Контрольная ЭС исправленная


1 Исходные данные

 

Согласно варианту задания №9.

Таблица 1 – Информация об электроприемниках, питаемых от РП

№ отходящей линии

Тип нагрузки

Мощность

3, 7

Синхронный двигатель

2х1250 кВт

4, 8

Синхронный двигатель

2х1600 кВт

2,6

Двухтрансформаторная подстанция

2х1000 кВА

1,5

Двухтрансформаторная подстанция

2х1600 кВА

 

Таблица 2 – Данные по токам КЗ на шинах РП

 

 

 

6,5

16,5

44,1

 

 

2 Расчет токовых нагрузок

 

Для выбора сечения проводников и электрических аппаратов схемы определяется расчетная токовая нагрузка каждого элемента схемы электроснабжения.

Активная расчетная мощность распределительного пункта (РП), кВт,

 

где: номинальная мощность двигателя;

– номинальная мощность трансформатора;

– коэффициент загрузки трансформатора ТП, для одностансформаторной ТП можно принять 0,9, для двухстансформаторной – 0,75;

коэффициент загрузки двигателя, принимается равный 0,75…0,8;

коэффициент мощности трансформатора ТП, принимается соответственно равный 0,92;

 

Реактивная расчетная мощность распределительного пункта (РП), квар,

 

где: коэффициент мощности электродвигателя, принимаем равный 0,48;

коэффициент мощности трансформатора ТП, принимается соответственно равный 0,39;

 

Полная мощность РП, кВА,

 

 

Расчетный ток РП, А,

 

где: номинальное напряжение;

 

Расчетный ток, линий питающих РП, А, можно принять равным:

 

 

Расчетные токи присоединений, А,

– для отходящих линий к электродвигателям:

 

где: и – паспортные данные КПД и коэффициента мощности электродвигателя. Для синхронных электродвигателей мощностью до 2500 кВт КПД можно принять 0,97, рекомендуется взять при расчетах 0,9,

 

 

– для отходящих линий к ТП:

 

 

 

 

3. Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей РП

 

3.1 Выбор комплектного распределительного устройства для распределительной подстанции

 

Для распределительной подстанции предлагается использовать выкатные РУ серии К-63, которые имеют следующие номинальные параметры:

– номинальное напряжение камер – 10 кВ;

– номинальный ток главных цепей – 630 А;

– номинальный ток сборных шин – 1000 А;

– номинальный ток электродинамической стойкости шкафа – 51 кА;

– ток термической стойкости в течении 3 с – 20 кА;

– габаритные размеры – 2270х1250х750 мм;

– место установки – внутри помещения;

– расположение камер – двухрядное.

Для камер К-63 применяются вакуумные выключатели серии ВВ/TEL и трансформаторы тока типа ТЛК.

В распределительном устройстве предусматриваются следующие присоединения:

– кабельный ввод;

– отходящие линии;

– секционирование в РУ с секционированной системой шин;

– трансформатор напряжения (один на секцию шин);

– заземляющий нож сборных шин (один на секцию шин);

– трансформатор собственных нужд;

– шинный мост между двумя рядами шин;

– кабельные блоки для ввода силовых кабелей.

 

3.2 Выбор сечения отходящих линий

 

Предварительно сечение отходящей кабельной линии выбирается в соответствии с экономическим сечением, мм2,

 

где: экономическая плотность тока, для кабеля с бумажной пропитанной изоляцией, алюминиевыми жилами при числе часов использования максимума нагрузки в пределах 3000…5000 часов принимается равным 1,4 А/мм2.

Выбранный кабель необходимо проверить по следующим условиям:

1) По расчетному допустимому току в соответствии с условием:

 

где: расчетный допустимый ток, А,

 

где: поправочный коэффициент на температуру окружающей среды, при температуре земли равной 15°С, фактической температуре среды равной 8°С принимается равным 1,07;

поправочный коэффициент, зависящий от удельного теплового сопротивления земли, для нормальной почвы принимается равный 1,0;

поправочный коэффициент на число работающих кабелей в одной траншее;

номинальный допустимый ток.

2) По условию нагрева в послеаварийном режиме.

 

Расчетный ток послеаварийного режима, А:

 

где: коэффициент допустимой перегрузки, для трансформаторной подстанции принимается равный 1,3.

Допустимый ток на один кабель, оставшийся в работе, с учетом его возможной перегрузки, А:

 

где: коэффициент перегрузки кабелей на период ликвидации послеаварийного режима в течении 6 часов, принимается в зависимости от коэффициента предварительной загрузки кабеля.

3) На термическое действие токов короткого замыкания кабели проверяются согласно выражению:

 

где: сечение кабеля, мм2;

минимальное сечение кабеля по термической стойкости, мм2,

 

где: функция, зависящая от типа кабеля:

 

Проводится расчет выбора кабеля линий Л3 и Л7, для которых расчетный ток равен, А:

 

Определяется экономическое сечение КЛ, мм2:

 

выбирается кабель ААШвУ 3х50, для которого

Выбранный кабель необходимо проверить по расчетному допустимому току. При числе кабелей проложенных в одной траншее 2 и расстоянии между ними 0,1 м принимается

 

что больше чем расчетный ток линий (). Таким образом, сечение выбранного кабеля удовлетворяет условию нагрева в номинальном режиме.

