Предварительный выбор выключателей производится по Uн, Iн дл и Sн 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.
Sс=600 МВА
![]() | |||
| |||
Sс=600 МВА
|





| |||
|
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.
Sс=600 МВА
![]() |
Sс=600 МВА
|





| |||
|
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
.
Sс=600 МВА
![]() | |||
| |||
Sс=600 МВА
|





| |||
|
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, Uн = 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 (Sн=2х150 мм2) и проверяем его по условиям послеаварийного режима работы:
S = 2х150 мм2; Iдоп = 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) Sн=2х150 мм2:
1,3 =1,3*480=624 А
Следовательно, имеем:
Таким образом, выбранное сечение Sн=2х150 мм2 удовлетворяет условиям как норм., так и аварийного режимов работы.
2) По условию механической прочности:
Sт=10 мм2
3) По условиям коронирования кабелей принимаем минимально допустимое сечение
Sк=10 мм2
4) По допустимой потере U в норм. (DUдоп=5%) и аварийном (DUдоп=10%) режимах работы проверяется сечение Sн=2х150 мм2.
Используем данные таблицы, по которым определяем 1%=0,56 км для сечения Sн=2х150 мм2 l =0,08 км – длина линии Л-4, РУ-2 ГПП.
км;
км.
Таким образом, выбранное сечение линии Л-4 Sн=2х150 мм2 соотв.всем условиям.
Выбор сечения кабеля по условиям экономической целесообразности
Для нахождения Sэц 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 Sэц 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 Sэц =2х185 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.