Электроснабжение приборостроительного завода (стр. 3 из 4)

Внутризаводские сети выполняются кабелями, проложенными в земле, в траншеях полевого типа на глубине 0,7 м от планировочной отметки земли.

Окончательно схема может быть оформлена после выбора мощности трансформаторов ГПП, т.к. оптимальное число присоединений на сборных шинах 10 кВ (ГПП зависит от мощности трансформаторов).

7. Расчет кабельных линий

Внутризаводские сети промышленных предприятий выполняются, как правило, кабелями, которые могут быть проложены различными способами: в земляных траншеях, в кабельных каналах и туннелях, по эстакадам и галереям.

Марку кабеля выбирают с учетом характеристик грунта на территории предприятия и условий прокладки КЛ. По техническим данным [ 4 ] выбран кабель марки ААШвУ - кабель с алюминиевой токоведущей жилой с бумажной пропитанной улучшенной изоляцией, алюминиевой защитной оболочкой, с защитным шланговым покровом из ПВХ.

Сечение кабеля выбирают исходя из четырех расчетных условий:

1. Длительно допустимый нагрев максимальным расчетным током

Iдл.доп ≥ Iр ,

где Iдл.доп - длительно допустимый ток для выбранного сечения,А Определяется по таблице ПУЭ в зависимости от материала токоведущей жилы, материала изоляции и условий прокладки КЛ.

Iр - максимальный расчетный ток КЛ, А

Iр = Sр/(

*U) А ,

где U - напряжение внутризаводских сетей, кВ

Sр - полная расчетная мощность, кВА

Ip=Sp/(

*U)=1419,6/ *10=82А

По таблице [ 4 ] находим кабель сечением 25 мм² с Iдл.доп = 90А.

90 А > 82А

Соблюдение этого условия обеспечивает нормативный срок службы изоляции кабеля.

2. По экономической плотности тока:

Fэк = Iнорм/jэк ,

где Fэк- экономически обоснованное сечение, соответствующее минимуму затрат на строительство и эксплуатацию КЛ, мм²;

Iнорм - ток в линии в нормальном режиме, А;

jэк - экономическая плотность тока, А/мм². Экономическая плотность тока определяется в зависимости от числа использования максимума активной нагрузки в год. По таблице [3] определяем jэк = 1.4 А/мм².

Iнорм = Iр/2 = 82/2=41 А; Fэк = 41/1.4 = 29,3 мм².

Выбираем ближайшее меньшее 25 мм².

3. По допустимой потере напряжения:

ΔUрасч ≥ ΔUдоп,

где ΔUрасч - расчетная потеря напряжения в КЛ, %

ΔUдоп - допустимая потеря напряжения в КЛ, %; ΔUдоп =5%;

Определим расчетную потерю напряжения:

ΔUрасч = (Pp*R + Qp*X) / Uср.ном, В

где R, X - активное и реактивное сопротивление КЛ, Ом;

Uср.ном-средненоминальное напряжение внутризаводских сетей, кВ.

Определим активное и реактивное сопротивление КЛ:

R = r₀*l, Ом ; X = x₀*l ,Ом

где r₀, x₀ - удельное активное и реактивное сопротивления КЛ, Ом/км. Дано в [ 4 ].

l - длина КЛ, км.

R= 0,394Ом/км*0,161км =0,144 Ом; X= 0,095Ом/км*0,161км =0,0153 Ом;

ΔUрасч = (1113,8*0,144+880,2*0,0153)/10.5 = 16,6 В;

ΔUрасч% = (ΔUрасч/Uср.ном)*100%

ΔUрасч% = (16,6/10500)*100 =0,16 %

0,16% < 5%

4. Проверка выбранного сечения на термическую стойкость при сквозных КЗ:

Проверку на термическую стойкость сечения кабеля можно выполнить после расчета токов КЗ.

F > Fmin

Fmin =

/Cт= (Iп⁽³⁾ *tрасч) /Ст ,мм²

tрасч=tр.з+tо.в.=1,005

Fmin=(Iп⁽³⁾ *

)/Ст=(2,8* )/85

8. Расчёт нагрузок на стороне 10 кВ

Расчёт нагрузок на стороне 10кВ ГПП выполняется для выбора мощности трансформаторов и сечений воздушных линий.

Расчётные нагрузки на сборных шинах ГПП предприятия определяются с учётом как низковольтных нагрузок по цехам, так и высоковольтных ЭП.

