Электроснабжение агломерационной фабрики металлургического комбината (стр. 5 из 13)
Число трансформаторов в цеху определяется по выражению:
где: Scм - сменная нагрузка цеха;
Sном. тр. - номинальная мощность трансформатора, кВА.
β - экономически целесообразный коэффициент загрузки:
для 1-трансформаторной КТП (3 категория) β = 0,95;
для 2-трансформаторной КТП (2 категория) β = 0,80‑0,85;
для 2-трансформаторной КТП (1 категория) β = 0,7‑0,75.
Коэффициент максимума для определения средней нагрузки за смену находится по выражению:
Kmax= Кс. / Ки.
Средняя нагрузка за смену определяется по выражению:
Pсм. = Pцеха / Кmax.
Учитывая, компенсацию реактивной мощности, определяем мощность компенсирующей установки: Qк. у. станд.
Средняя реактивная мощность заводского цеха с учетом компенсации, определяется из выражения:
Q'см = Qсм - Qк. у. станд,
где Qк. у. станд - стандартная мощность компенсирующей установки.
Полная мощность, приходящаяся на КТП с учетом компенсации реактивной мощности:
.Цеховые трансформаторы выбираются по Sсм с учетом Sуд - удельной плотности нагрузки.
Удельная мощность цеха:
S/уд = S/см /F;
где F - площадь цеха
.Результаты расчетов средних нагрузок за наиболее нагруженную смену остальных цехов сведены в таблицу 9.
таб.9
При определении мощности трансформаторов следует учесть, что если Sуд не превышает 0,2 (кВА/м2), то при любой мощности цеха мощность
трансформаторов не должна быть более 1000 (кВА). Если Sуд находится в пределах 0,2-0,3 (кВА/м2) то единичная мощность трансформаторов принимается равной 1600 (кВА). Если Sуд более 0,3 (кВА/м2) то на ТП устанавливаются трансформаторы 2500 (кВА).
В качестве примера определяется число трансформаторов в цехе 8. Так как удельная плотность нагрузки Sуд=0,01 кВА/м
<0,2, то целесообразно установить трансформаторы мощностью до 1000 кВА. 
Предварительно выбирается 2 трансформатора мощностью по 160 кВА каждый марки ТМ-160/6. Выбранные трансформаторы проверяются по коэффициенту загрузки в нормальном режиме
; 
Коэффициент загрузки в послеаварийном режиме:
;Расчеты по выбору числа и мощности трансформаторов остальных цехов сведены в таблицу 10.
табл.10
6.3 Выбор марки и сечения КЛЭП
6.3.1 КЛЭП напряжением 10 кВ
Распределение энергии на территории предприятия осуществляем кабельными линиями.
Двух трансформаторные подстанции с потребителями 1 категории запитываются двумя нитями КЛЭП по радиальной схеме. Так же по радиальной схеме запитываются КТП с трансформаторами 2500 кВА.
Двух трансформаторные подстанции с потребителями 2 и 3 категории запитываются двумя нитями КЛЭП по магистральной схеме, а там где это невозможно из-за больших нагрузок - по радиальной схеме.
Для определения расчетной нагрузки кабельных линий необходимо определить потери мощности в трансформаторах КТП (смотри таб.11).
;Где: ΔРхх - потери холостого хода трансформатора, кВт.
ΔРкз - потери короткого замыкания в трансформаторах, кВт.
n - число трансформаторов.
;Где: Iхх - ток холостого хода трансформатора, %.
Uк - напряжение короткого замыкания трансформатора, %.
Затем с учетом потерь мощности в трансформаторах находится расчетная мощность, по которой выбирается сечение кабелей
;Находится ток в нормальном режиме:
где: n - число кабелей, работающих в нормальном режиме;
Sр - мощность, передаваемая кабелем.
Находится ток в послеаварийном режиме:
.По таблице1.3.18 [1] выбирается ближайшее стандартное сечение. Предварительно принимается кабель трехжильный с алюминиевыми жилами для прокладки в земле, марки СШв. Выбор сечения КЛЭП производится в соответствии с требованиями ПУЭ с учетом нормальных и после аварийных режимов работы электрической сети. При проверке сечения кабеля по условиям после аварийного режима для кабелей напряжением до 10 кВ необходимо учитывать допускаемую в течение пяти суток, на время ликвидации аварии, перегрузку в зависимости от вида изоляции (при дипломном проектировании можно принять для кабелей с бумажной изоляцией перегрузку до 25% номинальной).
Поэтому допустимая токовая нагрузка кабеля при прокладке в земле в послеаварийном режиме:
Iдоп. пар=1.25. Iдоп.
Допустимая токовая нагрузка кабеля при прокладке в земле в нормальном режиме:
Iдоп. н. р. =Iтабл.
В качестве примера выбирается сечение кабельной линии ГПП-ТП цех.5.
Находится ток в нормальном режиме:
.Находится ток в послеаварийном режиме:
.По таблице 1.3.18 [1] выбирается ближайшее стандартное сечение. Предварительно принимается кабель трехжильный с алюминиевыми жилами для прокладки в земле марки СШв сечением F= 70мм2, Iдоп. = 245А.
Допустимая токовая нагрузка кабеля при прокладке в воздухе в нормальном режиме:
.В послеаварийном режиме:
.Результаты расчета сведены в таблицу 12,13.
Схема подключения кабелей показана на рисунке 6 и 7.
табл.11
табл.12
табл.13
Рис.6 Трассы КЛЭП 6 кВ.
 |
Рис.7 Трассы КЛЭП 0,4 кВ.
7. Расчёт токов короткого замыкания
Коротким замыканием (К. З.) называется всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки между собой и землей, при котором токи в аппаратах и проводниках, примыкающих к месту присоединения резко возрастают, превышая, как правило, расчетные значения нормального режима.
Основной причиной нарушения нормального режима работы систем электроснабжения является возникновения К.З. в сети или в элементах электрооборудования. Расчетным видом К.З. для выбора или проверки параметров электрооборудования обычно считают трехфазное К. З.
Расчет токов К.З. с учетом действительных характеристик и действительных режимов работы всех элементов электроснабжения сложен.
Поэтому вводятся допущения, которые не дают существенных погрешностей: Не учитывается сдвиг по фазе ЭДС различных источников;
Трехфазная сеть принимается симметричной;
Не учитываются токи нагрузки;
Не учитываются емкостные токи в ВЛЭП и в КЛЭП;
Не учитывается насыщение магнитных систем;
Не учитываются токи намагничивания трансформаторов.
7.1 Расчет токов короткого замыкания в установках напряжением выше 1000В
Расчет токов короткого замыкания в установках напряжением выше 1000 В имеет ряд особенностей:
Активные элементы систем электроснабжения не учитывают, если выполняется условие r< (x/3), где rи x-суммарные сопротивления элементов СЭС до точки К. З.
При определении тока К.З. учитывают подпитку от двигателей высокого напряжения.
Расчет токов короткого замыкания производится для выбора и проверки электрических аппаратов и токоведущих частей по условиям короткого замыкания, с целью обеспечения системы электроснабжения надежным в работе электрооборудованием.
Для расчета токов К.З. составляем расчетную схему и на её основе схему замещения. Расчет токов К.З. выполняется в относительных единицах.
Принципиальная схема для расчета токов КЗ. и схема замещения представлена на рисунке 8.
Базисные условия: Sб=1000 МВА, Uб1=115 кВ, Uб2=10,5 кВ.
Базисный ток определяем из выражения
кА. 
кА.Сопротивление системы: Хс=
Точка К-1
Сопротивление воздушной линии, приведенное к базисным условиям
;