Выбор элементов системы электроснабжения

6.4 Выбор элементов системы электроснабжения

предприятия элеватор 2 цех – МИС

Сечение жил кабелей напряжением 0,38 кВ выбираем по нагреву длительным током

, (6.12)

где - поправочный коэффициент на условия прокладки кабелей.

Рассчитанный ток для питания РП1 рабочего здания стендов (РЗС) составляет 748,46 А. Питание осуществляется двумя кабельными линиями. токовая нагрузка на один кабель  = 748,46/2=374,2 А. Так как с увеличением сечения величина охлаждающей поверхности приходящейся на единицу сечения уменьшается, условия охлаждения ухудшаются. Учитывая это, вместо одного кабеля прокладывают два (всего четыре), питающихся из одного автомата. Для кабеля марки АВВГ, предполагаемого к установке сечением 3´185´1´95, длительно длительно допустимый ток составляет 345 А. При замене его на два кабеля той же марки сечением рабочих жил 120 мм², длительно допустимый ток с учетом поправочного коэффициента составит I=2´270´0,8=432 А.

Аналогичный расчет проводим для всех линий. Данные расчетов заносим в таблицу 6.11.

Проверим выбранные проводники по потере напряжения согласно формуле:

(6.13)

где - длина участка линии, км;

- реактивное сопротивление, Ом/км;

x – индуктивное сопротивление проводника, Ом/км;

cosj - коэффициент мощности.

Потеря напряжения в линиях ТП-РП1 составит

 В.

Аналогичный расчет проведем для всех питающих линий. Результаты расчетов в таблице 6.11.

На основании расчетных данных таблицы делаем вывод, что потери напряжения на линиях ТП до наиболее удаленного электроприемника в пределах 5%, что соответствует норме [5].

Выбор защитной аппаратуры. На отходящих от щитов низшего напряжения трансформаторной подстанции линиях приняты к установке автоматические выключатели серии АВМ.

Произведем расчет автоматического выключателя, установленного на линии ТП-РП1. Расчетный длительный ток на два присоединяемых кабеля I_р = =187,15 × 2 = 374,3 А. Выбираем электромагнитный расцепитель автоматического выключателя АВМ-4И на 400 А из условия I_н.а.=400 А > I_д.н.=374,3 А.

Кратковременную токовую нагрузку определяем из условия пуска двигателя привода нории мощностью 75 кВт,

 I_пуск= I_н; (6.14)

I_двиг = 133×5 = 665 А;

I_дл = I_р – I_дв  (6.15)

I_дл= 374,32 – 133 = 241,32 А;

I_кр = I_пуск + I_дл = 241,32 + 665 = 906,32 А  (6.16)

 Выбираем ток срабатывания 1600 А по шкале независимой от тока характеристики (отсечка с выдержкой време6ни), устанавливаем невозможность срабатывания автоматического выключателя при пуске двигателя 75 кВт.

I_ср.эл= 1,25 I_р (6.17)

1600 А > 1,25 × 906,32 = 1133 А.

Выбираем ток срабатывания 400 А по шкале, зависящей от тока характеристики. Для сетей, не требующих защиты от перегрузки, при токе срабатывания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой

I_ср.эл= 400 А и К_защ = 0,66;

I_доп = К_защI= 0,66 × 400 = 264 А  (6.18)

Таблица 6.11 – Выбор кабельных линий

Таблица 6.12 - Расчет автоматических выключателей

Условие выполняется. В распределительных пунктах ПР1 и ПР2 устанавливаем выключатели типа А-3700. Расчет уставок выключателей А-3700 аналогичен выше приведенному. Данные расчетов приведены в таблице 6.12.

Определяем расчетные токи продолжительных режимов.

А  (6.19)

Определяем максимальный ток с учетом коэффициента перезагрузки

 А  (6.20)

Выбираем сечение алюминиевых шин по допустимому току, так как шинный мост, соединяющий трансформатор с КРУ, небольшой длины и находится в пределах подстанции. принимаем двухполосные шины 2(60´10) мм²; I_доп = 2010 А.

По условию нагрева в продолжительном режиме шины проходят I_max= 1139 А < Iдоп = 2010 А.

Проверим шины на термическую стойкость по формуле

мм², что меньше принятого сечения.

Проверим шины на механическую прочность. Определим пролет l при условии, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц.

 (6.21)

откуда (6.22)

Если шины положены на ребро, а полосы в пакеты жестко связаны между собой, то по формуле:

J = 0,72b³h = 0,72 × 1 × 6 = 4,32 см⁴, (6.23)

тогда (6.24)

м.

Если шины на изоляторах расположены плашмя, то

 см⁴ (6.25)

м²

l < 1,22 м.

