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 nЭ и средневзвешанного Ки.
nЭпредп = (∑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 nЭ ≤ 10
Км`=1 при nЭ>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 счет установки на подстанции двух трансформаторов, что соответствует требованиям надежности I и II категории. Однотрансформаторные ГПП допустимы 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.
Требуемую мощность конденсаторных установок можно определить исходя из расчетной мощности компенсирующих устройств и реактивной мощности СД, используемых в качестве компенсаторов. Расчетная мощность компенсирующих устройств по нормативу уровня компенсации:
QКУ = Pрпред*tg н,кВАр
Q КУ = 3941,6*0.4 = 1576,6 кВАр
Определяем требуемую мощность комплектных конденсаторных установок ( ККУ ):
Q ККУ = Q РУ - Qэн,кВАр
Q ККУ = 3188,9-1576,6 = 1612кВАр
Далее по таблице технических данных [ 8 ] выбираем стандартные ККУ - УКЛ-10.5-450 У3 на каждую секцию шин ГПП.
Q ККУВВ = 2*450=900кВАр.
Расчетную реактивную нагрузку на шинах 10кВ ГПП с учетом КРМ можно определить по формуле:
Q рпред ' = Q рпред - Q ККУуст,кВАр
Qрпред' = 3188,9-1650 = 1538,9 кВАр.
Эффективность мероприятий по улучшению cos определяют путем сравнения cos до и после компенсации
до компенсации
tg= Qрпред/Pрпред = 3188,9 / 3941,6= 0.8; Cos=0,78
после компенсации
tg = Qрпред/Pрпред = 1538,9 / 3941,6= 0,4 ; cos=0,93.
На ГПП предприятия устанавливаются конденсаторные батареи с автоматическим регулированием реактивной мощности, отдаваемой в сети, чтобы в часы минимума нагрузок не было перекомпенсации. При длительном снижении нагрузок ККУ могут отключаться.
Определим расчетную нагрузку предприятия с учетом КРМ:
Sрпредп===4230,8
Sтр= Sрпред'/2*Kзагр
Sтр= 4230,8/(2*0,7 ) ; Sтр =3022 кВА
1. 2*2500кВА : Кзагр = 4230/(2*2500)= 0.85;
2. 2*4000 кВА : Кзагр =4230,8 /(2*4000) = 0,54.
Согласно [ 1 ] выбираем к установке на ГПП два трансформатора 2*4000кВа.
На трансформаторах ГПП обязательно предусматривается автоматическое регулирование напряжения под нагрузкой (РПН). Компенсация реактивной мощности привела к увеличению нагрузочной способности трансформаторов и уменьшению их установленной мощности.
10. Выбор схемы внешнего электроснабжения
Для подстанций тупикового типа (без транзита мощности) применяются упрощенные схемы со стороны питания –2 блока "линия-трансформатор" с неавтоматической перемычкой.
Распределительное устройство высшего напряжения выполняется по блочной схеме, без системы сборных шин. Это возможно при числе соединений до четырёх включительно. В данном курсовом проекте схема выполнена с высоковольтными выключателями на стороне высшего напряжения трансформатора.
Распределительное устройство (РУ) - это электроустановка предназначенная для приёма и распределения энергии на одном напряжении подстанции, содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, устройства измерения, защиты и автоматики, а также вспомогательные устройства (аккумуляторы, компрессоры и.т.д).
Выбранная схема должна удовлетворять требованиям надёжности, безопасности, эксплуатационной гибкости, и ремонтопригодности.
Надёжность электроснабжения потребителей всех категорий обеспечивается наличием двух независимых питающих вводов от разных секций шин подстанций энергосистемы и АВР на межсекционном выключателе на стороне 10кВ.
Безопасность проведения работ в действующих электроустановках обеспечивается организационными и техническими мероприятиями в соответствии с ПТБ.
Эксплуатационная гибкость и ремонтопригодность схемы определяется необходимым количеством коммутационных аппаратов и связей как со стороны высшего напряжения, так и на стороне низшего напряжения, с помощью которых могут быть выполнены переключения в любых нормальных эксплуатационных и аварийных режимах.
При выходе из строя трансформаторов перевод нагрузок осуществдяется включением межсекционного выключателя (АВР или действиями оперативного персонала).
Неавтоматическая ремонтная перемычка обеспечивает взаимное резервирование линии в двух случаях:
1. Перемычка устанавливается при повреждении одной из ВЛ для питания двух трансформаторов от другой линии, оставшихся в работе.
2. Питание по схеме Z (трансформатор - чужая линия), когда один из трансформаторов выведен в ремонт, а у другого трансформатора произошло устойчивое повреждение в собственной питающей линии.
Повреждённая линия отключается в начале, т.е. со стороны питания, автоматическое отключение осуществляется с помощью высоковольтных выключателей.
Поврежденный трансформатор отключается по сигналу релейной защиты с двух сторон.
Литература
1. Коновалова.Л.Л., Рожкова.Л.Д Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учебное пособие для техникумов М.:Энергоатомиздат, 1989
2. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учебник для учащихся электротехнических специальностей средних специальных учебных заведений. М.: Высшая школа,1990.
3. ПУЭ, 6 издание. - М.: Энергоатомиздат, 1985.
4. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. Под ред. Ю.Г. Барыбина.- М.: Энергоатомиздат, 1991.
5. Справочник по проектированию электроснабжения. Под ред. Ю.Г. Барыбина. М:Энергоатомиздат, 1990
6. И.К. Тульчин, Г.И. Нудлер. Электрические сети и электрооборудование жилых и общественных зданий. М:Энергоатомиздат,1990
7. Пособие к курсовому и дипломному проектированиюдля электроэнергетических специальностей вузов. В.М. Блок. М: Высшая школа, 1990
8. Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. Электрооборудование станций и подстанций. М.:Энергоатомиздат, 1987
9. Б.И. Неклепаев, И.П. Крючков. Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов. М: Энергоатомиздат, 1989
