Электроснабжение автомобильного завода

Электроснабжение автомобильного завода

Курсовая работа

Тема «Электроснабжение автомобильного завода»

Содержание

Исходные данные на проектирование

. Расчет электрических нагрузок по заводу

. Выбор числа трансформаторов и компенсация реактивной мощности

.1Определение потерь мощности в блоках ЦТП

.2 Определение высоковольтных расчетных нагрузок

.3 Расчет компенсации реактивной мощности на шинах 6 -10 кВ ГПП

. Технико-экономические сравнения вариантов схем внешнего электроснабжения

.1 первый вариант схемы внешнего электроснабжения для напряжения 110 кВ

.2 Второй вариант схемы внешнего электроснабжения для напряжения 10 кВ

. Выбор оборудования на напряжение свыше 1 кВ

. Выбор выключателей:

. Выбор кабелей

. Выбор шин ГПП

Заключение

Список использованной литературы

Исходные данные на проектирование

Схема генерального плана завода (рисунок 1).

Сведения об электрических нагрузках по цехам завода.

Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлены два параллельно работающих трансформатора по 63 МВА, напряжением 115/10,5 кВ. Мощность к.з. на стороне 115 кВ равна 1250 МВА.

Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 1,1 км.

Завод работает в две смены.

Таблица 1 Электрические нагрузки

1. Расчет электрических нагрузок по заводу

Определение tgφ:

Цех шасси и главного конвейера:

tgφ===1.98

Моторный цех:

tgφ===1,02

Прессово-кузновой цех:

tgφ===0,88

Расчеты по остальным цехам сведены в таблицу 2^*.

Определение средней активной и реактивной нагрузки за наиболее нагруженную смену группы электроприемников.

Цех шасси и главного конвейера:

К_И=0,38; ΣP_у=18000 кВт; tgφ = 1,98_см = К_И ΣP_у = 0,38•18000 = 6840 кВт_см = P_см tgφ = 6840•1,98 = 13543,2 кВар

Цех шасси и главного конвейера: К_И=0,8; ΣP_у=8300 кВт; tgφ = 1,02

P_см = К_И ΣP_у = 0,8•8300 = 6640 кВт_см = P_см tgφ = 6640•1,02 = 6772,8 кВар - отношение номинальной мощности наибольшего электроприемника к номинальной мощности наименьшего

m =

Цех главного шасси:

m ==200 (>3)

Моторный цех:

m ==37,5 (>3)

Эффективное (приведенное) число электроприемников n_эф - это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума P_макс, что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы:

В соответствии с практикой проектирования систем электроснабжения установлено, что: При m>3 и К_И ≥0,2 эффективное число электроприемников

n_эф =  

Цех шасси и главного конвейера:

n_эф =  = 180

Моторный цех:

n_эф =  = 111

Используя справочник по электроснабжению промышленных предприятий, определяем К_м для каждого цеха, которые даны в таблице 2.

Максимальная активная и реактивная нагрузка

P_m = K_mP_см;

Q_m = Q_см при n_э > 10;_m = 1.1Q_см при n_э ≤ 10;_m =

Цех шасси и главного конвейера:_m = K_mP_см = 1,05•6840 = 7182 кВт;_m = Q_см = 13543,2 кВт;_m =  = 15329,7 кВА;_p =  = 22152,7 А.

Моторный цех:_m = K_mP_см = 1,02•6640 = 6772,8 кВт;_m = Q_см = 6772,8 кВт;_m =  = 9578,2 кВА;_p =  = 13841 А.

2. Выбор числа трансформаторов и компенсация реактивной мощности

Расчет ведется на основании следующей формулы

N_тmin= ∆N,

S_н.тр = 2500 Ква, К_з = 0.65,

где P_0..4 - максимальная суммарная расчетная нагрузка для данной группы трансформаторов; К_з - коэффициент загрузки трансформаторов;_н.тр - номинальная мощность трансформаторов;

∆N - добавка до ближайшего большего целого числа.

N_тmin =  = 20

Экономически оптимальное число трансформаторов

N_т.э = N_тmin + m = 20 + 1 = 21

где m дополнительное число трансформаторов

По выбранному числу трансформаторов N_т.э определяем максимальную реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1000 В:

Q₁ =  =  =

 = 11874,75 кВар

Q_нбк1 = Q_0.4 - Q₁

Так как в большинстве случаев Q_нбк2 меньше 0, то расчет ведется по 1 - ой составляющей.