Этот вариант расположения шин на изоляторах позволяет увеличить длину пролета до 1,22 м, т.е. дает значительную экономию изоляторов.

Принимаем расположение пакета шин плашмя, пролет 1,2 м, расстояние между фазами а=0,8 м.

Определяем расположение шин между прокладками по формуле:

(6.26)

(6.27)

где  = 7× 10⁶, модуль упругости материала шин;

 см⁴ (6.28)

 - коэффициент формы;

 = 2b = 2 см.

Массу полосы m_п на 1 м определяем по сечению g, плотности материала шин (для алюминия 2,7 × 10³ кг/см³) и длине 100 см.

m_п = 2,7 × 10³ × 6× 1 × 100 = 1,62 кг/м,

тогда

 м

 м.

Принимаем меньшее значение  = 0,51 м, тогда число прокладок в пролете равно

(6.29)

принимаем = 2.

При двух прокладках в пролете расчетный пролет равен

м (6.29)

Определяем силу взаимодействия между полосами по формуле:

 Н/м (6.30)

где  = 10 мм.

Напряжение в материале полос определяем по формуле

 МПа (6.31)

где  = момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия

см³  (6.32)

Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз определяем по формуле:

 МПа (6.33)

где  - момент сопротивления пакета шин.

 см³   (6.34)

 МПа, что меньше s_доп = 75 МПа. Таким образом, шины механически прочны.

Выбираем опорные изоляторы ОФ-10-2000УЗ F_разр= 20000 Н. Сила, действующая на изолятор равна

(6.35)

где a – расстояние между осями полос

а = а_п = 26 = 2×0,01 = 0,02

 - поправочный коэффициент на высоту шины, принимаем равным 1,03 ().

Н < 0,6F_разр = 0,6× 20000 = 12000 Н.

Проходной изолятор выбираем такого же типа.

Мощность трансформатора собственных нужд (СН) выбирается по нагрузкам собственных нужд с учетом коэффициента разновременности К_р. Мощность трансформаторов СН на подстанциях без постоянного дежурного персонала должна удовлетворять требованию

(7.1)

По установленной мощности определяем нагрузку собственных нужд. Расчет производим в табличной форме, данные заносим в таблицу 7.1.

Расчетная нагрузка при коэффициенте спроса R_c = 0,75

 кВА (7.2)

при отключении одного трансформатора ТМ-63 кВА (приняли к установке два) второй будет загружен на 123,68/63 = 1,92 или 92%, что недопустимо. Принимаем к установке два трансформатора ТМ-100.

Загрузка в аварийном режиме 24%, что удовлетворяет требовании. ПУЭ.

Таблица 7.1 – Нагрузка собственных нужд подстанции

Трансформаторы подстанции подключены к ВЛ через выключатели, с помощью которых поврежденный трансформатор должен отключиться от сети в безтоковую паузу. Отключение осуществляется с помощью защиты трансформатора, реагирующей на к.з. в зоне ее действия, вызываемое отключением короткозамыкателя на стороне высшего напряжения трансформатора.

В качестве релейной защиты принимаются следующие виды защиты: продольная дифференциальная, газовая, максимальная токовая с пуском по напряжению, максимальная токовая от токов, обусловленной перезагрузкой.

Дифференциальная защита выполнена на реле ДЗТ-11, которое благодаря наличию тормозной обмотки обеспечивает несрабатывание защиты от токов небаланса от внешних к.з. Первичный ток срабатывания защиты с реле ДЗТ определяют только по условию отстройки от броска тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора под напряжение. Расчет защиты приведен в таблице.

Относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения по стороне ВН, принята равной половине суммарного диапазона регулирования напряжения. Е = 0,1 – полная погрешность трансформаторов тока.

tg j - тангенс угла наклона к горизонтальной оси касательной, проведенной из начала координат к тормозной характеристике реле, соответствующей минимальному торможению. Для ДЗТ-11 tga=0,87. Наименьший коэффициент чувствительности продольной дифференциальной защиты трансформаторов должен быть около двух.

Таблица 8.1 – Расчет продольной нагрузки дифференциальной защиты трансформатора ТРДН 25000/110

Газовая защита. При повреждении внутри бака трансформатора происходит выделение газа за счет разложения масла и изолирующих материалов. При большом количестве газа, выделяющегося в течение малого времени, резко увеличивается давление в баке. Масло приходит в движение и вытесняется из бака в сторону расширителя.

Таким образом, появление газа, увеличение давления или движение масла может явится критерием, позволяющим определить факт повреждения.

