Наладка и ввод в эксплуатацию воздушных выключателей

Потерю напряжения в линиях напряжением  определяют по формуле [2, с.54]

,            (2.16)

 

где    - расчётный ток линии;

          и - активное и реактивное удельные сопротивления линий из таблицы 2.4 методического указания;

           - длина линии;

           и соответствуют коэффициенту мощности ( ) в конце линии.

Так как найденное  по формуле 2.16 значение потери напряжения не превышает допустимую потерю напряжения 5%, то выбранное сечение удовлетворяет  условию по допустимой потере напряжения.

Условие выбора соблюдается. К установке принимается алюминиевый провод марки АСО-50 – с сечением

 

2.5 Технико-экономическое обоснование  вариантов схем  электроснабжения

 

При технико-экономических  расчётах систем промышленного электроснабжения соблюдают следующие условия  сопоставимости вариантов: технические, при которых сравнивают только взаимозаменяемые варианты при оптимальных режимах работы и оптимальных параметрах, характеризующих каждый рассматриваемый вариант; экономические, при которых расчёт сравниваемых вариантов ведут применительно к одинаковому уровню цен и одинаковой достижимости принятых уровней развития техники с учётом одних и тех же экономических показателей, характеризующих каждый рассматриваемый вариант.

При технико-экономических  расчётах для сравнения двух вариантов  используют метод срока окупаемости [2, с.56]

 

 лет,                         (2.17)

 

где    тенге и тенге - капитальные вложения;

         тенге/год и тенге/год - ежегодные

          эксплуатационные расходы.

Вычисленный по данной формуле  срок окупаемости сравниваем с нормативным  лет.

Так как , то вариант считается равноэкономичным.

 

2.6 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учётом компенсации реактивной мощности

 

Определяем ориентировочный  выбор числа и мощности цеховых  трансформаторов по удельной плотности  нагрузки по формуле [2, с.102]

 

,                                           (2.18)

 

где   кВА- расчётная нагрузка цеха проектируемого объекта,

        - площадь проектируемого объекта.

         Исходя из условий выбора, при полученной удельной плотности

 для внешнего электроснабжения  принимается к установке два  трансформатора ТМ -1000/35 кВА с номинальной мощностью .

При выборе числа и мощности цеховых  трансформаторов одновременно должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.

В целях уменьшения потерь активной мощности и электроэнергии в трансформаторах  реактивная нагрузка на напряжения до 1000 В, создаваемая асинхронными двигателями, компенсируется с помощью статических конденсаторов на стороне низкого напряжения.

Расчёт  компенсирующего устройства производится  следующим образом:

Определяем необходимую трансформаторную мощность до установки конденсаторов по формуле [8, с.263]

 

                                                                    (2.19)

 

где    - расчётная активная мощность приёмников электроэнергии

          проектируемого  объекта.

По таблице 5.1 [7, с.215] выбираем трансформатор и определяем коэффициент нагрузки, представляющий собой отношение расчётной мощности трансформатора к номинальной.

Определяем необходимую  мощность компенсирующих устройств  со стороны низшего напряжения

 

                         (2.20)

 

где     - соответствует средневзвешенному естественному коэффициенту

           мощности за год,

   - соответствует нормативному  значению коэффициента мощности,

который при питании от системы принимается равным 0,95 ( =0,33).

Тангенс фи естественный определяем по формуле    

 

,                                                                            (2.21)

где - расчётные активная и реактивная мощности приёмников    электроэнергии механического цеха.

Выбираем в качестве компенсирующего устройства батареи  статических конденсаторов типа УКН-0,38-75УЗ две установки общей мощностью =

2 75 =  150 кВар.

Определяем необходимую предприятию реактивную мощность по формуле [9, с.263]

 

                                                    (2.22)                                                   

 

Так как потери активной мощности в компенсирующих устройствах незначительны, мы их не учитываем.

Определяем необходимую трансформаторную мощность по формуле [8, с.264]

 

          (2.23)

 

По таблице 5.1 [7, с.224]  принимаем к установке два трансформатора ТМ-400/10, с номинальной мощностью 400 кВА и комплектную конденсаторную установку УК-0,38-75УЗ, с номинальной мощностью 75 кВар.

Загрузка трансформаторов  в нормальном и послеаварийном режимах  составляет

 

           , 

 

2.7 Выбор схемы цеховой распределительной  сети

 

Система электроснабжения может быть выполнена в нескольких вариантах, из которых выбирается оптимальный. При его выборе учитывают степень  надежности, обеспечение качества электроэнергии, удобство и безопасность эксплуатации, возможность применения прогрессивных методов электромонтажных работ.

Основные принципы построения схем объектов:

- максимальное приближение источников высокого напряжения 35…220 кВ к электроустановкам потребителей с подстанциями глубокого ввода, размещаемыми рядом с энергоемкими производственными корпусами;

- резервирование питания для отдельных категорий потребителей должно быть заложено в схеме и элементах системы электроснабжения. Для этого линии, трансформаторы и коммутационные устройства должны нести в нормальном режиме постоянную нагрузку, а в послеаварийном режиме после отключения поврежденных участков принимать на себя питание оставшихся в работе потребителей с учетом допустимых для этих элементов перегрузок;

- секционирование шин всех звеньев системы распределения энергии, а при преобладании потребителей 1-й и 2-й категорий — установка на них устройств автоматического включения резерва (АВР).

Схемы строятся по уровневому принципу. Обычно применяются два-три уровня. Первым уровнем распределения электроэнергии является сеть между источником питания объекта и подстанцией глубокого ввода (ПГВ), если распределение производится при напряжении ПО ...220 кВ, или между ГПП и РП напряжением 6… 10 кВ, если распределение происходит на напряжении 6…10кВ.

