;
= 0,82
отсюда tqjСР.ВЗ = 0,68
Находим среднесменную реактивную мощность по формуле [2]:
;
åQСМ =(1600 · 0,62 + 58 · 0,37 + 150,4 · 1,47) = 1235,4кВар
Находим полную максимальную мощность Sмакс [2]
Находим максимальный ток Iмакс [2]
4. Выбор силовых трансформаторов
В соответствии с требованиями по обеспечению надежности ЭСН ЭП I категории должно быть два иcточника питания, для II категории рекомендуется два, но разрешается один. ЭП III категории могут получать питание от одного источника питания. ЦТП для ЭП I и II категорий выполняются двух трансформаторными, одно трансформаторные ЦТП устанавливаются для потребителей III категории и для небольшой мощности II категории. Для сокращения номенклатуры складского резерва, мощность трансформаторов следует выбирать из стандартного ряда мощностей, так чтобы на одном предприятии было не более одной-двух мощностей.
Стандартный ряд мощностей, в кВА: 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500.
ЦТП размещают внутри цехов равномерно, с максимальным приближением к потребителю (не более 200м). ЦТП по конструктивному исполнению делятся на: встроенные; пристроенные; внутрицеховые и отдельно стоящие.
Конструктивное исполнение выбирается с учетом условий окружающей среды, распределения нагрузок, удобство обслуживания.
Резервирование потребителей обеспечивается не только перегрузочной способностью трансформатора при наличие двух источников питания, но и схемами внутризаводских сетей, то есть за счет особенностей присоединения ЦТП к сборным шиам ГПП.
Для использования резервирования по сетям 10 кВ со стороны 10 кВ ЦТП устанавливается РУ (распределительное устройство) с ячейками КСО с высоковольтными выключателями или выключателями нагрузки (с предохранителями или без них). Выбор мощности трансформаторов осуществляется по расчетной среднесменной мощности нагрузки Pсм; Qсм, так как для трансформаторов общего назначения масляных и сухих по ПУЭ допустимы длительные систематические перегрузки в нормальном режиме и длительные перегрузки в послеаварийном режиме. Полная расчетная среднесменная мощность рассчитывается по формуле[2]:
Виды перегрузок
1 Суточные перегрузки.
2 Недогрузочная летом; перегрузочная зимой (на 1 мин. недогрузки летом – 1 мин. перегрузки зимой, но не больше 15%).
3 Аварийная перегрузка – разрешается до 100% на 1 мин.
4. Послеаварийная перегрузка: для масляных трансформаторов в послеаварийном режиме допускается перегрузка на 4% в течение 6 часов 5 суток подряд.
Требуемая мощность трансформатора определяется из выражения:
[2]
где Sсм – средняя нагрузка цеха за наиболее загруженную смену, кВА;
N – число трансформаторов;
Kзагр – коэффициент загрузки.
В среднем для двух трансформаторной подстанции для расчетов Кзагр=0,7. Это удовлетворяет условиям ПУЭ по перегрузки для масляных трансформаторов.
[2]
Для I категории Кзагр≤0,7; Для II категории Кзагр≤0,85 [2].
Мощность трансформатора выбирается ближайшая большая или принимается равной 2 (4; 6) и так далее, так чтобы равномерно распределить подстанции по цеху и рассматривают вопрос разукрупнения трансформаторов по цеху. Для цехов с расчетной нагрузкой до 400 кВА как правило отдельные ПС не предусматривают. При небольшой нагрузке такие цеха объединяют по территориальному признаку и запитывают от общей раздельной ЦТП, при этом ПС должны удовлетворять высшей категории надежности ЭСН. Возможно объединение мелких цехов с крупными, ПС в этом случае размещают в крупных цехах.
При проектировании СЭС место расположения ПС выбирают по направлению потока энергии от ГПП к ЦТП, то есть по возможности избегают перетоков. При проектировании производят экономическое сравнение вариантов. Укрупнение ПС приводит к сокращению кабельных линий и количества трансформаторов, но в тоже время у трансформаторов большей мощности больше потери и они более сложны в обслуживании.
При выборе трансформаторов цеховых ПС можно предусмотреть резерв на расширение или замену оборудования на более мощное.
В данной главе будет произведен расчет и выбор силовых трансформаторов ПС 16, щита кранов и щита освещения, расположенных в ПС 16.