Далее необходимо проверить кабель по условию нагрева в послеаварийном режиме. Расчетный ток послеаварийного режима, А:

 

Определяется допустимый ток на один кабель, оставшийся в работе, с учетом его возможной перегрузки. При отключении одного из кабелей в траншее остается одна рабочая кабельная линия, соответственно принимаем Коэффициент перегрузки кабелей на период ликвидации послеаварийного режима в течении 6 часов, принимается в зависимости от коэффициента предварительной загрузки кабеля:

 

которому соответствует ;

 

таким образом, условие по нагреву жил кабелей в послеаварийном режиме выполняется.

Проверяем кабель по термической стойкости к токам короткого замыкания:

 

условие не выполняется, принимаем кабель большего сечения ААШвУ95, для которого условия термической стойкости выполняется ().

Проводится расчет выбора кабеля линий Л4 и Л8, для которых расчетный ток равен, А:

 

Определяется экономическое сечение КЛ, мм2:

 

выбирается кабель ААШвУ 3х70, для которого

Выбранный кабель необходимо проверить по расчетному допустимому току. При числе кабелей проложенных в одной траншее 2 и расстоянии между ними 0,1 м принимается

 

что больше чем расчетный ток линий (). Таким образом, сечение выбранного кабеля удовлетворяет условию нагрева в номинальном режиме.

Далее необходимо проверить кабель по условию нагрева в послеаварийном режиме. Расчетный ток послеаварийного режима, А:

 

Определяется допустимый ток на один кабель, оставшийся в работе, с учетом его возможной перегрузки. При отключении одного из кабелей в траншее остается одна рабочая кабельная линия, соответственно принимаем Коэффициент перегрузки кабелей на период ликвидации послеаварийного режима в течении 6 часов, принимается в зависимости от коэффициента предварительной загрузки кабеля:

 

которому соответствует ;

 

таким образом, условие по нагреву жил кабелей в послеаварийном режиме выполняется.

Проверяем кабель по термической стойкости к токам короткого замыкания:

 

условие не выполняется, принимаем кабель большего сечения ААШвУ 3х95, для которого условия термической стойкости выполняется ().

Проводится расчет выбора кабеля линий Л2, Л6, для которых расчетный ток равен, А:

 

Определяется экономическое сечение КЛ, мм2:

 

выбирается кабель ААШвУ50, для которого

Выбранный кабель необходимо проверить по расчетному допустимому току. При числе кабелей проложенных в одной траншее 2 и расстоянии между ними 0,1 м принимается

 

что больше чем расчетный ток линий (). Таким образом, сечение выбранного кабеля удовлетворяет условию нагрева в номинальном режиме.

Далее необходимо проверить кабель по условию нагрева в послеаварийном режиме. Расчетный ток послеаварийного режима, А:

 

Определяется допустимый ток на один кабель, оставшийся в работе, с учетом его возможной перегрузки. При отключении одного из кабелей в траншее остается одна рабочая кабельная линия, соответственно принимаем Коэффициент перегрузки кабелей на период ликвидации послеаварийного режима в течении 6 часов, принимается в зависимости от коэффициента предварительной загрузки кабеля:

 

которому соответствует ;

 

таким образом, условие по нагреву жил кабелей в послеаварийном режиме выполняется.

Проверяем кабель по термической стойкости к токам короткого замыкания:

 

условие не выполняется, принимаем кабель большего сечения ААШвУ 3х95, для которого условия термической стойкости выполняется ().

Проводится расчет выбора кабеля линий Л1, Л5, для которых расчетный ток равен, А:

 

Определяется экономическое сечение КЛ, мм2:

 

выбирается кабель ААШвУ 3х70, для которого

Выбранный кабель необходимо проверить по расчетному допустимому току. При числе кабелей проложенных в одной траншее 2 и расстоянии между ними 0,1 м принимается

 

что больше чем расчетный ток линий (). Таким образом, сечение выбранного кабеля удовлетворяет условию нагрева в номинальном режиме.

Далее необходимо проверить кабель по условию нагрева в послеаварийном режиме. Расчетный ток послеаварийного режима, А:

 

Определяется допустимый ток на один кабель, оставшийся в работе, с учетом его возможной перегрузки. При отключении одного из кабелей в траншее остается одна рабочая кабельная линия, соответственно принимаем Коэффициент перегрузки кабелей на период ликвидации послеаварийного режима в течении 6 часов, принимается в зависимости от коэффициента предварительной загрузки кабеля:

 

которому соответствует ;

 

таким образом, условие по нагреву жил кабелей в послеаварийном режиме выполняется.

Проверяем кабель по термической стойкости к токам короткого замыкания:

 

условие не выполняется, принимаем кабель большего сечения ААШвУ 3х95, для которого условия термической стойкости выполняется ().