Q_нбк = Q_0.4 - Q₁ = 33132,4 - 11874,75 = 21257,65 кВар_нбктп = =  = 1012.27 кВар

К полученному числу подбирается ближайшее согласно каталогу батарея конденсаторов (УК - 0,38 - 900НЛ, НП) Q_ном = 900 кВар

2.1 Определение потерь мощности в блоках ЦТП

Определение расчетных активных и реактивных потерь мощностей в трансформаторе:

;

= 21*(3,85+23,5*0,65²) = 289,354 кВт.

= N*();

 = 21*(+) = 1966,78 кВар.

2.2 Определение высоковольтных расчетных нагрузок

По мощности двигателя согласно заданию из справочника выбирается тип и паспортные данные СД.

Р_р.СД = Р_н.СД * N_СД * К_з;

Q_р.СД = Р_н.СД * N_СД * К_з * tgφ.

Р_р.СД = 4000*4*0.8 = 12800 кВт;

Q_р.СД = 4000*4*0,8*0,62 = 7936 кВар.

Определение расчетных активных и реактивных мощностей ДСП (12 т)

Р_р.ДСП = N * S_H * cosφ* К_з;

Q_р.ДСП = Р_р.ДСП* tgφ.

Р_р.ДСП = 4*5000*0,85*0,6 = 10200 кВт;_р.ДСП = 10200*0,62 = 6324 кВар.

∆Р_тр.ДСП = 2%*S_н = 0,02*5000 = 100 кВт;

∆Q_тр.ДСП = 10%*S_н = 0,1*5000= 500 кВар. ДСП (6 т)

Р_р.ДСП = N * S_H * cosφ* К_з;_р.ДСП = Р_р.ДСП* tgφ.

Р_р.ДСП = 2*2800*0,88*0,85 = 3942,4 кВт;_р.ДСП = 3942,4*0,54= 2128,9 кВар. ∆Р_тр.ДСП = 2%*S_н = 0,02*2800 = 56 кВт; ∆Q_тр.ДСП = 10%*S_н = 0,1*2800 = 280 кВар.

2.3 Расчет компенсации реактивной мощности на шинах 6 -10 кВ ГПП

Уравнение баланса реактивной мощности на шинах 6 - 10 кВ относительно Q_ВБК, указанная на рисунке 2

Рисунок 2 Схема замещения

Q_ВБК = Q_р.0,4 + ∑Q_тр + Q_р.ДСП + ∆Q_тр.ДСП + Q_рез - Q_э - Q_НБК ± ∑Q_{р.СД э} = (0,23÷0,25) * ∑Р_р = (0,23÷0,25) * (Р_р.0,4 + ∆Р_тр + Р_р.СД + Р_р.ДСП + ∆Р_тр.ДСП)_рез - величина резерва реактивной мощности на предприятии, определяется по формуле _рез = (0,1÷0,15) * ∑Q_р = (0,1÷0,15) * (Q_р.0,4 + ∆Q_тр + Q_р.ДСП + ∆Q_тр.ДСП)_э = 0,25 * (31992,28 + 289,354 + 12800 + 10200 + 3492,4 + 100 + 56) = 14845,01 кВар_рез = 0,13*(33132,4 + 1966,78 + 6324 + 2128,9 + 500 + 280) = 5763,17 кВар_ВБК = 33132,4 + 1966,78 + 6324 + 2128,9 + 500 + 280 + 5763,17 - 14845,01 - 21*900 - 7936 = 8414,24 кВар

Полученную реактивную мощность используем для индивидуальной компенсации ДСП.

По справочнику «Электроснабжение промышленных предприятий» (Князевский Б. А., Липкин Б. Ю.) выбираем высоковольтные батареи конденсаторов тип УК - 6/10Н - 1350Л, П номинальная мощность которого равна Q_ном = 6х1350 = 8100 кВар, при этом недокомпенсированно 314,24 кВар, что удовлетворяет условиям.

В таблице 4 приведен уточненный расчет для трансформаторных п/ст, в таблице 5 приведены уточненные данные по заводу с учетом СД, ДСП и Q_вбк.

Таблица 5 Уточненный расчет по заводу

3. Технико-экономические сравнения вариантов схем внешнего электроснабжения

Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим два варианта:

1) первый вариант 110 кВ;

2)      второй вариант 10 кВ.

