Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 27
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский Государственный технический университет Кафедра ЭС иЭТ Курсовой проект по дисциплине: электроснабжение промышленных предприятий тема: Электроснабжение промышленных предприятий 2005 Для схемы электроснабжения предприятия (рисунок1.1) по исходным данным (таблица 1.1) определить: 1.
По величине естественного коэффициента мощности 2.
Определить величину оптимального напряжения для схемы внешнего электроснабжения. Расстояние от РП до ГПП равно 3.
Определить мощность и выбрать трансформаторы 35(110)/6 кВ и 4.
Выбрать провода воздушной линии внешнего электроснабжения и кабели для подключения ТП предприятия. Длина воздушной линии 5.
Рассчитать токи к.з для точек схемы, назначенных на рис.1 и проверить оборудование ГПП по токам к.з. Мощность короткозамкнутой цепи Sк.з
для шин 35 кВ равна 600 МВА, для шин 110 кВ-1200 МВА. 6.
Рассчитать продольную дифференциальную защиту трансформаторов ГПП. Привести схему защиты. 7.
Составить схему МТЗ с независимой от тока выдержкой времени и рассчитать уставки защиты. 8.
Рассчитать заземление ГПП, приняв удельное сопротивление грунта с=2,5 Таблица 1.1 Исходные данные Кабель-ной групповая номинальная мощность Pн1
, кВт естест- венный cos коэффи- циент участия в максимуме Км1
групповая номинальная мощность Pн2
, кВт естест- венный cos коэффи- циент участия в максимуме Км2
Рисунок 1.1 Схема электроснабжения предприятия Введение 1. Выбор конденсаторной установки 1.1 Расчет электрических нагрузок 1.2 Расчет компенсирующей установки 2. Определение величины оптимального напряжения 3. Выбор силовых трансформаторов 4. Выбор сечения проводников 4.1 Выбор сечения проводников внешнего электроснабжения 4.2 Выбор сечения проводников кабельной линии 5. Расчет токов короткого замыкания 6. Выбор оборудования и проверка его по токам к.з. 6.3 Короткозамыкатели 7. Продольно-дифференциальная защита трансформаторов ГПП 8. Расчет параметров срабатывания МТЗ 9. Расчет заземления ГПП Заключение Список использованных источников Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электроэнергии. В данной работе производится расчет и выборка оборудования главной понизительной подстанции (ГПП) и трансформаторной подстанции системы электроснабжения предприятия. 1.1.1 Определяем расход электрической энергии Wг
, МВт где Суммарная номинальная мощность ГПП равна где PН1
– групповая номинальная мощность для ГПП; PН2
– групповая номинальная мощность приемников 380В. Определяем коэффициент спроса Кс
где Км
– коэффициент максимума. Раздельный расчет проводим для ГПП и ТП. 1.1.2 Расчет для ГПП a)
Расчетный максимум активной нагрузки: где b)
Расчетный максимум реактивной нагрузки: где c)
Расчетный максимум полной нагрузки: d)
Средняя мощность: а)Расчетный максимум активной нагрузки: где PМ2
= б) Расчетный максимум реактивной нагрузки: где с)Расчетный максимум полной нагрузки: д) Средняя мощность: 1.2.1 Для уменьшения потерь, возникающих в результате присутствия реактивной мощности, используем компенсирующую установку на сборных шинах ГПП. Она компенсирует реактивную мощность, возникающую при работе активно–индуктивных приемников, изменением коэффициента мощности от первоначального значения на шинах ГПП (cosц1
=0,89) до необходимого заданного значения (cosц=0,98). где Мощность каждой из двух используемых конденсаторных установок: По рассчитанным данным выбираем две конденсаторных установки типа УК-0,38-450 НЛ(П). Технические характеристики выбранной установки приведены в таблице 1.2. Применяем автоматическое регулирование мощности конденсаторной установки по напряжению на шинах подстанции. Принципиальная схема автоматического одноступенчатого регулирования мощности конденсаторной батареи по напряжению приведена на рисунке 1.2. Таблица 1.2 Технические характеристики конденсаторной установки В качестве пускового органа схемы используют реле минимального напряжения, имеющее один замыкающий и один размыкающий контакты. При понижении напряжения на подстанции ниже заданного предела реле 1Н срабатывает и замыкает свой размыкающий контакт 1Н в цепи реле В-1. Реле В-1 с заданной выдержкой времени замыкает свой размыкающий контакт в цепи электромагнита включения выключателей и выключатель автоматически включается. При повышении напряжения на шинах подстанции выше предельного значения реле 1Н возвращается в исходное состояние, размыкает свой контакт 1Н в цепи реле В-2. Реле В-2 срабатывает и с заданной выдержкой времени отключает выключатель 1В. Конденсаторная батарея отключается. Для отключения конденсаторной батареи от защиты предусмотрено промежуточное реле П. При действии защиты реле П срабатывает и в зависимости от положения выключателя осуществляет отключение выключателя, если он включен, или предотвращает включение выключателя на КЗ размыканием размыкающего контакта П. При многоступенчатом регулировании напряжение срабатывания пускового реле для каждой ступени выбирают в зависимости от заданного режима напряжения в сети. 2.1 По формуле Нигосова С.Н. определяем нестандартное напряжение U, кВ где Выбираем из ряда стандартных ближайшее значение напряжения внешнего электроснабжения 3.1 В соответствии с требованиями ПУЭ для исследуемой системы следует использовать два трансформатора на ГПП и два трансформатора на ТП. 3.2 Начальная мощность каждого трансформатора для ГПП Выбираем два трансформатора типа ТМ-2500/35. Технические характеристики трансформатора приведены в таблице 3.1 Таблица 3.1 Технические характеристики трансформатора ТМ-2500/35 кВА Сочетание напряжений, кВ Потери, кВт 3.3 Номинальная мощность каждого трансформатора для ТП Выбираем два трансформатора типа ТМ-400/10. Технические характеристики трансформатора приведены в таблице 3.2. Таблица 3.2 Технические характеристики трансформатора ТМ-400/10 кВт Сочетание напряжений, кВ Потери, кВт ТМ-400/10- 75У1 0,23 0,4 4.1 Выбор сечения проводников внешнего электроснабжения (ВЛ) 4.1.1 Определяем ток нагрузки IM
1
, A, соответствующий максимуму нагрузки на 35кВ По току нагрузки, соответствующему напряжению 35кВ выбираем следующую марку голых сталеалюминевых проводов (таблица 4.1) Таблица 4.1 Токовая нагрузка голых сталеалюминевых проводов 4.2.1 Выбор производим по экономической плотности тока Sэ
, мм2
где IМ
– ток в линии; jэ
– экономическая плотность тока, А/мм2
, jэ
=1,4 А/мм2
.
