Комплексная механизация и автоматизация производственных процессов ООО «Шахта Коксовая»

                          (2.6)

Индуктивное сопротивление реактора определяется по формуле:

                                        (2.7)

Согласно [2, с 95] для установки выбираем реактор РБ 10-630-0,56 с индуктивным сопротивлением 0,56 Ом.

5. Выбор воздушных и кабельных ЛЭП

Электроснабжение шахты осуществляется по двум воздушным линиям. Каждая линия  должна быть рассчитана на пропуск 75% всей нагрузки и на пропуск 100% нагрузки потребителей I и II категорий.

1. Выбор воздушных ЛЭП

Экономическое сечение проводов определяется по формуле:

                                                    (2.8)

где     I_р.н – максимальный (расчетный) ток нагрузки в линии при раздельной

работе ЛЭП;

i_э - экономическая плотность тока, согласно [7, с. 158] i_э=1,1 А/мм².

Расчетный ток в линии определяется по формуле:

                                           (2.9)

I_р.н=

,

Тогда                                            

S_э=

.

Принимается провод марки АС-70.

Выбор воздушной ЛЭП по допустимой нагрузке произведем исходя из соотношения:

                                           (2.10)

где     – длительно допустимый ток в ЛЭП, согласно [7, с. 159] для АС-70 =265А;

– расчетный ток в ЛЭП при аварийном режиме работы.

                                          (2.11)

Следовательно

265 А > 68,9 А.

Выбранный провод удовлетворяет всем требованиям.

2. Выбор кабельных ЛЭП

Выбор кабельных ЛЭП, питающих ЦПП, №1

Расчетная мощность определяется по формуле:

                                            (2.12)

где    Р_Σр – суммарная расчетная активная мощность;

cos φ – коэффициент мощности потребителей принимаем ,  cos φ =0,6.

                                             (2.13)

где    Р_р1 – расчетная суммарная мощность потребителей, согласно данных

таблицы 2.1, Р_pi =4962кВт.

Следовательно, 

Р_Σр=4962·0,75=3722 кВт.

Тогда                            

S_р=

Экономическое сечение  жил кабеля определяется по формуле:

                                           (2.14)

где     i_э =2,5А/мм², согласно [7, с.158].

Тогда                                    

I_р.н= ,                                          (2.15)

где     U_н – номинальное значение напряжения, U_н=6,6кВ.

    I_р.н=

.

Тогда                                         

S_э=

.

Предварительно принимается кабель марки 2хЦСКН 3х120.

Выбор кабеля по допустимой нагрузке проводится, исходя из соотношения:

I _д.д   ≥   I _р.а,

где     I_д.д =250А, согласно [2, с. 181].

I_р.а= ,                                              (2.16)

I_р.а=

500А ≥ 496А

Условие выполняется.

Принимается кабель марки 2хЦСКН 3х120.

Выбор кабеля питающего РПП-6, №2:

Р_∑р=300х0,75=225 кВт.

Тогда                                

S_р=

I_р.н=

Экономическое сечение жил кабеля:    

S_э=

.

Предварительно принимается кабель марки СБН 3х25, I _д..д =105А.

105А ≥ 32,8 А.

Условие выполняется.

Принимается кабель марки  СБН 3х25.

Выбор кабельной ЛЭП, питающих РПП-6, №3.

Р_∑р=492х0,75=369 кВт.

Тогда                                

S_р=

I_р.н=

Тогда                                                 

S_э=

Предварительно принимается кабель марки СБН 3x16 , I _д.д =80А.

80А ≥ 21,5А

Условие выполняется. Принимается кабель марки СБН 3х16.

Выбор кабельной ЛЭП, питающих КТСВП-400-6/0,69-УХЛ5-ВВ, №4.

Р_∑р=1359х0,75=1019 кВт,

Тогда                                

S_р=

I_р.н=

Тогда                                                 

S_э=

Предварительно принимается кабель марки ЭВТ 3х50+1х10+3х4 ,  I _д.д =180А.

180А ≥ 149А

Условие выполняется. Принимается кабель марки ЭВТ 3х50+1х10+3х4.

6. Проверка воздушных и кабельных ЛЭП по потерям напряжения

1. Проверка воздушных ЛЭП

В сетях напряжением 110 кВ необходимо считаться с влиянием емкости сети на потери напряжения. Определение потерь напряжения в этих линиях ведется в следующем порядке. Активную и реактивную мощности, передаваемые по одной цепи ЛЭП определим по формуле:

                                              (2.17)

                                          (2.18)

где    tgφ –  коэффициент  реактивной мощности  с учетом компенсации

реактивной нагрузки,   cosφ =0,97 данному значению соответствует tgφ =0,25.

Активную составляющую напряжения на вводе ГПП определим по формуле:

                               (2.19)

где     г, х – соответственно активное и индуктивное сопротивление

воздушной ЛЭП.

r = r₀ · l ,                                                  (2.20)

x = x₀ · l.                                                  (2.21)

где   г_о – активное сопротивление единицы длины линии, согласно [7, с. 156] г_о=0,46 Ом/км; 1-длина линии, 1=6 км;

х₀   –  индуктивное   сопротивление   единицы   длины   линии,   согласно [7,с.158]  х₀= 0,364 Ом/км.

Следовательно,

r₁ =0,46·6=2,76 Ом,

x₁ =0,364·6=2,18Ом.

Тогда

Реактивную составляющую напряжения на вводе ГПП определим по формуле:

                                            (2.22)

Подводимое к трансформатору ГПП напряжение определяется:

                                       (2.23)

Вычисляется фактическая величина потери напряжения в ВЛ определим по формуле:

                                         (2.24)

2. Проверка кабельных ЛЭП

Выбранные кабельные  линии проверяются по потерям  напряжения. Согласно ПУЭ допускается потеря напряжения 5 %. Минимально допустимое напряжение у потребителя 5700 вольт, то есть позволительная потеря напряжение в линии от трансформатора до потребителя 900 вольт.