4.1 ВЫБОР СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПС 16 10/0,4кВ
Выбираем трансформатор ТМ – 1600кВА
В аварийном режиме при отключении одного трансформатора второй трансформатор будет работать со следующей перегрузкой:
Для масленых трансформаторов в послеаварийном режиме допускается перегрузка на 40% в течение 6 часов, 5 суток подряд [2], т.е. данный трансформатор работающий в послеаварийном режиме с коэффициентом загрузки 1,3 удовлетворяет необходимые требования.
4.2 ВЫБОР СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ЩИТА КРАНОВ 0,38/0,23кВ
Выбираем трансформатор ТСЗ – 250кВА
4.3 ВЫБОР СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ЩИТА ОСВЕЩЕНИЯ 0,38/0,23кВ
Выбираем трансформатор ТСЗ – 63кВА
5. Расчет токов трехфазного короткого замыкания
Коротким замыканием называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или с землей, при котором токи резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.
Короткое замыкание является наиболее тяжелым видом повреждений для сетей электроснабжения. Причинами коротких замыканий могут быть: механические повреждения изоляции, поломка фарфоровых изоляторов, падение опор воздушных линий, старение изоляции, увлажнение изоляции, перекрытие фаз животными и птицами и другие. Короткое замыкание может возникнуть при неправильных оперативных переключениях, например при отключении нагруженной линии разъединителем, когда возникающая дуга перекрывает изоляцию между фазами. Последствиями короткого замыкания являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы.
Возникают следующие виды короткого замыкания:
1. Трехфазное междуфазное
2. Трехфазное на землю
3. Однофазное
Расчет токов короткого замыкания выполняется:
1. Для проверки частей аппаратов на термическую стойкость.
2. Для проверки частей аппаратов на электродинамическую стойкость, при сквозных коротких замыканиях.
3. Для выбора уставок релейной защиты и автоматики.
Метод определения токов короткого замыкания зависит от типа источника питания и его удаленности. Расчеты выполняются с использованием ряда допущений в литературе [8].
Короткое замыкание рассматривается как переходный процесс, в течение которого ток изменяется от значений соответствующих для нормального режима до значений соответствующих новому установившемуся режиму короткого замыкания.
Для проверки на электродинамическую стойкость определяют ударный ток.
Ударный ток – это наибольшее из всех мгновенных значений токов короткого замыкания.
Ударные коэффициенты приводятся в справочных таблицах литературы [1], [2], [3].
На расчетной схеме (рис.1) указываются только те элементы, которые включены в цепь короткого замыкания. На основании расчетной схемы составляется схема замещения, в которой все элементы должны быть представлены соответствующими параметрами, рассчитываем аналитическим методом. Рассчитать токи 3-х фазного короткого замыкания на шинах 0,4кВ, кабельных линий 10кВ, 0,4кВ, 0,23кВ.
Данные: SБ=100 МВА; SКЗ= 100МВА Рассчитаем параметры схемы замещения, для этого задаемся
Sб = 100МВА
Х*с = = = 1 о.с. [8]
Таблица 2 «Сопротивление трехжильных кабелей». [16]
|
Кабельная линия KL |
Индуктивное сопротивление Хо (Ом/км) |
Активное сопротивление Rо (Ом/км) |
Длинна l (км) |
|
KL1 |
0,083 |
0,329 |
0,147 |
|
KL2 |
0,06 |
0,261 |
0,229 |
|
KL3 |
0,06 |
0,261 |
0,015 |
|
KL4 |
0,06 |
0,447 |
0,016 |
Определяем индуктивное сопротивление кабеля Х*КL1, KL2, KL3, KL4 [8]:
Определяем активное сопротивление кабеля R*КL1, KL2, KL3, KL4 [8]:
Таблица 3 «Значения ХТ и UК трансформаторов». [16]
|
Мощность тр-ра (МВА) |
Индуктивное сопротивление Хт |
UК (%) |
|
1,6 |
4,06 |
6,5 |
|
0,25 |
18 |
4,5 |
|
0,063 |
71,2 |
4,5 |
Определяем индуктивное сопротивление трансформатора ХТ [8]:
Определяем индуктивное сопротивление трансформатора ХТ1 [8]:
Определяем индуктивное сопротивление трансформатора ХТ2 [8]:
Определяем ток короткого замыкания в точке К1 [8]:
;
.
Ударный ток в точке К1 [8]:
