Электроснабжение

W2.4 = 2 [(0,45 + 0,1 • 1,9/100 • 160) • 600 + 1,112 (3,1 + 0,1 • 4,5/100 • 160) •

296] = 3691 кВт•ч/год

W2.5 = 2 [(0,45 + 0,1 • 1,9/100 • 160) • 1200 + 0,622 (3,1 + 0,1 • 4,5/100 • 160) • 521] = 3340 кВт•ч/год

W2.6 = 2 [(0,45 + 0,1 • 1,9/100 •160) • 600 + 0,862 (3,1 + 0,1 • 4,5/100 • 160) • 296] = 2577 кВт•ч/год

W2.7 = 2 [(0,45 + 0,1 • 1,9/100 • 160) • 300 + 0,622 (3,1 + 0,1 • 4,5/100 • 160) • 207] = 1060 кВт•ч/год

W2.8 = 2 [(0,45 + 0,1 • 1,9/100 • 160) • 600 + 1,112 (3,1 + 0,1 • 4,5/100 • 160) • 296] = 3691 кВт•ч/год

W2.9 = 2 [(0,45 + 0,1 • 1,9/100 • 160) • 600 + 1,232 (3,1 + 0,1 • 4,5/100 • 160) • 296] = 4326 кВт•ч/год

W2.10 = 2 [(0,45 + 0,1 • 1,9/100 • 160) • 900 + 0,492 (3,1 + 0,1 • 4,5/100 • 160) • 401] = 2093 кВт•ч/год

n - количество трансформаторов

Р - паспортные данные трансформатора на холостом ходе

Кип - коэффициент равен 0,1 кВт/кВар

Ix - ток на холостом ходе трансформатора, выбирается по таблице

Sнт - номинальная мощность трансформатора

Тгод - период, умноженный на 300

Рк - потери КЗ трансформатора

Uк - потери КЗ трансформатора

Wгод для трансформатора ТМ250/10

Wгод = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 + W6 + W7 + W8 + W9 + W10 = 2847 + 12923 + 9942 + 10736 + 7717 + 7047 + 2683 + 10737 + 12923 + 4485 = 82040 кВтч/год

Wгод для трансформатора ТМ160/10

Wгод = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 + W6 + W6 + W7 + W8 = 1448 + 4326 + 3989 + 3691 + 3340+ 2577 + 1060 + 3691 + 4326 + 2093 = 30541 кВтч/год

Экономическое сравнение трансформаторов рассчитывается по обоим вариантам.

Сэ = Са + Стр + Сп = Ка / 100 • К + Ктр / 100 • К + Ц • Wгод

где К - капитальные затраты

Сэ - ежегодная стоимость эксплуатационных расходов

Са - стоимость амортизационных отчислений

Ка - процент отчислений на амортизацию 6,3ч6,4 %

Стр - ежегодная стоимость текущего ремонта

Ктр - процент отчислений на текущий ремонт 1%

Сп - стоимость годовых потерь электроэнергии

Ц - цена 1 кВт часа активной электроэнергии 1,35 руб.

Для трансформатора ТМ 250/10

Сэ1 = 6,3/100 • 80000 + 1/100 • 80000 + 1,35 • 82040 = 116594 руб.

Для трансформатора ТМ 160/10

Сэ2 = 6,3/100 • 60000 + 1/100 • 60000 + 1,35 • 30541 = 45610 руб.

Ток = К2 - К1 / Сэ1 - Сэ2 = 124600 - 80720 / 116594 - 45610 = 0,62

По этому, в данном проекте выгодно и экономично использовать трансформатор типа ТМ 160/10, т.е. данный проект используется 2 х 160.

2.7 Расчет и выбор питающих и распределительных сетей до 1000В

Для этого определяем S по формуле:

Sм = (2.22)

1) Sм = кВа

2) Sм = кВа

3) Sм = кВа

4) Sм = кВа

5) Sм = кВа

Sм - максимальная мощность электроприемника

Pmax - активная мощность электроприемника

Qmax - реактивная мощность электроприемника

Находим ток для каждого приемника по формуле:

I = Sн / Uн (2.23)

1) I = 98,29 / 657,4 = 149,5 А

2) I = 70,28 / 657,4 = 106,9 А

3) I = 50,18 / 657,4 = 76,3 А

4) I = 72,11 / 657,4 = 109,7 А

5) I = 144,76 / 657,4 = 220,2 А

Iр - рабочий ток на низкой стороне

Uн - номинальное напряжение

Sн - номинальная мощность

Рассчитаем Sэ по формуле:

Sэ = I / j (2.24)

Кабели с бумажной и провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами j = 1,4