Потери напряжения в кабельных  линиях 6 кВ определяются по формуле:

                                 (2.25)

где     cosφ – коэффициент мощности, cosφ=0,6 данному значению

 соответствует sinφ = 0,8;

           r, x – соответственно активное и индуктивное сопротивление

кабельной ЛЭП.

r = r₀ · l,                                                   (2.26)

x = x₀ · l.                                                   (2.27)

Проверка кабельных ЛЭП, питающих ЦПП  по потерям напряжения,

где     г₀  – активное  сопротивление  единицы  длины  линии,

г₀=0,151/2=0,0755 Ом/км; l – длина линии, l =0,9 км;

х_о – индуктивное сопротивление единицы длины линии, согласно [1,с.96]

х₀= 0,076/2=0,038 Ом/км.

Следовательно,

r₂ =0,0755 · 0,9=0,068 Ом,

х₂ =0,038 · 0,9=0,034Ом.

Тогда

∆U_н=

· 248·(0,068 · 0,6 +0,034 · 0,8) = 29,2В,

∆U_а=

· 496·(0,068 · 0,6 + 0,034 · 0,8) = 58,3В.

Проверка кабельной ЛЭП, питающей РПП 1 по потерям напряжения: г₀=0,726 Ом/км, l =0,45 км, х₀= 0,091 Ом/км.

 

 Следовательно,

r₃ =0,726 · 0,45=0,3267 Ом,

х₃ =0,091 · 0,45 =0,041 Ом.

Тогда

∆U_н=

· 32,8·(0,3267 · 0,6 +0,041 · 0,8) = 13В.

Проверка кабельной ЛЭП, питающей РПП 2 по потерям напряжения  г₀=1,13 Ом/км, l =0,18 км, х_о= 0,102 Ом/км.

Следовательно,

r₄ =1,13 · 0,18=0,2034 Ом,

х₄ =0,102 · 0,18=0,0184Ом.

Тогда

∆U_н=

· 53,8 · (0,2034 · 0,6 +0,0184 · 0,8) = 12,7В.

Проверка кабельной ЛЭП, питающей КТСВП-400-6/0,69-УХЛ5-ВВ по потерям напряжения  г₀=0,363 Ом/км, l =0,65 км, х_о= 0,083 Ом/км.

Следовательно,

 r₅ =0,363 · 0,65 = 0,236 Ом,

х₅ =0,083 · 0,65 = 0,054 Ом.

Тогда

∆U_н=

· 149 · (0,236 · 0,6 +0,054 · 0,8) = 47,6В.

Падение напряжения в линиях 6кВ:

∆U=∆U₁+ ∆U₂+∆U₃+∆U₄                                            (2.28)

Тогда

∆U_н =29,2+13+12,7+47,6=102,5В,

900В ≥ 102,5 В.

∆U_а=58,3+13+12,7+47,6=131,6В,

900В ≥ 131,6В.

Условие выполняется.

7.  Расчет токов короткого замыкания

Для расчета токов короткого  замыкания (к.з.) составляется расчетная схема электроснабжения шахты и схема замещения. Представлены на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Расчетная схема (а), схема замещения (б)

и номер расчетного участка схемы (с)

Расчет токов к.з. ведется в  относительных единицах. За базисную мощность принимается S_б=100МВ·А.

За базисное напряжение принимается  напряжение рассматриваемой ступени трансформации:

U_б1=115 кВ,

U_б2=37,5 кВ,

U_б3=6,6 кВ,

U_б4=0,69 кВ.

В соответствии с принятыми базисными  напряжениями определяются величины базисного тока по формуле:

                                             (2.29)

Тогда

   

Относительное сопротивление энергосистемы  определяется по формуле:

                                             (2.30)

где    – установившееся значение мощности к.з. энергосистемы, 

принимается =10000 МВ·А.

Определение токов и  мощности к.з. в точке к₁.

Полное сопротивление цепи до точки  к_.з определяется по формуле:

                                   (2.31)

где    – соответственно суммарное активное и индуктивное

сопротивление до точки к_.з.        

                                             (2.32)

                                           (2.33)

где   – соответственно относительное активное и индуктивное

сопротивление воздушной ЛЭП.

                                       (2.34)

                                      (2.35)

где    – соответственно активное и индуктивное сопротивление воздушной ЛЭП, согласно расчетам  r₁ = 2,76 Ом, x₁ = 2,18Ом.

Тогда

r_1*=

х_1*=

Следовательно,

r_∑*= 0,209,

x_∑*= 0,01+0,165=0,175.

Тогда                                

Z_*1=

,

.

Сверхпереходный ток в  точке к.з. определяется по формуле:

                                        (2.36)

Ударный ток в точке к.з определится как:

i_у1 = ·k_у· ,                                            (2.37)

где     к_у – ударный коэффициент, согласно [8, с.86] к_у=1,05.

Тогда

i_у1 =

·1,05 · 1844 = 2738А.

Мощность к.з. определяется по формуле:

=                                                (2.38)

Тогда

=

По образцу расчета в точке  К₁, согласно схеме замещения, определим токи и мощности к.з. в точках К₂, К₃, К₄, К₅, К₆. Результаты сведем в таблицу 2.2.

 

Таблица 2.2 – Токи  и мощность к.з.

	Сверхпереходный ток в точке  к.з,А	Ударный ток в точке к.з,А	Мощность к.з., МВ·А
К1	1844	2738	367
К2	1239	2805	80
К3	3297	9092	38
К4	3070	6165	35
К5	2872	5077	33
К6	8235	19216	10