Газовую защиту выполним с помощью реле В₁=80/0 с двумя пластмассовыми поплавками. Реле имеет сигнальный и комбинированный отключающий орган из двух элементов – поплавкового и лопастного, установленного поперек оси маслопровода. К подвижным элементам прикреплены постоянные магниты, поворот которых приводит к замыканию магнитоуправляемых контактов. Кроме того, в баке РПН дополнительно устанавливаем струйное реле URF 25/10, у которого имеется только один отключающий элемент в виде пластины. Источником оперативного тока для газовой защиты выбираем ТСН.

Максимальная токовая защита (МТЗ). Защита устанавливается со стороны основного питания.

Кратковременные перегрузки по току приводят к необходимости загрублять МТЗ. Одним из критериев, по которому режим перегрузки можно отличить от режима к.з. является разная степень снижения напряжения на шинах подстанции. Пр к.з. снижение напряжения является большим. В схеме защиты применена схема с комбинированным пуском от реле обратной последовательности и минимального реле напряжения (шина РНФ-1м). Ток срабатывания МТЗ отстраивается от тока нагрузки в нормальном режиме

, (8.1)

где К_Н – коэффициент надежности, для РТ-40, К_Н = 1,1;

К_В – коэффициент возврата реле, К_В = 0,8;

К_с.з. – коэффициент самозапуска нагрузки, К_с.з.= 1;

I_раб – рабочий ток линии после устранения к.з.,

 А.

Расчетный ток срабатывания реле

,  (8.2)

где К_сх – коэффициент схемы. При соединении трансформаторов тока в треугольник К_сх = ;

n_т – коэффициент трансформации, n_т = 60.

 А.

Напряжение срабатывания фильтра реле обратной последовательности РНФ-1м выбираем из условия обеспечения отстройки от напряжения небаланса фильтра в нормальном режиме.

 кВ  (8.3)

В (8.4)

Напряжение срабатывания реле минимального напряжения определяем из условия обеспечения возврата реле после отключения внешнего к.з. по выражению

, (8.5)

, (8.6)

где U_min – минимальное напряжение в месте установки трансформатора.

, (8.7)

кВ,

кВ,

В.

Защита от перегрузки. Для защиты от перегрузки предусматриваем максимальную токовую защиту от токов, обусловленных перегрузкой, с действием на сигнал. Максимальную токовую защиту устанавливаем на каждой расщепленной обмотке трансформатора.

Ток срабатывания защиты от перегрузки определяем по выражению

, (8.8)

где К_В – коэффициент возврата, К_В = 0,85;

К_Н – коэффициент надежности, К_В = 1,05.

А

Ток срабатывания реле определим по выражению

, (8.9)

А

Энергохозяйство промышленного предприятия (ПП) представляет собой вспо­могательный и обслуживающий участок ПП, являющийся элементом энергетической системы, совокупностью процессов производства, преобразования, распределения и по­требления всех видов энергоресурсов. Кроме этого энергохозяйство призвано осуществ­лять ремонт, эксплуатацию и монтаж энергетического оборудования. В производствен­ном отношении энергохозяйство ПП можно подразделить на следующие элементы: об­щезаводское и цеховое.

Правильная организация и деятельность энергохозяйства при квалифицирован­ном управлении способна повысить эффективность производства следующими спосо­бами:

-     снижение затрат на энергоснабжение,

-     улучшение использования энергоустановок,

-     экономия и рациональное использование энергоресурсов.
Цели управления деятельностью энергохозяйства:

- надёжное и экономичное снабжение производства всеми необходимыми ви­дами энергии в потребном количестве,

ремонтно-эксплуатационное обслуживание,

-     монтаж и наладка оборудования,

-     комплексная механизация и автоматизация производственных процессов,

-     рациональное использование энергоресурсов.

Производительность труда и затраты производства зависят непосредственно от характера разделения труда внутри энергохозяйства и его производственной структу­ры, которая должна быть динамичной и изменяться в соответствии с развитием пред­приятия.

Единое руководство необходимое для нормального функционирования предпри­ятия с большим количеством разнообразных энергоустановок осуществляется главным энергетиком и возглавляемым им отделом главного энергетика (ОГЭ), а непосредствен­но на местах руководством цехов.

ОГЭ работает в тесном взаимодействии с отделами капитального строительства, главного механика, технолога и т.д.

Главный энергетик, непосредственно руководящий ОГЭ, осуществляет также техническое и методологическое руководство службами цеховых энергетиков, надзор за эксплуатацией оборудования и использованием на предприятии энергоресурсов. При этом он руководствуется действующим законодательством, приказами, указаниями ми­нистерства энергетики, ПТБ, ПУЭ и т.п. Обычно главный энергетик назначает двух за­местителей, которые осуществляют техническое и оперативное руководство.