1) Sэ = 149,5 / 1,4 = 106,8

2) Sэ = 106,9 / 1,4 = 76,4

3) Sэ = 76,3 / 1,4 = 54,5

4) Sэ = 109,7 / 1,4 = 78,4

5) Sэ = 220,2 / 1,4 = 157,3

Sэ - экономическое сечение кабеля

I - рабочий ток

j - экономический коэффициент

Выберем СП и СПУ для каждого приемника:

1) Сборка I = 149,5 А СПУ 75 проходит по току 250 А

2) Сборка I = 106,9 А СПУ 75 проходит по току 250 А

3) Сборка I = 76,3 А СПУ 75 проходит по току 250 А

4) Сборка I = 109,7 А СПУ 75 проходит по току 250 А

5) Сборка I = 220,2 А СПУ 75 проходит по току 250 А

Выберем сечение из подсчитанных данных по формуле:

Iдл = 0,9 • Iq (2.25)

Iq - Эл. ток

1. S = 100 мм2

Iдл = 0,9 • 170 = 153 А

2. S = 95 мм2

Iдл = 0,9 • 140 = 126 А

3. S = 35 мм2

Iдл = 0,9 • 95 = 85,5 А

4. S = 95 мм2

Iдл = 0,9 • 95 = 85,5 А

5. S = 120 мм2 два кабеля по 120мм2

Iдл = (0,9 • 200) •2 = 360 А

2.8 Расчет и выбор внутриплощадочной сети выше 1000В

Для того чтобы выбрать внутриплощадочную сеть выше 1000В надо рассчитать по формуле:

Sвн = (2.26)

Sвн - мощность на высоком напряжении кВ•А

Pвн - активная мощность на высоком напряжении кВт

Qвн - реактивная мощность на высоком напряжении кВа

Определяем активную и реактивную мощность на высокой стороне:

Pвн = Pmax + P (2.27)

Qвн=Qmax+ Q (2.28)

Pmax и Qmax берется из п.2.4 но для этого рассчитаем прочую нагрузку и добавим к другим значениям:

Pmax = Smax x cos (2.29)

Qmax = Pmax x tg (2.30)

где Pmax - максимальная активная мощность

Qmax - максимальная реактивная мощность

Smax - максимальная прочая нагрузка

cos - средний косинус

tg - средний тангенс от среднего косинуса

P = 0,02 • 2Sнт =0,02• 320 = 6,4 кВт (2.31)

Q = 0,1 •2Sнт = 0,1 • 320 = 32 кВар (2.32)

Рвн = 205,2 + 6,4 = 211,6 кВт

Qвн = 242,2 + 32 = 274,2 кВа

Sвн = кВ•А

Найдем ток на высоком напряжении по формуле:

Iвн=Sвн/ Uн (2.33)

Iвн - ток на высоком напряжении

Sвн - полная мощность

Uн - напряжение на высокой стороне, равной 6 кВ

Iвн = 346,3 / 1,73 • 6 = 33,3 А

Рассчитаем сечение нужное для внутриплощадочной сети

Sэ = Iвн / jэ (2.34)

Sэ = 33,3 / 1,4 = 23,8

Выбираем сечение S = 25 мм2

2.9 Расчет токов короткого замыкания

В электрических установках могут возникать различные виды коротких замыканий, которые сопровождаются с резким увеличением тока. Все электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения, должно быть устойчивым к токам КЗ и выбираться с учетом величин этих токов.

Основными причинами возникновения коротких замыканий в сети могут быть: повреждение изоляции отдельных частей электроустановок; неправильные действия обслуживающего персонала; перекрытия токоведущих частей установок.

Короткое замыкание в сети может сопровождаться: прекращением питания потребителей, присоединенных к точкам, в которых произошло короткое замыкание; нарушение нормальной работы других потребителей, подключенных к неповрежденным участкам сети, вследствие понижения напряжения на этих участках; нарушением режима работы энергетической системы.

Рассмотрим расчет токов короткого замыкания данного проекта.

Для вычисления токов короткого замыкания по расчетной схеме составляют схему замещения, в которой указывают сопротивления всех источников и потребителей, и намечают вероятные точки для расчета токов короткого замыкания.

В данном проекте за базисное напряжение принимается номинальное напряжение Uном = 110 кВ, а за базисную мощность Sб = 100кВ•А

Схема представляет собой систему неограниченной мощности. В данном случае для трансформаторов, напряжением короткого замыкания Uк = % (дается в каталогах) Uк = 10,5%

Для удобства расчетов токов короткого замыкания применим упрощенную схему замещения для точки К1 (индуктивная)

Расчет токов короткого замыкания произведен в относительных единицах.