Вторым уровнем распределения  электроэнергии является сеть между  РП и ТП (или отдельными электроприемниками высокого напряжения).

На небольших и некоторых  средних объектах чаще применяется только один уровень распределения энергии — между центром питания от системы и пунктами приема энергии (ТП или высоковольтными электроприемниками).

Электрические сети внутри объекта  выполняются по магистральным, радиальным или смешанным схемам.

Радиальные схемы распределения  электроэнергии применяются в тех  случаях, когда пункты приема расположены  в различных направлениях от центра питания. Они могут быть двух- или  одноступенчатыми.

На небольших объектах и для  питания крупных сосредоточенных  потребителей используются одноступенчатые схемы. Двухступенчатые радиальные схемы с промежуточными РП выполняются для крупных и средних объектов с подразделениями, расположенными на большой территории. При наличии потребителей 1-й и 2-й категорий РП и ТП питаются не менее чем по двум раздельно работающим линиям. Допускается питание электроприемников 2-й категории по одной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей.

При двух трансформаторных подстанциях  каждый трансформатор питается отдельной  линией по блочной схеме: линия — трансформатор (рисунок 2.2).  Пропускная способность блока в послеаварийном режиме рассчитывается исходя из категорийности питаемых потребителей.

При однотрансформаторных подстанциях  взаимное резервирование питания небольших  групп приемников 1-й категории осуществляется при помощи кабельных или шинных перемычек на вторичном напряжении между соседними подстанциями.

 

Рисунок 2.2 Радиальная схема распределения электроэнергии на напряжение до

                     1 кВ

Вся коммутационная аппаратура устанавливается на РП или ГПП, а  на питаемых от них ТП предусматривается  преимущественно глухое присоединение  трансформаторов. Иногда трансформаторы ТП присоединяются через выключатель  нагрузки и разъединитель.

Радиальная схема питания обладает большой гибкостью и удобством в эксплуатации, так как повреждения и ремонт одной линии влияет на работу только одного потребителя.

 

2.8 Конструктивное исполнение цеховых распределительных сетей

 

В механическом цехе расположена комплектная трансформаторная подстанция напряжением 10/04 кВ, которая получает питание от главной понизительной подстанции 35 кВ. От цеховой трансформаторной подстанции прокладываются шинопроводы вдоль линии цехового оборудования, которые питают распределительные шкафы. Они выполняются алюминиевыми шинами, закрепленными на изоляторах, по фермам и колоннам цеха на безопасном расстоянии. От цеховой трансформаторной подстанции получают питание восемь распределительных шкафов, которые осуществляют питание оборудования цеха. В качестве распределительного шкафа используются шкафы ШРС-1 (рисунок 2.3), предназначенные для приема и распределения электрической энергии. Шкафы рассчитаны на номинальные токи до 400 А и номинальное напряжение до 380 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и с защитой отходящих линий предохранителями НПН2-60 (до 6ЗА). ПН2-100(до 100А), ПН2-250(до 250 А), ПН2-400 (до 400А). Ввод и вывод проводов и кабелей предусмотрены снизу и сверху шкафа.

ШР-1 питает два станка, общей мощностью 81,8 кВт, от ШР-2 запитано три станка, общей мощностью 80,4 кВт, от ШР-3 - 4 станка, общей мощностью 80,3 кВт,   ШР-4 – три станка, общей мощностью 80,3 кВт, от ШР-5 и  ШР-7 запитаны по одному станку, мощностью 80,5 кВт, от ШР-6 – 2 станка, общей мощностью 77,7 кВт, от ШР-8 питаются три станка, общей мощностью 80 кВт. Станок, мощностью 150 кВт запитан напрямую от КТП.

Рисунок 2.3 Принципиальная схема и комплектация шкафа ШР.

 

2.9 Расчёт токов короткого замыкания

 

При коротком замыкании  резко и многократно возрастает сила тока, протекающего в цепи, что, согласно закону Джоуля — Ленца приводит к значительному тепловыделению, и, как следствие, расплавлению электрических проводов, с последующим возникновением возгорания и распространением пожара.

Короткое замыкание в одном  из элементов энергетической системы  способно нарушить её функционирование в целом — у других потребителей может снизиться питающее напряжение, что может привести к повреждению устройства; в трёхфазных сетях при коротких замыканиях возникает асимметрия напряжений, нарушающая нормальное электроснабжение. В больших энергосетях короткое замыкание может вызывать тяжёлые системные аварии.

В случае повреждения проводов воздушных линий электропередачи и замыкании их на землю в окружающем пространстве может возникнуть сильное электромагнитное поле, способное навести в близко расположенном оборудовании ЭДС, опасную для аппаратуры и работающих с ней людей.

Токи короткого замыкания  рассчитывают для тех точек сети, при коротком замыкании в которых аппараты и токоведущие части будут находиться в наиболее тяжёлых условиях. Для вычисления токов короткого замыкания составляют расчётную схему (рис. 2.4), на которую наносят все данные, необходимые для расчёта, и точки, в которых следует определить токи короткого замыкания.

За базисное напряжение принимаем  , за базисную мощность принимаем мощность трансформатора подстанции .

Для определения суммарного базисного  сопротивления до точки короткого  замыкания находят базисные сопротивления  элементов СЭС.

Определяем базисный ток по формуле  [2, с.142]

 

                                                                    (2.24)

 

Индуктивное сопротивление для  системы определяют по формуле [4, с.234]

 

,                                                (2.25)

 

где   - индуктивное сопротивление трансформаторов в относительных