В данной работе ставится целью провести приближённый экономический расчёт системы электроснабжения завода на напряжении выше 1000 В.

Капитальные затраты в систему электроснабжения имеют следующие составные элементы [17]:

 (9.1)

где K_ЛЭП – капиталовложения на сооружение линий электропередач (воздушных или кабельных),

К_КТП – капиталовложения на установку трансформаторных подстанций, распределительных устройств управления, релейной защиты и автоматики (ОРУ, ЗРУ, КРУН),

К_ВА – капиталовложения на установку высоковольтной аппаратуры.

Таблица 9.1 - Расчет капиталовложений по проекту

Годовые эксплуатационные издержки определяются по формуле:

, (9.2)

где И_А - ежегодные амортизационные отчисления капитальных затрат,

, (9.3)

где р_Аi – норма амортизационных отчислений для i-х элементов системы электроснабжения (р_А.ГПП=9,4%, р_А.КТП=10,4%, р_А.КРУ=6,3%, р_А.КЛЭП=2,4%),

К_i – капиталовложения на сооружение i-х элементов системы электроснабжения (таблица 9.1):

;

И_ЭР - издержки на текущую эксплуатацию и ремонт сетей и электрооборудования,

, (9.4) где р_ЭРi – норма отчислений на эксплуатацию и ремонт для i-х элементов системы электроснабжения (р_ЭР.ГПП = 3%, р_ЭР.КТП = 4%, р_ЭР.КРУ = 2%, р_{ЭР.КЛЭП} = 1,5%):

;

С_Э - стоимость потерь электроэнергии в сетях и оборудовании:

, (9.5)

где ∆W - потери электроэнергии:

,  (9.6)

где ∆W_Т – потери в трансформаторах ГПП:

, (9.7)

 где∆Р_ХХ – активные потери холостого хода (∆Р_ХХ=18 кВт),

Т – время работы приемника (Т = 8760 ч.),

∆Р_КЗ – активные потери короткого замыкания (∆Р_КЗ=85 кВт),

t – время максимальных потерь (t=3000ч),

∆W_С – потери энергии в распределительных сетях:

, (9.8)

где  р_С - потери в электрических распределительных сетях (р_С=6%: 4% - в сетях 10 кВ, 2% - в сетях 0,4 кВ),

W_год – годовое потребление электроэнергии:

, (9.9) где Р_Р – расчётная мощность предприятия (Р_Р=29108 кВт),

;

∆W_С.Н. – расход электроэненргии на собственные нужды:

, (9.10) где Р_С.Н. – мощность потребителей собственных нужд подстанции (Р_С.Н.=345 кВт),

 - удельная стоимость потерь электроэнергии (при Т_М =5000 ч., t=3000ч. удельная стоимость потерь составляет  = 0,19 руб./кВт·ч)

.

Таблица 9.2 - Расчёт ежегодных отчислений

Похожие работы

Социально-экономическое положение Барнаула

Скачать

110280

39

0

... 2-ом месте – Железнодорожный район, в 2006 году он разделил его с Индустриальным районом, который поднялся с четвертого места.   SWOT-Анализ г.Барнаула Влияние фактора на социально-экономическое развитие г.Барнаула Факторы Позитивное (сильные стороны) Негативное (слабые стороны) 1. Качество жизни     1.1. Уровень материального обеспечения Уровень доходов населения ...

Связи с общественностью как стратегическое направление деятельности органов территориального общественного самоуправления на примере ТОС Петровского микрорайона г. Барнаула

Скачать

156342

5

4

... привлечения населения к решению вопросов местного значения (с применением PR-технологий на примере ТОС Петровского микрорайона) 3.1 Описание аналитической базы и методов исследования   Предварительно кратко опишем общий контекст проведения исследования. Территориальное общественное самоуправление населения Петровского микрорайона осуществляется в пределах структурного подразделения жилого ...

Опыт и реализация стратегии социально-экономического развития муниципального образования

Скачать

284794

21

24

... будут являться: развитие жилищной сферы, улучшение экологической обстановки, и улучшение городской инфраструктуры, 3 Опыт и реализация стратегии социально-экономического развития муниципального образования 3.1 Применение стратегического планирования в развитии муниципального образования в Российской Федерации Российские города начали активно заниматься вопросами собственного социально- ...

Промысловая кооперация Алтая (1945-1960)

Скачать

296143

5

0

... системы промкооперации. Особенности государственной политики в отношении промысловой кооперации на каждом из этих этапов не могли не повлиять на результаты хозяйственной деятельности промысловых артелей. 1.2 Положение промысловой кооперации Алтая после Великой Отечественной войны (1945-1953 гг.) Хотя территория Алтая не подверглась вторжению агрессоров, находясь в течение войны в глубоком ...