-Хвл = x = = 0,008 (2.35)

х = х0 l1 = 0,099 • 10 = 0,99 (2.36)

Uном=115 т.к. это Uном воздушных линий

-Хтр-ра = х = = (2.37)

х - определяется по величине Uк (Uк 10-3)

Sном = 16 т.к. - это число и мощность трансформаторов ГПП = 2х16000

Хкабеля = хкаб = = (2.38)

Хкаб = 0,08 т.к. для кабельных линий U-ем 6-20 кВ величина х = 0,08 Ом/км

Упрощенная схема замещения для точки К1 (активная)

Rвл = r = = 0,035 (2.39)

r = r0 l1 = 0,43 • 10 = 4,3 (2.40)

r0 = 0,43 при решении активного сопротивления данного трансформатора, этим сопротивлением можно пренебречь.

-Rкабеля = r = = (2.41)

для кабелей (кабельных линий) U-ем 6-20 кВ величина r = 0,26 Ом/км

Iб - базисный ток, определяемый по выбранной базисной мощности Sб

Iб = = = кА (2.42)

Z - полное сопротивление выраженное в относительных единицах и приведенное к базисной мощности

Z = (2.43)

Х = 0,96 мОм

R = 0,265 мОм

Z = мОм

Ток короткого замыкания для точки К1

Iкз1 = Iб / Z = 5,5 / 0,99 = 5,55 кА (2.44)

i ударн = к Iк = 1,41 • 1,35 • 5,55 = 10,57 (2.45)

К = х / r = 0,96 / 0,265 = 3,9

Также как и для точки К1 составляем упрощенную схему для точки К2 (индуктивного сопротивления) и (активного сопротивления)

Сопротивление шин

R0 = 0,017 Ом/м; х0 = 0,31 Ом/м

Sоткл. авт = 200 МВ•А

Хсист = = = 60,5 мОм (2.46)

R шин = r0 l = 0,017 • 10 = 0,17

Х шин = х0 l = 0,031 • 10 = 0,31

Iкз2 = = = 5,08 кА (2.47)

R = 0,435 мОм

Х = 60,81 мОм

Z = = = 60,8 мОм

= 139,7

I уд = к Iк = 1,41 • 1,3 • 5,08 = 9,3 кА

2.10 Выбор токоведущих частей и аппаратов по условиям короткого замыкания

Для их выбора производится сравнение указанных расчетных величин с допускаемыми значениями для токоведущих частей и высоковольтного оборудования.

Р = 0,02 • 2Sнт = 0,02 • 320 = 6,4 кВт По формуле (2.31)

Q = 0,1 • 2Sнт = 0,1 • 320 = 32 кВар

Рвн = Pmax + P = 205,2 + 6,4 = 211,6 кВт По формуле (2.27)

Qвн = Qmax + Qт = 242,2 + 32 = 274,2 кВа (2.28)

Sвн = кВ•А

Iвн = = = 20,01 А (2.33)

Для этого тока рассчитаем сечение

Sэк = Iвн / j = 20,01 / 1,4 = 14,3 мм2

S = 25мм2 Iдл.доп = 110А ; I = 0,9 • 110 = 99А

Предохранитель подходит если соблюдаются отношения:

Iном.пр-ля Iраб вн, т.к. Iраб вн = 20,01 можно использовать предохранитель типа: ПКТ 103-6-100-31, который имеет Iном.пр-ля = 30.

Для выбора выключателя нагрузки используем данные тока короткого замыкания в точке К1, который равен 20 кА. При выборе выключателя нагрузки соблюдается следующее отношение:

Iном.откл Iкз в данном проекте подходит выключатель нагрузки типа ВНР-10 / 400-10 3УЗ, который имеет Iном.откл = 400А и Iуд = 25А

Автоматический выключатель выбирается по номинальному току, который находится по номинальному току по формуле:

Iн = Sнт / U (2.48)

Iн = 110 / 1,73 • 0,38 = 167,32 А

Сравнивая эту величину с величиной номинального тока расцепителя выбираем автоматический выключатель типа А3740Б

Iн Iном.расцеп

Опорный изолятор выбирается по отношению: Fдоп F

Fдоп = 0,6 Fраз (2.49)

Fдоп = 0,6 • 7,5 = 4,5 кН, т.к. Fраз на изгиб = 7,5кН

F = = = кН

Исходя из этого, выбираем опорный изолятор типа ИО-10-7,50УЗ

т.к. F Fдоп; 2 < 4,5

Шины в распределительных устройствах выбирают по номинальному току и напряжению, и проверяются по режиму КЗ.

Р = 0,02 • 2Sнт = 0,02 • 320 = 6,4 кВт (2.31)

Qт = 0,1 • 2Sнт = 0,1 • 320 = 32 кВар (2.32)

Рвн = 567 + 16 = 583 кВт (2.27)

Sвн = кВ•А

Найдем ток на высоком напряжении

Iвн = Sвн / U = 20,01 А; jэк = 1,1 А/мм2 т.к. Тmax< 5000ч.