3.1 первый вариант схемы внешнего электроснабжения для напряжения 110 кВ

На рисунке 3 приведена схема электроснабжения для первого варианта

Рисунок 3 Первый вариант схемы внешнего электроснабжения

Выбираем трансформаторы ГПП:

S_н.ГПП =  =  = 64164 кВА

Выбираем 2 трансформатора мощностью 40000 кВА тип ТРДН -40000/110/10,5 ВН - 115 кВ, НН - 10,5 кВ, Р_хх = 25 кВт Р_к = 120 кВт, указанные на рисунке 3.

Коэффициент загрузки:

К_З =  =  = 0,8

Потери мощности в трансформаторах:

∆Р_тр.ГПП = 2*() = 2*(25 + 120*0,7²) = 167,6 кВт

∆Q_тр.ГПП = 2*( + ) =( + ) = 2948 кВар

Потери электрической энергии в трансформаторах:

∆W_тр.ГПП = 2*(∆Р_хх*Т_вкл + τ*∆Р_кз*К_з²)

где Т_вкл - число часов включения Т_вкл = 4000

τ - число часов использования максимума потерь

τ = (0,124 + Т_м*10^-4)²*8760 = (0,124 + 4000*10^-4)²*8760 = 2405 ч

∆W_тр.ГПП = 2*(25*4000 + 2405*120*0,8²) = 569,41 МВт*ч

Выбираем сечение проводов ЛЭП на напряжение 110 кВ

Определим мощность проходящую по ЛЭП:_ЛЭП =  =  = 65771 кВА

Аварийный ток:

I_ав =  =  = 330 А

Расчетный ток проходящий по одной линии:

I_р =  = 165 А

По экономической плотности тока определяем сечение проводов:_эк = 1,1 А/мм² - плотность тока для ВЛ при Т_вкл=4000ч и двухсменной работе завода.

F_э =  =  = 150 мм²

Выбираем провод АС-150 с I_доп=445 А

б) на нагрев рабочим током:_{доп.пров} > I_р. (445 А > 165 А)

г) по аварийному режиму:

.3*I_{доп.пров} > I_ав., (1,3*445 > 330 А)

Окончательно принимаем провод марки АС - 150/19, I_доп = 445 А.

Определим потери электрической энергии в ЛЭП 110 кВ:

∆W_{ЛЭП 110} = N*3*I²_p*R*10^-3*τ = 2*3*165²*0,22*10^-3*2405 = 82428,5 кВтч,

где R = r₀*L = 0,199*1.1 = 0,22 Ом ₀ = 0,199 Ом/км - удельное активное сопротивление АС - 150/19

Выбор выключателей, разъединителей, отделителей и короткозамыкателей на напряжение 110 кВ.

Расчет токов к.з. в (о.е)

На рисунке 4 приведена схема замещения для расчета токов к.з

S_б = 1000 МВА S_к.з = 1250 МВА; x_с =  =  = 0,8; U_б = 115 кВ

I_б =  =  = 5.02 кА;_лэп =  =  = 0,028;_К-1 =  =  = 6,3 кА;_К-2 =  =  = 6.06 кА;_уд.К-1 = К_уд**I_К-1 = 1,8*1,414*6,3 = 16,03 кА;_уд.К-2 = К_уд**I_К-2 = 1,8*1,414*6,06 = 15,4 кА.

Мощность короткого замыкания:_К-1 = *U_Н*I_К-1 = 1,732*115*6,3 = 1255 МВА;_К-2 = *U_Н*I_К-2 = 1,732*115*6,06 = 1207 МВА.

Рисунок 4 Схема замещения расчета короткого замыкания

После расчета токов короткого замыкания производим выбор выключателей Q1, Q2:

Выбор высоковольтных выключателей производится по следующим условиям:

Проверка выключателя типа МКП - 110Б - 630 - 20У1/16_н.выкл. ≥ I_ав (630 А > 330 А);

I_откл ≥ I_кз (20 кА > 6,3 кА);_{пред.ком} > I_уд (52 кА > 16,03 кА).

Данный выключатель соответствует требованиям условия.