Ррпредп=Км * Рсм_∑грА + Рсм_∑грБ

Нагрузку от высоковольтных ЭП определяют в зависимости от их технологического назначения.

Для общезаводских потребителей (насосные, компрессорные станции) предусматривается технологический резерв, т.е. из числа присоединённых агрегатов часть является рабочими, а часть резервными.

Коэффициент максимума для узла определяется по упорядоченным диаграммам в зависимости от n_Э и средневзвешанного Ки.

n_Эпредп = (∑РустгрА)²/∑Р²устгрА = 10291264/1906606 = 5,4

Км=1,76

Кипредп = Рсм_∑грА/Руст_∑грА = 1140,85/3208 = 0,36

Ррпредп = 1,76*1140,85 + 1933,7 = 3941,6кВт

Определим расчётную реактивную нагрузку предприятия (Qрпредп):

Qрпредп=Км`*Qсм_∑грА+Qсм_∑грБ=1370,4+1748,47=3188,9кВА

Км`=1,1 при n_Э ≤ 10

Км`=1 при n_Э>10

Полная расчётная мощность предприятия на сборных шинах ГПП:

Sрпредп=

= =5070кВА

9. Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий является одним из основных вопросов рационального построения СЭС. В нормальных условиях силовые трансформаторы должны обеспечивать питание всех ЭП предприятия.

При выборе мощности трансформаторов следует добиваться экономически целесообразного режима работы и соответствующего обеспечения резервирования питания приемников при отключении одного из трансформаторов, причем нагрузка трансформаторов в нормальных условиях не должна (по нагреву) вызывать сокращения естественного срока его службы.

Надежность электроснабжения предприятия достигается за счетустановки на подстанции двух трансформаторов, что соответствуеттребованиям надежности I и II категории. Однотрансформаторные ГППдопустимы при наличии централизованного резерва трансформаторов и при поэтапном строительстве ГПП. Установка более двух трансформаторов возможна в исключительных случаях:

1. при необходимости выделения резкопеременных нагрузок и питания их от отдельного трансформатора;

2. при реконструкции ГПП.

Установка третьего трансформатора всегда должна быть экономически обоснована.

Нормальным режимом работы предусматривается раздельная работа трансформаторов. При этом соблюдается условие, что любой из оставшихся в работе трансформаторов (при аварии на другом) обеспечивает полностью или с некоторым ограничением потребную мощность.

Обеспечение потребной мощности может осуществляться не только за счет использования номинальной мощности трансформаторов, но и за счет их перегрузочной способности (в целях уменьшения их установленной мощности).

В процессе эксплуатации возможно кратковременное включение трансформаторов на параллельную работу, например, при переводе нагрузок для вывода в плановый ремонт одного из трансформаторов.

Совокупность допустимых нагрузок, систематических и аварийных перегрузок определяет нагрузочную способность трансформаторов.

Выбор мощности трансформатора будет влиять на режим его эксплуатации.

По напряжению внешнего электроснабжения определяется режим нейтрали первичной обмотки трансформатора, от этого будет зависеть схема и группа соединения обмоток. Мощность трансформаторов выбирается из условия:

Sтр= Sрпред/2*Kзагр, кВА

где Кзагр - коэффициент загрузки, принимаемый равным 0.7 исходя из максимальных допустимых перегрузок силовых трансформаторов в послеаварийном режиме.

На ГПП предусматривается установка комплектных конденсаторных батарей для компенсации реактивной мощности (КРМ). КРМ обеспечивает разгрузку трансформаторов, питающих и распределительных сетей от реактивных токов, тем самым приводит к уменьшению потерь электроэнергии и напряжения, увеличению пропускной способности трансформатора и линии. КРМ предусматривается на стадии проектирования системы электроснабжения и позволяет уменьшить мощность трансформаторов, сечение токоведущих частей, выбрать коммутационные и защитные аппараты на меньшие токи.

С 1998 года письмом Главного технического управления по эксплуатации энергосистем Минэнерго введены нормативы уровня КРМ в электросетях министерств и ведомств, норматив уровня компенсации tgн = =0.4 кВАр/квт должен использоваться для определения перспективной потребности в компенсирующих устройствах в целом. Уровнем КРМ называется отношение установленной мощности компенсирующих устройств (кВАр) к активной расчетной нагрузке предприятия (кВт) в часы максимума нагрузок энергосистемы.