Электроснабжение металлургического завода Категории надёжности (стр. 6 из 9)

Определяем базисный ток, в кА:

Ток короткого замыкания в точке К2 равен, кА по (5.10)::

Ударный ток по (5.3) при К_уд =1,92 [5,С 127] равен:

6. Расчёт линий электропередачи

6.1 Расчет кабельных линий 10(6) кВ

При проектировании внутризаводских сетей расчет линий сводится к выбору марки и сечения кабеля.

Марку кабеля выбирают по рекомендациям литературы [1,С. 31, Т. 3.1]

Для прокладки кабеля в земле со средней коррозийной активностью, без блуждающих токов, с отсутствием колебаний и растягивающих усилий в грунте выбираем марку кабеля: ААШпУ

Выбираем наибольшее сечение кабеля для цеха № 1 «Станция предварительной очистки воды» по следующим четырем условиям:

1) По длительно-допустимому нагреву максимальным расчётным током:

Рассчитываем активную максимальную расчетную нагрузку цеха, в кВт:

Р _р.цеха = Р _р.гр.А + Рр _гр.В (6.1)

Р _р.цеха = 255 + 29 = 284 кВт.

Рассчитываем реактивную максимальную расчетную нагрузку цеха, в кВАР:

Q_р.цеха = Q_р.гр.А + Q_р.грВ (6.2)

Q_р.цеха = 331,5 + 38 = 369,5 кВар

Рассчитываем полную максимальную расчетную нагрузку цеха, в кВА:

S_р.цеха =

Производим расчет тока, в А:

S_р.цеха =

= кВА

По таблицам ПУЭ соответственно марки, напряжения и из условия, что I_дл.доп. I_р._maxнаходим сечение кабеля: S = при I _{дл.доп .}=60 A

2) По экономической плотности тока, в мм²:

где I_р.нор – ток в линии при нормальном режиме, в А (в нашем случае: I_р.нор = I_р.max/2 I_р.нор = 24,35 А

γ_{ЭК -} экономическая плотность тока, в А/мм², определяется по справочным таблицам в зависимости от типа проводника и числа часов использования максимальной активной нагрузки в год (Тм) [2]

Тм приводится в литературе [5,C.80]

При Т_м = 2500 час/год γ_ЭК = 1,6 А/ мм²

3) Проверяем сечение кабельной линии по условию допустимой потери напряжения:

Допустимые потери в линии согласно ПУЭ не должны превышать (ΔU_доп ) 5% , т.е. должно выполняться условие ΔU_доп ≥ ΔU_расч.

Расчетное значение потери напряжения в линии определяем по формуле, в В:

где Р _р.цеха – активная максимальнаярасчетная нагрузка, в кВ;

Q_р.цеха - реактивная максимальнаярасчетная нагрузка, в кВАР;

U_{ср ном} – среднее номинальное напряжение в линии, в кВ;

R = r_o· L – активное сопротивление в линии, в Ом

X = x_o· L– индуктивное сопротивление в линии, в Ом

L-длина лини (расстояние от ГПП до ЦТП), в км (определяется по генеральному плану предприятия)

r₀ и х_{0 -} - удельные активные и реактивные сопротивления кабелей из литературы [7, С. 175, Т. 2.65]

Из таблиц находим: r₀ = 1,95 _Ом/км, х₀ = 0,113 _Ом/км.

По генплану измеряем в масштабе длину кабеля с учетом 10 метров для прокладки в ПС, 85 на «змейку» и 2% на линейное расширение.

В результате получили L=0,12 км.

Сопротивления линии:

R = r_{0 *} L = 1,95 _* 0,12 = 0,2

X = х_{0 *} L = 0,113 _* 0,12 = 0,01

Потеря напряжения в линии, в В:

Потеря напряжения в линии в %:

Оставляем сечение 16 мм²

4) Проверяем сечение кабеля на термическую стойкость при коротком замыкании в мм²:

F_терм ≥

, (6.7)

где B_к – тепловой импульс, А²·с

(6.8)

где

- действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в начале и конце линии (точка К2), в А;

t_привед - приведенное или расчетное время КЗ складывается из времени релейной защиты и собственного времени отключения, в с:

t_привед = t_РЗ + t_ОВ (6.9)

t_РЗ - обычно берется в пределе от 1,2 до 2,5 с

t_привед = 2 + 0,05= 2,05 c

С_Т – термический коэффициент, учитывающий разницы нагрева в

нормальных условиях и в условиях КЗ, с учетом допустимой температуры и

материала проводника, выбираем из литературы [3, С.190], С_Т = 92 Ас²/мм²

Увеличиваем сечение до 120

6.2 Расчёт линий питающих предприятие

Воздушные линии 35 и 110 кВ выполняются неизолированным проводом марки А, АС или самонесущими изолированными воздушными проводами (СИП).