Выбор разъединителей осуществляется по следующим условиям:

Проверка разъединителя типа РНДЗ2 - СК - 110 - 1000У1/13:_н ≥ U_ср (110 кВ = 110 кВ);_н > I_ав (1000 А > 330 А);_{скв.ампл} ≥ I_уд (80 кА > 15,4 кА);_{пред.терм.стойк} ≥ I_кз (31,5 кА > 6,06 кА).

Выбранный тип разъединителя соответствует требованиям условия.

Выбор отделителей:

Условия выбора: тип ОД - 110/1000 УХЛ1/13_{скв.ампл} ≥ I_уд (80 кА > 15,4 кА);_{пред.терм.стойк} ≥ I_кз (31,5 кА > 6,06 кА).

Соответствует данным требованиям

Выбор короткозамыкателей:

Условия выбора: тип КЗ - 110 УХЛ1/13:_{скв.ампл} ≥ I_уд (51 кА > 15,4 кА);_{пред.терм.стойк} ≥ I_кз (20 кА > 6,06 кА).

Выбор ОПН

Принимаем к установке разрядник типа РВМГ-110МУ1, U_н=110 кВ.

3.2 Второй вариант схемы внешнего электроснабжения для напряжения 10 кВ

На рисунке приведена схема внешнего электроснабжения по второму варианту Паспортные данные трансформатора системы:

Тип ТРДНС - 63000/110/10 U_вн = 115 кВ; U_нн = 10,5 кВ; U_к = 11,5 %; ∆P_к = 250 кВт; ∆P_хх = 50 кВт; I_хх = 0,3 %, приведенный на рисунке 5.

Рисунок 5 Второй вариант схемы внешнего электроснабжения

Определим полную мощность проходящую по ЛЭП:

S_ЛЭП =  =  = 64164 кВА

Аварийный ток:

I_ав =  =  = 3528 А

Рабочий ток:

I_р =  =  = 1764 А

Определим сечение по экономической плотности тока (j_эк):

F_эк =  =  = 1603 мм²

где j_эк = 1,1 А/мм² - плотность тока для воздушных линий.

Выбираем провод 3хАС - 600/72 I_доп = 1050 А r˳=0,051 Ом/км, х˳=0,485 Ом/км. Проверим выбранные провода по допустимому току.

3*I_доп= 3*1050=3150 А > I_р (1764 А),_{доп ав}= 1,3xI_доп = 1,3x3150 = 4095 A > I_ав (3528 А).

Определим потери электрической энергии в ЛЭП 10 кВ:

∆W_{ЛЭП 10} = N*3*I²_p*R*10^-3*τ = 2*3*1764²*0,0561*10^-3*2405 = 2520 МВтч,

где R = r₀*L = 0.051*1.1 = 0,0561 Ом ₀ = 0,051 Ом/км - удельное активное сопротивление АС - 600/72

Выбор высоковольтной аппаратуры:

На рисунке 6 приведена схема для расчета токов к.з. в относительных единицах

Рисунок 6 Схема замещения расчета короткого замыкания

S_б = 1000 МВА, S_кз = 1250 МВА, U_б = 10,5 кВ. _с =  =  = 0,8; _б =  =  = 55 кА;_лэп =  =  = 4.84;_т.с =  =  = 1,83._К-1 =  =  = 21 кА;_К-2 =  =  = 7,4 кА;_уд.К-1 = К_уд**I_К-1 = 1,8*1,414*21 = 54 кА;_уд.К-2 = К_уд**I_К-2 = 1,8*1,414* = 19 кА.

Мощность короткого замыкания:_К-1 = *U_Н*I_К-1 = 1,732*10,5*21 = 382 МВА;_К-2 = *U_Н*I_К-2 = 1,732*10,5*7,4 = 135 МВА.

Производим выбор высоковольтной аппаратуры:

Рассчитаем аварийный ток для трансформатора

I_ав =  =  = 3638 А.

Рабочий ток:

I_р =  =  = 1819 А.

Для выключателей Q1 и Q2:

Проверка выключателя типа МГГ-10-750 U_н = 10 кВ, I_н = 4000 А, I_уд = 120 кА._н.выкл. ≥ I_ав (4000 А > 3638 А);_откл ≥ I_кз (43 кА > 21 кА);_{пред.ком} > I_уд (120 кА > 54 кА).

Данный высоковольтный выключатель соответствует требованиям.