По справочнику принимаем сечение проводников с большим ближайшим нормированным током нагрузки (таблица 4.2). Таблица 4.2 Кабели силовые с алюминиевыми жилами Число и сечение жил, мм2
5.1 Принимаем и рассчитываем базисные значения. За базисную мощность SБ
принимаем мощность, равную 100МВт, а за базисные напряжения принимаем напряжения равные следующим значениям (таблица 5.1).Схема замещения для расчета токов к.з. приведена на рисунке 5.1. Рисунок 5.1 Схема замещения для расчета токов к. з. Определим базисный ток для ГПП IБ1
, кА Определяем базисный ток для ТП IБ2
, кА Таблица 5.1 Базисные условия Определяем сопротивление элементов схемы замещения в базисных единицах: 1.
Сопротивление системы 2.
Сопротивление воздушной линии 3.
Сопротивление трансформатора ГПП 4.
Сопротивление кабельной линии Рассчитаем эквивалентные сопротивления точек КЗ, и так как все элементы схемы замещения включены последовательно, то расчет производится путем алгебраического сложения сопротивлений этих элементов для каждой точки КЗ, обозначенной на схеме замещения . Результаты расчета эквивалентных сопротивлений и токов короткого замыкания для всех точек КЗ сведены в таблицу 5.2. Ниже приведены формулы, используемые при расчете: 1. Начальное значение периодической составляющей тока КЗ: 2. Ударный ток в точке КЗ: где 3. Наибольшее действующее значение тока КЗ: 4. Мощность КЗ для точки: Таблица 5.2 Результат расчета параметров КЗ для точек КЗ 6.1.1 Типы выбранных выключателей приведены в таблице 6.1 Таблица 6.1 Типы выбранных выключателей Результаты проверки оборудования сведены в таблицу 6.2 Таблица 6.2 Высоковольтные выключатели 35 110 35 110 630 200 59,7 35 8 4 4,21 2,88 - - 270 32 26 10 10,73 7,34 6.2.1 Типы выбранных отделителей приведены в таблице 6.3 Таблица 6.3 Типы выбранных отделителей Выбор отделителей производим по тем же параметрам, что и выбор выключателей. Результаты выбора сведены в таблицу 6.4. Таблица 6.4 Отделители 6.3.1 Типы выбранных короткозамыкателей приведены в таблицу 6.5 Таблица 6.5 Типы выбранных короткозамыкателей Результаты проверки оборудования сведены в таблицу 6.6. Таблица 6.6 Короткозамыкатели 7.1 При применении реле типа РНТ-565, имеющих быстронасыщающиеся трансформаторы, ток срабатывания защиты должен быть: где Принимаем Для шин 35 кВ имеем Схема продольно-дифференциальной защиты приведена на рисунке 7.1. 8.1 Так как на схеме в линиях высокого и низкого напряжения нет заземленной нейтрали, то необходимо использовать защиту от межфазных КЗ с независимой от тока выдержкой времени. Ток срабатывания защиты для ГПП ICP
.З
, А, определяем по формуле где Для шин 35кВ Схема МТЗ приведена на рисунке 8.1. Рисунок 8.1 Схема МТЗ 9.1 Значение полного тока замыкания на землю на стороне высокого напряжения Iз
, А, определяется из выражения Для шин 35кА значение емкостного тока равно Сопротивление заземляющего устройства для сети высокого напряжения Rз
, Ом, равно Принимаем Rз
=50 Ом. В качестве заземлителя необходимо выбрать прутовой электрод длиной где Количество заземлителей n определятся из выражения где Для шин 35кВ 1. Справочник по электроустановкам угольных предприятий. Под ред. Дегтярева В.В., Цепелинского Г.Ю., М.: Недра, 1988. 2. Справочник по электроснабжению угольных шахт. Под ред. Морозова В.П., М.: Недра, 1975. 3. Федоров А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергия, 1967. 4. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учеб для вузов по спец.”Электроснабжение”.-3-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш.шк.,1991.-496 с.: ил.
|