Выбор выключателей конца питающих линий и линий, отходящих от ГПП (ГРП)

 

Предварительный выбор выключателей производится по U_н, I_{н дл} и S_{н откл.} , при этом отключающая способность всех выключателей (для одного из вариантов) будет одна и та же, номинальный ток – различен.

а) Электроснабжение завода на напряжении 20 кВ.

S_с=600 МВА

		К-2

 

S_с=600 МВА

К-2

	1/4,82
		ХS рис. 1 Схема замещения. Точка К-2 (электроснабжение завода на U=20 кВ)

 

Схема замещения приведена на рис.1.

Исходные данные: Sб=Sс=600 МВА; Хс=0,8.

Суммарное сопротивление от источника питания до точки короткого замыкания (К-2) в относительных базисных единицах составляет:

,

где - сопрот.трехобмоточного трансформатора п/ст энергосистемы в относительных базисных единицах;

,

где Ом/км – индуктивное сопротивление воздушных линий (1 км)

Мощность, отключаемая выключателями:

МВА.

Выбираем предварительно для В2, В3, В4 и линий, отходящих от шин ГВП, выключатель ВМП-20 с номин. и расчётными данными:

б) Электроснабжение завода на напряжении U = 35/10 и 35/6 кВ.

Схема замещения приведена на рис.1.2.

,

где - сопротивление тр-ра ГПП в относительных и базисных единицах:

Мощность, отключаемая выключателями:

МВА.

S_с=600 МВА

 

S_с=600 МВА

К-2

		1/6,2
	ХS рис. 1.2. Схема замещения. Точка К-2 (электроснабжение завода на U=35/10 и 35/6 кВ)

 

Предварительно выбираем выключатели для В2, В3, В4.

МГГ-10-2000/500 с номинальными и расчётными данными:

для линий, отходящих от шин ГПП, при 6 и 10 кВ ВМП-10П с номинальными и расчётными данными:

Величины для отходящих линий по данным табл. 1.5.

в) Электроснабжение завода на напряжении U = 110/20, 110/10 и 110/6 кВ.

где

.

 

 

S_с=600 МВА

		К-2

 

S_с=600 МВА

К-2

	1/4,81
		ХS рис. 1.2. Схема замещения. Точка К-2 (электроснабжение завода на U=110/20, 110/10, 110/6 кВ)

 

Мощность, отключаемая выключателями:

МВА.

Предварительно выбираем следующие выключатели: для В2, В3, В4 и линий, отходящих от шин ГПП, при U = 20 кВ ВМП-20 с номинальными и расчётными данными:

Для В2, В3, В4 при U = 6 кВ МГГ-10 2000/500 с номинальными и расчётными данными:

Для В2, В3, В4 при U = 10 кВ ВМП-10 с номинальными и расчётными данными:

Для линий, отходящих от шин ГПП, при U = 6 кВ и U = 10 кВ ВМП-10П с номинальными и расчётными данными:

МВА.

1.5. Определение сечений кабельных линий распределительной сети 6¸20 кВ

 

Линия Л-4, РУ-2 ГПП, U_н = 6 кВ (вар.1).

Линия Л-4, предназначенная для питания потребителей I и частично II и III категорий 10, 11, 22, 21, 13 и 18 цехов, выполняется двумя рабочими кабелями в целях обеспечения требуемой бесперебойности питания.

1) По нагреву расчётным током.

Расчётный ток нормального режима работы (на два кабеля) равен:

А

Расчётный ток послеаварийного режима работы (на один кабель) равен:

А

Выбираем сечение кабеля по нормальному режиму работы (S_н=2х150 мм²) и проверяем его по условиям послеаварийного режима работы:

S = 2х150 мм²; I_доп = 600 А (при прокладке в траншее двух кабелей). Условия проверки кабеля по нагреву расчётным током следующие:

где - допустимый по условиям нагрева ток для кабеля с алюминиевыми жилами S = 2х150 мм² (U = 6 кВ, при прокладке в траншее четырех кабелей сечением по 150 мм²);

k – поправочный коэффициент на число работающих кабелей, лежащих рядом в земле, при расстоянии в свету между ними 100 мм.

 

По условиям допустимого нагрева и с учетом возможной перегрузки на 30% для кабеля с бумажной изоляцией (напряжением до 10 кВ) S_н=2х150 мм²:

1,3 =1,3*480=624 А

Следовательно, имеем:

Таким образом, выбранное сечение S_н=2х150 мм² удовлетворяет условиям как норм., так и аварийного режимов работы.

2) По условию механической прочности:

S_т=10 мм²

3) По условиям коронирования кабелей принимаем минимально допустимое сечение

S_к=10 мм²

4) По допустимой потере U в норм. (DU_доп=5%) и аварийном (DU_доп=10%) режимах работы проверяется сечение S_н=2х150 мм².