Для выключателя Q3:

Проверка выключателя типа

Проверка выключателя типа МГГ-10-750 U_н = 10 кВ, I_н = 3000 А, I_уд = 120 кА._н.выкл. ≥ I_Р (3000 А > 1819 А);_откл ≥ I_кз (43 кА > 21 кА);_{пред.ком} > I_уд (120 кА > 54 кА).

Выбранный выключатель соответствует требованиям условия.

Выключатели Q4 и Q5:

Проверка выключателей типа МГГ-10-750 U_н = 10 кВ, I_н = 4000 А, I_уд = 120 кА._н.выкл. ≥ I_ав (4000 А > 3528 А);_откл ≥ I_кз (43 кА > 21 кА);_{пред.ком} > I_уд (120 кА > 54 кА).

Выключатели Q6 и Q7:

Проверка выключателей типа МГГ-10-750 U_н = 10 кВ, I_н = 4000 А, I_уд = 120 кА. I_н.выкл. ≥ I_ав (4000 А > 3528 А);_откл ≥ I_кз (20 кА > 7,4 кА);_{пред.ком} > I_уд (52 кА > 19 кА).

Выбираем разъединители: РВК - 10/3000 I_н = 4000 А, I_{пред.терм.ст} = 60 кА, I_{скв.ампл} = 200 кА. U_н ≥ U_ср (110 кВ = 110 кВ);_н > I_ав (4000 А > 3528 А);_{скв.ампл} ≥ I_уд (200 кА > 19 кА);_{пред.терм.стойк} ≥ I_кз (60 кА > 7,4 кА).

Из сравнении вариантов по потерям электрической энергии видно наиболее экономичен первый вариант схемы внешнего электроснабжения. В дальнейшем расчет будет вестись только для первого варианта.

Таблица 6 Сравнение вариантов схем внешнего электроснабжения по потерям электрической энергии

4. Выбор оборудования на напряжение свыше 1 кВ

I_К-2 =  =  = 7,4 кА;

Рассчитаем ток от СД:

Исходные данные СД: Р_н = 4000 кВт; cosφ = 0.85; N_СД = 4; К_з = 0,8.

S_н.сд =  =  = 4706 кВА;_сд =  =  = 217.4 А

Выбираем кабель к СД:

а) по экономической плотности тока: F_эк =  =  = 155,3 мм²

б) по минимальному сечению: F_min = α*I_кз* = 12*7,4* = 69 мм².

Принимаем кабель марки ААШВ - 6 - (3х95), I_доп = 205 А.

Данные кабеля: r₀ = 0,35 Ом/км; х₀ = 0,06 Ом/км.

X_{каб.ксд} =  =  = 0,008_сд =  =  = 21,25

Тогда ток от двигателей будет равен:

I_∑кз.сд =  =  = 2.71 кА.

где E_сд =  =  = 1,048

суммарный ток кз в точке К-2 на шинах 10 кВ с учетом подпитки от двигателей компрессорной и насосной будет равен:

∑I_кз = I_к-2 + I_∑кз.сд = 7,4+2,71 = 10,11 кА.

Ударный ток в точке К-2:

∑i_уд = К_уд*√2*∑I_кз = 1,8*1,414*10,11 = 25,73 кА.

Выбираем выключатели для ДСП 12т и ДСП 6т (4 шт.)

S_р.ДСП12 =  = 3089 кВА_рДСП12 =  =  = 178.3 А

Проверка выключателя типа ВМГ - 133 - II I_н = 600 А, I_откл = 20 кА, I_дин = 52 кА._ном ≥ I_р (600 А > 178.3 А);_откл ≥ ∑I_кз (20 кА > 10,11 кА);_дин ≥ ∑i_уд (52 кА > 25,73 кА).

S_р.ДСП6 =  = 2334 кВА_рДСП6 =  =  = 135 А

Проверка выключателя типа ВМГ - 133 - II I_н = 600 А, I_откл = 20 кА, I_дин = 52 кА.

I_ном ≥ I_р (600 А > 135 А);_откл ≥ ∑I_кз (20 кА > 10,11 кА);_дин ≥ ∑i_уд (52 кА > 25,73 кА).

