Расчет цеховых трансформаторных подстанций

Наименование цеха (объеди-ненных цехов)	Категория	Р’p, кВт	Q’p, квар	Sоб, кВА	F, м2	s, кВА/м2	Тип тр-ра

Sэк, кВА	Sном, кВА	n, шт. (1x1); (1x2)	Kзагр	Q1Р, кВАр	Qк=Qр-Q1Р, кВАр	Q1, кВАр	Kз.н.р	Kз.а.р

DРхх	DРкз	Iхх	Uкз	DРт	DQт	Рр+Росв+DРт, кВт	Q1+DQт, кВАр	S, кВА	Тип батареи конденса-торной

 

 

РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ СЕТЕЙ

 

Сечение кабелей напряжением 10 кВ определяется по экономической плотности тока и проверяется по допустимому току кабеля в нормальном режиме работы с учетом условий его прокладки, по току перегрузки, потере напряжения в послеаварийном режиме и термической стойкости к токам короткого замыкания. Весь расчет сводится в таблицу 6.

Расчетный ток в кабельной линии в нормальном режиме.

, (25)

где - мощность, которая должна передаваться по кабельной линии в нормальном режиме.

Например, при питании однотрансформаторной цеховой подстанции это расчетная нагрузка трансформатора подстанции, при питании двухтрансформаторной подстанции это расчетная нагрузка, приходящаяся на один трансформатор, а при питании распределительного устройства 6-10 кВ это нагрузка, потребляемая одной секцией сборных шин. Для магистральной линии мощность должна определяться для каждого участка путем суммирования нагрузок соответствующих трансформаторов, питающих по данному участку магистральной линии.

Сечение кабельной линии определяется по экономической плотности тока как

(26)

где - экономическая плотность тока, зависящая от типа кабеля и продолжительности использования максимума нагрузки.

По результату расчета выбирается кабель, имеющий ближайшее меньшее стандартное сечение по отношению . При выборе типа исполнения кабеля должны учитываться условия окружающей среды. Для выбранного кабеля по таблицам из справочников находят длительно допустимый ток.

Допустимый ток кабеля с учетом условий его прокладки рассчитывается по формуле

(27)

где = 0,9 - поправочный коэффициент на число параллельно прокладываемых кабелей:

=1,14 - поправочный коэффициент на температуру среды, в которой прокладывается кабель;

- число запараллеленных кабелей в кабельной линии;

К_пер=1,25 - коэффициент перегрузки.

Согласно ПУЭ для кабельных линий, прокладываемых по трассам в различных условиях охлаждения, сечения кабелей должны выбираться по участку трассы с худшими условиями охлаждения, если длина его составляет более 10 м. Например, при прокладке кабеля в траншее и кабельном канале цеха коэффициент берется по температуре цеха не ниже +20…- 25^о С.

Под послеаварийным режимом кабельной линии будем понимать режим, когда выходит из строя одна из двух кабельных линий, питающих потребителей 1-ой и 2-ой категории. При этом нагрузка на линию удваивается, т.е. I_ав = 2I_рк.

Допустимая перегрузка в указанном режиме

(28)

где - коэффициент перегрузки.

Потери напряжения в кабельной линии

(29)

где - расчетные активная и реактивная нагрузки;

, - удельные активное и индуктивное сопротивления кабеля.

На этом предварительный расчет кабельных линий для нормального и аварийного режимов заканчивается. Полученные сечения кабелей используются при расчете токов короткого замыкания, после которого определяется сечение кабелей по термической стойкости к токам короткого замыкания, и если выбранное в данном разделе сечение кабеля оказывается меньше то производится его соответствующее уточнение по данным таблицы.

Для проверки кабеля по термической стойкости определяется тепловой импульс тока короткого замыкания,

(30)

где - время отключения, с, вычисляется по формуле:

(31)

- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ;

- полное время отключения выключателя;

- время действия релейной защиты;

- начальное значение периодической составляющей тока КЗ.