Используем данные таблицы, по которым определяем 1%=0,56 км для сечения S_н=2х150 мм² l =0,08 км – длина линии Л-4, РУ-2 ГПП.

км;

км.

Таким образом, выбранное сечение линии Л-4 S_н=2х150 мм² соотв.всем условиям.

 

Выбор сечения кабеля по условиям экономической целесообразности

 

Для нахождения S_эц намечается несколько стандартных сечений кабеля: 2х150; 2х185; 2х240 мм² и т.д. сводим в табл. 1.6.

Таблица 1.6.

№ п/п	Sт, мм2	Кз	Кз2	DРн, кВт/км	q, т/км	С, т.руб/км	jл, км	L, км	С0, р/кВтч	Т, ч
1.	2х150	0,48	0,23		2х1,2	2х4,75	3,0	0,08	0,016
2.	2х185	0,42	0,18		2х2,15	2х5,48
3.	3х150	0,32	0,1		3х1,2	3х4,75
4.	2х240	0,37	0,14		2х1,9	2х6,56
5.	3х185	0,28	0,08		3х1,5	3х5,48
6.	3х240	0,25	0,06		3х1,9	3х6,56

Продолжение табл. 1.6.

№ п/п	Sт, мм2	DРq, кВт	D¶а, тыс.кВтч/год	Сп, тыс.руб/год	Са, тыс.руб/год	Сэ, тыс.руб/год	Кл, тыс.руб	0,125Кл, тыс.руб	Зл, тыс.руб	Ср ал.т
1.	2х150	2,5		0,32	0,05	0,95	0,37	1,52	0,56	0,38
2.	2х185	2,0		0,26	0,05	0,31	1,75	0,22	0,53	0,48
3.	3х150	1,07	8,6	0,14	0,07	0,21	2,3	0,29	0,50	0,58
4.	2х240	1,5		0,19	0,06	0,25	2,1	0,26	0,51	0,61
5.	3х185	0,88	7,05	0,11	0,08	0,19	2,6	0,33	0,52	0,72
6.	3х240	0,67	5,4	0,09	0,1	0,19	3,2	0,4	0,59	0,91

 

Определяем S_эц по формуле:

S1=2х185 мм²; З1=0,53 т.руб./год; DЗ1=-0,03; DS1=80;

S2=3х150 мм²; З2=0,50 т.руб./год; DЗ2=0,01; DS2=30;

S3=2х240 мм²; З3=0,51 т.руб./год; DЗ’1=110.

Принимаем ближайшее меньшее S_эц =2х185 мм².

 

 

Зл   1,0     0,8     0,6     0,4     0,2

2х150 2х185 3х150 2х240 3х185 S, мм2

 

Выбор экономически целесообразного сечения распределительных линий З=f(S).

Вариант 1.

По величинам затрат и сечений построена кривая З=f(S). Выбор сечений ост. линий распределит. сети 6-20 кВ аналогичен и сведен в табл. 1.7.

Таблица 1.7.

Вар.	Наиме-нование линии	Назначение линии	Кол-во кабел.	Расч. нагр. на 1 к.	Длина линии, км	Способ прокл.	Поправ. коэф. прокл. кабеля
в норм.р. Iр, А	в авар.р. Imaxр
вариант 1-5	Л-1	ТП3 РУ-1		72,5		0,02	траншея	0,9
Л-2	РУ-1 ГПП				0,23	0,9
Л-3	ТП-4 РУ-2				0,02	0,9
Л-4	РУ-2 ГПП				0,08	0,8
Л-5	ТП-6 РУ-3		107,5		0,02	0,9
Л-6	РУ-3 ГПП				0,35	0,9
Л-7	ТП-1 ТП-2		45,5		0,29	0,9
Л-8	ТП-2 ГПП				0,27	0,9
Л-9	РУ-2 ТП-5				0,28	0,9
Л-10	ТП-5 ТП-8				0,29	0,9
Л-11	РУ-3 ТП-7		124,5		0,38	0,9

 

Продолжение табл. 1.7.

Вар.	Наим. линии	Назначение линии	Доп. нагр. на 1 каб	Сечении кааб. выбр. по усл. доп. нагрева, мм2	Сечение выбр. по мех. проч., мм2	Сеч. выбр. по потр. нагр., мм2	Эконом. целесообр. сечения, мм2	Марка и сечение окон. выбр. кабеля, мм2
в норм. р. I’доп, А	в авар. р.1,3I’доп, А
вариант 1-5	Л-1	ТП3 РУ-1							АСБ (3х95)
Л-2	РУ-1 ГПП							АСБ (3х185)
Л-3	ТП-4 РУ-2	94,5						АСБ (3х150)
Л-4	РУ-2 ГПП			2х150		2х150	2х185	2АСБ (3х185)
Л-5	ТП-6 РУ-3							АСБ (3х150)
Л-6	РУ-3 ГПП			2х150		2х150	2х185	2АСБ (3х185)
Л-7	ТП-1 ТП-2							АСБ (3х95)
Л-8	ТП-2 ГПП							АСБ (3х185)
Л-9	РУ-2 ТП-5							АСБ (3х185)
Л-10	ТП-5 ТП-8							АСБ (3х185)
Л-11	РУ-3 ТП-7							АСБ (3х185)

 

Технико-экономические показатели трансформаторов связи с энергосистемой

 

Капитальные затраты:

Стоимость двух трехобмоточных трансформаторов типа ТДТ-16000/110 при наружной установке:

тыс. руб.