Данный выключатель соответствует требованиям. Высоковольтные выключатели сведены в таблицу 6

Таблица 7 Данные выключателей для ДСП

5. Выбор выключателей

Выбор вводных и секционных выключателей:

Вводной выключатель:

S_{р.завода} = 63015,08 кВА; I_р.зав. =  =  = 1733 А;_ав = 2*I_р.зав = 2*1733 = 3466 А_н=10 кВ;_ном ≥ I_ав (4000 А > 3466 А);_откл ≥ ∑I_кз (58 кА > 10,11 кА).

Выбираем выключатель типа МГГ - 10 - 4000 I_н = 4000 А, I_откл = 58 кА.

Секционный выключатель:

I_р =  = 1733 А_н=10 кВ;_ном ≥ I_р (3000 А > 1733 А);_откл ≥ ∑I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Принимаем выключатель типа ВМП - 10 - Э - 3000 I_н = 3000 А, I_откл = 20 кА.

Таблица 8 Данные вводного и секционного выключателей

Магистраль ГПП - ТП1:

S_р = _р =  = 9428 кВА_р =  =  = 518,42 А_ав = 2*I_р= 2*518,42 = 1036,84 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10К I_н = 1500 А, I_откл = 20 кА.

U_н=10 кВ; I_ном ≥ I_ав (1500 А > 1036,84 А);_откл ≥ ∑I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Магистраль ГПП - ТП2:

S_р = _р =  = 9434 кВА_р =  =  = 519 А_ав = 2*I_р= 2*519 = 1038 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10К I_н = 1500 А, I_откл = 20 кА._н=10 кВ;_ном ≥ I_ав (1500 А > 1038 А);_откл ≥ ∑I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Магистраль ГПП - ТП3:

S_р =

S_р =  = 9587 кВА_р =  =  = 528 А_ав = 2*I_р= 2*528 = 1056 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10К I_н = 1500 А, I_откл = 20 кА.

U_н=10 кВ;_ном ≥ I_ав (1500 А > 1056 А);_откл ≥ ∑I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Магистраль ГПП - ТП4:

S_р = _р =  = 9780 кВА_р =  =  = 538 А_ав = 2*I_р= 2*538 = 1076 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10К I_н = 1500 А, I_откл = 20 кА.

U_н=10 кВ;_ном ≥ I_ав (1500 А > 1076 А);_откл ≥ ∑I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Магистраль ГПП - ТП5:

S_р = _р =  = 7422 кВА

I_р =  =  = 408 А_ав = 2*I_р= 2*408 = 816 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10К I_н = 1000 А, I_откл = 20 кА.

U_н=10 кВ;_ном ≥ I_ав (1000 А > 816 А);_откл ≥ ∑I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Магистраль ГПП - ТП6:

S_р = _р =  = 2878,4 кВА_р =  =  = 158,3 А_ав = 2*I_р= 2*158,3 = 316,6 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10 I_н = 600 А, I_откл = 20 кА.

U_н=10 кВ;_ном ≥ I_ав (600 А > 316,6 А);_откл ≥ ∑I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Магистраль ГПП - ТП7:

S_р = _р =  = 3125,4 кВА

I_р =  =  = 172 А_ав = 2*I_р= 2*172 = 344 А

Выбираем выключатель типа ВМП - 10 I_н = 600 А, I_откл = 20 кА.

U_н=10 кВ;_ном ≥ I_ав (600 А > 344 А);_откл ≥ ∑I_кз (20 кА > 10,11 кА).

Таблица 9 Данные выключателей ТП

Выбираем выключатель к СД:

Исходные данные СД: Р_н = 4000 кВт; cosφ = 0.85; N_СД = 4; К_з = 0,8.

S_н.сд =  =  = 4706 кВА;_сд =  =  = 217.4 А

Выбираем выключатель типа ВМГ - 133 - II, I_н = 600, I_откл = 20 кА.

Выбираем выключатель к Q_ВБК Q_ном = 1350 кВар

I_р =  =  = 74.2 А

Выбираем выключатель типа ВМГ - 133 - II, I_н = 600, I_откл = 20 кА

Таблица 10 Данные выключателей для СД и Q_ВБК

6. Выбор кабелей

Выбор кабелей трехжильных напряжением 10 кВ, при этом используется справочник по электроснабжению промышленных предприятий (Князевский Б.А., Липкин Б.Ю.)

ДСП 6т

I_р = 135 А; I_ав = 2* I_р = 270 А _э =  =  = 96.4 мм²

Выбираем кабель типа ААШВ - (3х120) с I_доп = 240 А

I_доп ≥  (240 А > 142,1 А);_доп.ав = 1,3* I_доп = 1,3*240 = 312 А ≥ 270 А.