Sэ = Iвн / jэ = 20,01 / 1,4 = 14,3

Sэ = 25мм2 Iдл = 0,9 • 110 = 99А Iдл > Iвн

Iнн = Sнт / Uн = 160 / 1,73 • 0,38 = 243,4 А (2.50)

Sэк = Iнн / jэк = 243,4 / 1,1 = 267,7 (2.51)

Jэк - экономическая плотность тока

Sэк - экономическая целесообразность сечения тока

Шины: S = 300мм2 50 х 6 мм2

2.11 Расчет заземляющего устройства

Заземляющее устройство предназначено для защиты человека от токов короткого замыкания. Необходимо определить число электродов заземления подстанции напряжением 10/0,4 кВ. На стороне с напряжением 10 кВ нейтраль изолирована, на стороне с напряжением 0,4 кВ наглухо заземлена.

Удельное сопротивление = 100 Ом\м

Ток заземлен = 27А, напряжение U = 125В

Сопротивление заземляющего устройства для сети 10кВ

R3 = U3 / I3 = 125 / 27 = 4,63 Ом (2.56)

Сопротивление одиночного пруткого электрода

Rо = 0,227 • = 0,227 • 100 = 22,7 (2.57)

Число заземлителей

n = Ro / R3 = 22,7 / 0,7 • 4 = 8 (2.58)

где = 0,7 при d / 2 > 1

R3 = 4 Ом по нормам

Ro - сопротивление одиночного заземлителя

L - длина проводника

- удельное сопротивление грунта

- коэффициент экранирования

8 электродов

R = Ro / n x = 22,7/ 8 • 0,7 = 4,05 Ом

Вопрос ТБ

Порядок организации работ по наряду-допуску.

К работе на электросетях и электроустановках допускаются лица, имеющие удостоверение о присвоении им соответствующей квалификационной группы по электробезопасности.

Удостоверение выдается после сдачи экзамена на знание "Правил эксплуатации электроустановок потребителей", "Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей", "Единых правил безопасности при разработке полезных ископаемых открытым способом" и инструкций применительно к профессии или занимаемой должности.

Лица, обслуживающие электроустановки, при производстве работ должны иметь при себе удостоверение о присвоении квалификационной группы.

Работы в электроустановках производятся по наряду-допуску, распоряжению, в порядке текущей эксплуатации.

Наряд-допуск - это задание на безопасное производство работы, оформленное на специальном бланке установленной формы и определяющее содержание, место работы, время ее начала и окончания, условия безопасного проведения, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность выполнения работы, и пр.

Право выдачи нарядов-допусков и распоряжений предоставляется лицам электротехнического персонала предприятия, уполномоченным на это распоряжением лица, ответственного за электрохозяйство предприятия, подразделения. Указанные лица должны иметь квалификационную группу V (в установках напряжением до 1000 В - не ниже IV).

Список лиц, которые могут назначаться ответственными руководителями и производителями работ по нарядам-допускам и распоряжениям, а также наблюдающими за выполнением работ, утверждается ответственным за электрохозяйство предприятия, подразделения.

При производстве работ по наряду-допуску или распоряжению с записью в оперативном журнале обязанности допускающего выполняют:

на экскаваторе - машинист экскаватора или специально назначенное лицо;

в распределительных устройствах и передвижных трансформаторных подстанциях - лицо оперативного и оперативно-ремонтного персонала или лицо, специально на это уполномоченное, с квалификационной группой не ниже IV;

на приключательных пунктах и комплектных трансформаторных подстанциях, к которым подключены экскаваторы, буровые станки - машинисты этих горных машин с квалификационной группой не ниже IV либо лицо оперативного или оперативно-ремонтного персонала с их уведомлением.

Выполнение работ в электроустановках напряжением выше 1000 В

По наряду-допуску оперативно-ремонтным и ремонтным персоналом выполняются работы:

на действующих воздушных линиях электропередачи напряжением выше 1000 В, связанные с подъемом на опору, приключательный пункт, КТП и др. выше 2 м от поверхности их установки;

ремонтные работы, выполняемые в электроустановках напряжением выше 1000 В со снятием напряжения или без снятия на токоведущих частях и вблизи них;

на действующих кабельных линиях из бронированных и гибких кабелей (ремонт, переукладка) на местах их прокладки.

В электроустановках напряжением до 1000 В оперативным, оперативно-ремонтным и ремонтным персоналом производятся по наряду-допуску ремонтные работы:

на воздушных линиях, осветительных сетях с подъемом на опору;

в распределительных устройствах, на щитах, сборках;

на кабельных сетях.

Список использованных источников

Страницы: 1, 2