Выбираем провод марки АС.

Производим выбор сечения провода по четырем условиям:

1) По длительно-допустимому нагреву максимальным расчётным током:

Производим расчет тока, в А:

По таблицам ПУЭ из условия, что I_дл.доп.  I_р._maxнаходим сечение провода: S = 50 мм² при I _{дл.доп .}= 210 A

2)По экономической плотности тока, в мм²:

где I_р.нор – ток в линии при нормальном режиме, в А

в нашем случае: I_р.нор = I_р.max/2 I_р.нор = 97,5 А

γ_{ЭК -} экономическая плотность тока, в А/мм², определяется по справочным таблицам в зависимости от типа проводника и числа часов использования максимальной активной нагрузки в год (Тм) [2]

Тм приводится в литературе [5,C.80]

При Тм = 4500 час/год γ_ЭК = 2,1 А/ мм²

Рассчитываем сечение:

Оставляем сечение 50 мм²

3) Проверяем сечение кабельной линии по условию допустимой потери напряжения:

Допустимые потери в линии согласно ПУЭ не должны превышать (ΔU_доп) 5% , т.е. должно выполняться условие ΔU_доп ≥ ΔU_расч.

Расчетное значение потери напряжения в линии определяем по формуле, в В:

Расчетное значение потери напряжения в линии определяем по формуле, в В:

где Р _р.цеха – активная максимальнаярасчетная нагрузка, в кВ;

Q_р.цеха - реактивная максимальнаярасчетная нагрузка, в кВАР;

U_{ср ном} – среднее номинальное напряжение в линии, в кВ;

R = r_o· L – активное сопротивление в линии, в Ом

X = x_o· L– индуктивное сопротивление в линии, в Ом

L-длина лини (расстояние от ГПП до районной ПС), в км (указана в задании), L = 4 км

r₀ и х_{0 -} - удельные активные и реактивные сопротивления провода марки АС из литературы [7, С. 40, Т. 2.65]

Из таблиц находим: r₀ = 0,65 _Ом/км, х₀ = 0,4 _Ом/км.

Рассчитаем активные и реактивные сопротивления лини:

R = r_o· L=0,65 * 4 = 2,6

X = x_o· L=0,4 * 4 = 1,6

Потеря напряжения в линии в В:

Потеря напряжения в линии в %:

Оставляем сечение 50 мм², т.к ΔU_расч < 5%.

4) Допустимые потери на «корону», проверяются только для ВЛ 110кВ и выше, но практикой эксплуатации установлено и техническим расчетами подтверждено, что потери на корону не превышают допустимых значений, если сечение проводов не более 70 мм².

В нашем случае напряжение воздушной линии 35 кВ и расчет потерь на «корону» не производим.

6.3 Расчет сборных шин ГПП

Сборные шины распределительных устройств выбирают в зависимости от конструктивного исполнения, способа присоединения коммутационных аппаратов, ячеек КСО или КРУ и т.д.

В основном сборные шины выполняются из алюминиевых сплавов прямоугольного сечения, одно или многополюсными, или коробчатого сечения.

Выбираем материал шин – алюминий.

Расчет сборных шин РУ 10 кВ производим в следующем порядке:

1) Выбираем сечение шины из условий длительно допустимого нагрева максимально расчетным током.

Рассчитываем максимальный ток, в А:

(6.13)

Из условия: Iдл.доп ≥ Iрmax из ПУЭ выбираем шины прямоугольного сечения:

S= 80 х 6 мм², Iдл.доп = 1150 А

2) Проверяем сечение шин на термическую стойкость при сквозных коротких замыканиях, в мм²:

Рассчитываем тепловой импульс при токах КЗ, в кА²·с

В_к =

·t_прив , (6.15)

где

- ток трехфазного КЗ в точке К1, в кА;