Проводится расчет выбора кабеля линий ввода, для которых расчетный ток равен, А:

 

Определяется экономическое сечение КЛ, мм2:

 

выбирается кабель ААШвУ240, для которого

Выбранный кабель необходимо проверить по расчетному допустимому току. При числе кабелей проложенных в одной траншее 2 и расстоянии между ними 0,1 м принимается

 

что больше чем расчетный ток линий (). Таким образом, сечение выбранного кабеля удовлетворяет условию нагрева в номинальном режиме.

Далее необходимо проверить кабель по условию нагрева в послеаварийном режиме. Расчетный ток послеаварийного режима, А:

 

Определяется допустимый ток на один кабель, оставшийся в работе, с учетом его возможной перегрузки. При отключении одного из кабелей в траншее остается одна рабочая кабельная линия, соответственно принимаем Коэффициент перегрузки кабелей на период ликвидации послеаварийного режима в течении 6 часов, принимается в зависимости от коэффициента предварительной загрузки кабеля:

 

которому соответствует ;

 

таким образом, условие по нагреву жил кабелей в послеаварийном режиме выполняется.

Проверяем кабель по термической стойкости к токам короткого замыкания:

 

таким образом, условие по термической стойкости к токам короткого замыкания выполняется.

Результаты расчетов сечений отходящих линий и линий ввода приведены в таблице 3.

 

 

Таблица 3 – Результаты выбора сечений отходящих линий

№ линии

Расчетная нагрузка

 

 

Поправочные коэффициенты

Допустимый ток, А

 

норм.

ПАВ

 

 

 

 

 

табл.

норм.

ПАВ

Ввод КЛ

299,194

388,952

213,71

240

1,07

0,9

1

0,875

1,25

355

341,87

474,81

 

3, 7

62,0

80,6

44,29

70

1,07

0,9

1

0,47

1,25

165

134,82

187,25

 

4, 8

79,361

103,169

56,686

70

1,07

0,9

1

0,499

1,25

165

158,9

103,169

 

2,6

57,735

75,056

41,239

50

1,07

0,9

1

0,428

1,25

140

134,82

75,056

 

1,5

97,376

126,589

69,554

70

1,07

0,9

1

0,613

1,25

165

158,9

126,589

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

Из таблицы 3 видно, что выбранные по экономической плотности сечения отходящих линий Л3, Л7, Л2, Л6, Л4, Л8, Л1, Л5 не удовлетворяют условию термической стойкости к токам короткого замыкания, так как меньше Для указанных линий выбираем кабель большего сечения ААШвУ95, для которого условие термической стойкости к токам короткого замыкания выполняется ().

 

 

3.3 Выбор выключателей КРУ

 

В соответствии сопределенными выше токовыми нагрузками для всех присоединений РП-10 кВ принимаются к установке выключатели BB/TEL-10/630 с Выбранный выключатель необходимо проверить в соответствии со следующими условиями:

1) по напряжению установки:

 

 

условие выполняется.

2) по наибольшему длительному току (наибольший ток соответствует току питающей линии 538,3 А):

 

 

условие выполняется.

3) по номинальному току отключения:

 

 

условие выполняется.

4) по допустимому ударному току КЗ;

 

 

условие выполняется.

5) по условию термической стойкости:

 

 

условие выполняется.

Таким образом, выбранный выключатель, удовлетворяет всем условиям выбора.

 

3.4 Выбор измерительных трансформаторов тока

Трансформаторы тока устанавливаются во всех основных цепях КРУ и выбираются в соответствии со следующими условиями:

– по напряжению установки:

 

– по току:

 

где: номинальный первичный ток трансформатора тока;

– по конструкции и классу точности;

– по электродинамической стойкости:

 

где: ударный ток КЗ по расчету;

кратность электродинамической стойкости по каталогу;

ток электродинамической стойкости;

– по термической стойкости:

 

где: тепловой импульс по расчету;

кратность термической стойкости по каталогу;

время термической стойкости по каталогу;

ток термической стойкости;

– по вторичной нагрузке:

 

где: вторичная нагрузка трансформатора тока;

номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности.

Результаты выбора трансформаторов тока приведены в таблице 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4 – Выбор трансформаторов тока

Место установки

Тип ТТ

Расчетные данные

Каталожные данные

Цепь питающей линии

ТЛК-10-I-400/5

 

 

 

 

 

 

 

 

Цепь ячейки секционного выключателя

ТЛК-10-I-400/5

 

 

 

 

 

 

 

 

Цепь отходящих линий Л3 и Л7

ТЛК-10-I-100/5

 

 

 

 

 

 

 

 

Цепь отходящих линий Л4 и Л8

ТЛК-10-I-150/5

 

 

 

 

 

 

 

 

Цепь отходящей линии Л2 и Л6

ТЛК-10-I-100/5

 

 

 

 

 

 

 

 

Цепь отходящей линии Л1 и Л5

ТЛК-10-I-150/5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема заполнения РП-10 кВ приведена на рисунке 1.

 

 

 

Рисунок 1 – Схема заполнения РП

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

9 + 1 =