское движение и самиздат конца 60-70-х гг