К_попр = 0,95 при числе кабелей в траншее N=2.

К ДСП 12т_р = 178,3 А; I_ав = 2* I_р = 356,6 А_э =  =  = 127,4 мм²

Выбираем кабель типа ААШВ - (3х150) с I_доп = 275 А

I_доп ≥  (275 А > 217,4 А);_доп.ав = 1,3* I_доп = 1,3*275 = 357,5 А ≥ 356,6 А.

К_попр = 0,82 при числе кабелей в траншее N=4.

К СД

I_р = 217,4 А I_ав = 2* I_р = 434,8 А_э =  =  = 155,3 мм²

Выбираем кабель типа ААШВ - (3х240) с I_доп = 355 А

I_доп ≥  (355 А > 265,1 А);_доп.ав = 1,3* I_доп = 1,3*355 = 461,5 А ≥ 434,8 А.

К_попр = 0,82 при числе кабелей в траншее N=4.

К ТП - 1 _р = 259,21 А; I_ав = 2* I_р = 2*259,21 = 518,42 А _э =  =  = 185,15 мм²

Выбираем кабель типа 2хААШВ - (3х240) с 2хI_доп = 710 А

I_доп ≥  (710 А > 101,5 А)

К_попр = 0,95 при числе кабелей в траншее N=2._доп.ав = 1,3*710 = 923 А ≥ 518,42 А

Все расчетные данные сведены в таблицу

Таблица 11. Данные кабелей

Примечание: При расчетах было указано что для всех трансформаторных подстанциях количество кабелей = 2, при этом укладка производилась в траншеях.

7. Выбор шин ГПП

Сечение шин выбирают по длительно допустимому току и экономической целесообразности. Проверку шин производят на электродинамическую и термическую стойкость к токам к.з.

Выбираем твердотянутые алюминиевые шины прямоугольного сечения марки:

хАТ - 60х6; I_доп = 1125 А (одна полоса на фазу), i_уд = 22,3 кА.

а) 4* I_доп = 4*1125 = 4500 А ≥ I_ав = 3466 А;

б) проверка по термической стойкости:_min = α*I_кз* = 12*10,11*1=121,32 мм² < 360 мм² (60х6=360 мм²);

в) проверка по динамической стойкости к i_уд.кз: σ_доп = 650 кгс/см²:

f =  =  = 5,2 кгс;= 0,167*b*h² = 0.167*0.8*6² = 4,8 см³

σ_доп =  =  = 6,5 кгс/см² < 650 кгс/см².

где L = 60 см - расстояние между изоляторами;

а = 100 см - расстояние между фазами;= 0,8 см - толщина одной полосы;= 6 см - ширина (высота) шины.

Из условия видно, что шины динамически устойчивы.

Заключение

В данной работе производились расчеты электрических нагрузок для автомобильного завода. По технико-экономическому расчету сравнивали наиболее рациональный, экономический, а также надежные качества двух вариантов схем внешнего электроснабжения, при этом сравнение основывалось на потерях электрической энергии передаваемой по линиям электропередачи.

Основным этапом при технико-экономических расчетах является выбор трансформаторов ГПП. При выборе трансформатора соблюдалось условия, что коэффициент загрузки должен находиться в пределах 0,70,8.

После окончательного выбора схемы, производился выбор высоковольтного оборудования, кабелей, а также шин на ГПП. При выборе высоковольтных выключателей, разъединителей, короткозамыкателей, отделителей, а также при выборе кабелей и шин соблюдались ряд условий.

трансформатор электрическая нагрузка мощность энергосеть

Список использованной литературы

1. Крупович В. И., Ермилов А. А., Трунковский Л. Е. Проектирование и монтаж промышленных электрических сетей. М., 1971. -178 с.

. Князевский Б. А., Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. М., 1971. -250 с.

. Крупович В. И., Ермилов А. А., Иванов В. С. И др. Проектирования промышленных электрических сетей. М., 1976. -400 с.

. Крупович В. И., Барыбин Ю. Г., Самовер М. Л. Справочник по проектированию электроснабжения. М., 1980. -420 с.

. Блок В. М., Обушев В. К., Паперно Л. Б. и др. Пособие по курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических сетей. М., 1981. 460 с.