стоимость двух вводов с разъединителями и короткозамыкателем, устанавливаемые в ОРУ-110 кВ на железобетонных конструкциях:

тыс. руб.

Суммарные капитальные затраты:

тыс. руб.

Полная расчётная мощность трансформатора на ГПП составляет 18640 кВА. Нагрузка на один трансформатор составляет 9320 кВА.

Считаем, что обмотка высшего U загружена на 100%, среднего – 60% и низшего – 40%, тогда коэффициент загрузки обмоток равен:

Потребление мощности охлажд. установки принимаем = 12 кВт.

Приведенные потери холостого хода:

Напряжения к.з. соотв. по обмоткам высшего, среднего и низшего напр.:

Приведенные потери к.з. определяются:

 

Приведенные потери мощности в одном трехобмоточном трансформаторе:

Потери мощности в двух трансформаторах ГПП:

На основании результатов расчётов, составляем итоговую таблицу технико-экономических показателей. Как наиболее рациональный принимается вариант системы электроснабжения с напряжением питающих и распределительных сетей 20 кВ.

Т.к. у нас имеются потребители электроэнергии 6 кВ, то предусматриваем дополнительные трансформаторные п/ст 20/6 кВ: ТП-3; ТП-4; ТП-6.

В соответствии с расчётами намечаем к установке на ТП-3 (цех № 14, 15) два трансформатора типа ТМ-20/6, мощностью 1600 кВА каждый, расчётная мощность ТП-3 – 1994 кВА:

ТП-4 (цех № 18); Рр=1920 кВт; Qр=1440 квар; Sр=2400 кВА. Намечаем к установке 2 трансформатора по 1600 кВА каждый с коэффициентом загрузки:

ТП-6; Рр=1575 кВт; Qр=1181 квар; Sр=1968 кВА. Намечаем к установке 2 трансформатора по 1600 кВА каждый с коэффициентом загрузки:

Таблица 1.8.

Наименование	Напряжение, кВ	Кап. затраты, к, тыс.руб.	Годовые эксп. расходы	Год.расч.затр., тыс.руб/год	Потери эл.энергии DЭа, т.кВт/год	Выход цв.метал., Сцм
Сп, т.руб/год	Са, т.руб/год	Сэ, т.руб/год
Система внеш. электроснабжения		40,8 80,2 84,9	14,8 1,84	3,5 2,6 3,5	27,5 17,4 5,4	32,6 27,4		20,2 15,3
Тр-ры связи с энергосистемой	35/6-10 110/6-20	65,9 145,9	27,2 33,0	4,4 9,2	31,6 42,2	40,4 61,0		5,6 13,5
Система внутр. электроснабжения		171,2 184,5 236,3	28,4 28,5 28,9	9,95 10,9 13,8	38,35 39,5 40,7	65,5 72,4		6,3 4,5 3,7
Система электроснабжения завода	20/20 35/6 35/10 110/6 110/20/6 110/20/6	277,1 321,4 334,7 402,1 415,4 467,2	50,9 70,4 70,5 62,5 62,7 62,7	17,3 19,6 22,7 23,7 26,5	68,2 87,3 88,5 85,2 86,4 87,6	105,0 132,8 133,3 142,5		23,9 35,3 23,5 21,6 19,8
Выбр. система электроснабжения	20/20	277,1	50,9	17,3	68,2			23,9

Принимается, как наиболее рациональный, вариант системы электроснабжения 35 кВ и распределительных сетей 6 кВ.

 

Краткое описание принятой системы электроснабжения

 

Электроснабжение завода осуществляется от п/ст энергосистемы по двум воздушным линиям 35 кВ, выполненным проводом марки «АС» сечением 185 мм² на железобетонных промежуточных и анкерных металлических опорах с тросом.

На ГПП открыто установлены 2 трехобмоточных трансформатора типа ТД-16000/35. На стороне 35 кВ принята упрощенная схема без выключателей с минимальным количеством аппаратуры (разъединители и короткозамыкатели) РУ-6 выполнено из шкафов распредустройств закрытого типа.

На стороне 6 кВ предусмотрена одинарная системы шин, акционеров. масляным выключателем с устройством автоматического включения резерва (АВР).

Распределительные устройства РУ-1, РУ-2, РУ-3 получают питание от ГПП по радиальной схеме с резервированием.

Распределительные сети напряжением до и выше 1000 В по территории завода прокладываются в кабельных траншеях.