Капитальные затраты каждого варианта включают в себя стоимость ячеек РУ с выключателями , устанавливаемых на РУ ГПП, стоимость кабельных линий и стоимость вводных ячеек с выключателями нагрузки , тыс. р.

(32)

где где n, m – количество ячеек РУ с выключателем;

- стоимость одной ячейки РУ с силовым выключателем;

- стоимость одной ячейки РУ с выключателем нагрузки.

Таблица 6

Расчет кабельных линий

№ п/п

Конеч-ные пункты кабель-ной линии

кВт

кВар

кВА

А

мм

мм

Тип и ко- личество кабелей

Способ прокладки

Нагрузка на кабель

А

о.е

о.е

А

о.е

А

км

Ом/км

ОМ/км

%

в нор- мальном режиме

в после- аварий- ном режиме

 

(33)

где - стоимость 1 км кабельной линии с принятым сечением, тыс. р.;

L – длина кабельной линии, км (определяется из генплана предприятия).

Эксплуатационные расходы состоят из стоимости потерь электроэнергии в линиях , амортизационных отчислений на ячейки РУ с выключателями и кабельные линии

(34)

Коэффициент загрузки кабеля в нормальном режиме

(35)

где - допустимый ток кабелей;

- расчетный ток кабелей;

- коэффициент снижения токовой нагрузки; принимается равным 0,9.

Потери активной мощности в линии при действительной нагрузке, кВт^.ч

(36)

где - удельное активное сопротивление кабелей.

Потери энергии в линии составляют, кВт ^. ч

(37)

где - число часов максимальных потерь в целом по предприятию.

Стоимость ежегодных потерь электроэнергии в линиях, тыс.р./год

(38)

где = 0,8р/(кВт ^. ч) – стоимость 1 кВт ^. ч потерь электроэнергии (или задается преподавателем).

Амортизационные отчисления, тыс.р/год, на выключатели и линии вычисляются как

(39)

(40)

где и - удельные амортизационные отчисления соответственно на выключатели и кабельные линии.

Издержки на обслуживание выключателей и кабельных линий , тыс.р./год:

(41)

(42)

где и - издержки на обслуживание электроустановок.

Приведенные затраты, тыс.р./год, с учетом внутризаводского электроснабжения:

(43)

На основе сравнения показателей системы внутризаводского электроснабжения окончательно принимают вариант, имеющий наименьшие приведенные затраты и удовлетворяющий всем техническим требованиям, местным условиям, перспективному развитию и т.п.

 

 

Литература

 

1. Данилов Н.И. Энергосбережение. Екатеринбург: Энерго-Пресс, 1999. - 109 с.

2. Ермилов А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983.- 208 с.

3. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учеб. пособие для техникумов. - М.: Энергоатомиздат, 1989.- 528 с.

4. Кудрин Б.И., Прокопчик В.В. Электроснабжение промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 1988.- 420 с.

5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций: Справ. Материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989.- 608 с.

6. Ристхейн Э.М. Электроснабжение промышленных установок: Учеб. для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1991.- 424 с.

7. Рожкова Л.Д., Козулин Б.С. Электрооборудование станций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.

8. Справочник по проектированию электроснабжения / под ред. Ю.Г. Барыбина и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990.- 576 с.

9. Федеров А.А., Каменев В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учеб. для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984.- 576 с.

10. Федеров А.А., Стариков Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1987. 368 с.

11. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов: Учеб. пособие для студ. учреждений сред.проф. образования. - М.: Издательство Мастерство, 2001.-320с.

12. Справочник: Комплектные электротехнические устройства. - М.: Энергоатомиздат, 1999.

13. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования / под ред. Б.Н.Неклепаева. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001.- 152 с.

14. Кочкин В.И., Нечаев О.П. Применение статических компенсаторов реактивной мощности в электрических сетях энергосистем и предприятий. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001, 189 с.

 

Приложение 1