Электрические сети

 

ГЛАВА 7 Выбор компенсирующих устройств

 

Большинство ЭП помимо активной мощности потребляют и реактивную. Основными потребителями реактивной мощности являются АД, сварочные трансформаторы, газоразрядные лампы. Между значениями реактивной мощности вырабатываемой генераторами электростанций и значениями реактивной мощности потребляемой ЭП должен существовать баланс. Нарушение этого баланса за счет высокого потребления реактивной мощности приводит к отрицательным последствиям (перегрузка по току генераторов, увеличение токовой нагрузки в линиях, увеличение капитальных затрат и потеря напряжения в линии), поэтому важной задачей является снижение потребления реактивной мощности от системы (через трансформаторы подстанций предприятий и цехов). Реактивную мощность могут генерировать не только генераторы электростанций, но и другие источники: воздушные и кабельные ЛЭП, а также специальные устройства, которые называются компенсирующими (КУ). В качестве КУ используют синхронные компенсаторы и статические конденсаторы. В качестве КУ на коммунальных и промышленных предприятиях обычно применят батареи статических конденсаторов. 

Мощность КУ определяется выражением 

, где 

 фактический расчетный коэффициент реактивной мощности. 

• ─ наиболее активная расчетная мощность подстанций.  ─ оптимальный коэффициент реактивной мощности задаваемой электросистемой, обычно составляет ;   кВар.  ─ реактивная мощность, которая может быть передана потребителю энергосистемой в режиме максимума активных нагрузок. 

Значение   зависит от  ;  = 0,03 – 0,98; 

В качестве КУ применяем комплектную конденсаторную установку типа УК с.90, таблица.8.1. с мощностью 75 кВар 

Таблица 8.1 

Тип установки	Мощность, кВар	Количество ступеней	Габариты (длина Ч ширинаЧ высота), мм
УК2-0,38-75УЗ	75	2	375Ч430Ч650

 

ГЛАВА 8 Выбор числа и мощности трансформаторов на ТП

 

Количество трансформаторов на цеховой подстанции определяется категорией потребителей. Для электроснабжения ЭП 1 и 2 категории сооружают двух трансформаторные подстанции. Для питания потребителей 2 категории допускают сооружение однотрансформаторной подстанции при наличии низковольтных перемычек включаемых вручную или автоматически. 

Однотрансформаторные подстанции используются для питания неответственных потребителей 3 категории, если замена трансформатора или его ремонт производится в течение не более 1 суток. 

Сооружение однотрансформаторной подстанции обеспечивает значительную экономию капитальных затрат. 

Мощность трансформаторов выбираются по условию: 

при установке одного трансформатора:  ; 

при установке двух трансформаторов:   ; 

где  ─ максимальная расчетная мощность на шинах низкого напряжения подстанции: . Трансформаторы, выбранные по последнему условию, обеспечивают питание всех потребителей в нормальном режиме при оптимальной загрузке трансформаторов 0,6-0,7 загрузки, а в послеаварийном режиме оставшийся в работе один трансформатор обеспечивает питание потребителей с учетом допустимой аварийной перегрузки трансформатора на 40% от SH0M. 

=235 кВа. 

В качестве цеховой подстанции выбираем комплектную ТП заводского изготовления серии КТП, технические данные КТП приведены в таблице [6] таблица 9.11. 

Выбираем трансформатор: Таблица 9.11 

Параметры	КТП-250
Номинальная мощность трансформатора, кВЧА	250
Тип силового трансформатора	ТМФ
Тип шкафа на стороне 6 (10) кВ	ШВВ (1,2 ,3)
Тип шкафа на стороне 0,4 кВ:   Вводной:   Линейный:   Секционный:	ШВН (1,2,3)   ШЛН (1,2)   ШСН (1,2,3)
Габариты шкафов 6 (10) кВ, мм:   Ширина   Глубина   Высота	1120   1020   2075
Габариты шкафов 0,4 кВ, мм:   Ширина   Глубина   Высота	375   624   2075
Масса шкафов, кг:   На стороне 6 (10)кВ   На стороне 0,4 кВ	125   160

 

ГЛАВА 9 Расчёт токов короткого замыкания

9.1 Расчёт  токов трёхфазного короткого  замыкания

 

В процессе расчёта 3-х фазного к.з. определяются: 

1. - начальное действующее значение периодически составляющей точки по ней определяют термическую стойкость и коммутационную способность аппарата. 

2 Ударное значение тока к.з. - по нему проверяют аппараты, шины, изоляторы на электродинамическую устойчивость. 

Считаем, что мощность системы во много раз превышает мощность трансформатора, то напряжение на шинах НН подстанций считается неизменным. То есть, считаем, что к.з. питается от источника с неограниченной мощностью. 

Тогда периодическая составляющая тока к.з. остаётся неизменной в течении всего времени действия к.з.,тогда считаем, что IП 0=IКЗ. На расчётной схеме отмечаем расчётные точки к.з. и для каждой точки составляем схему замещения, на которой указываем активные и индуктивные составляющие, сопротивления всех элементов схемы от точки питания до точки к.з. 

Принципиальная схема для расчёта токов коротких замыканий: 

Расчёт трёхфазного короткого замыкания в точке К-1. 

Схема замещения: 

 

Активное и индуктивное сопротивление трансформатора выбираем по ,таблица 1.9.3. стр. 61:  мОм;  мОм. 

Сопротивление обмотки расцепителя и контактов автомата выбираем по , таблица 1.9.3. стр. 61:   мОм;  мОм;   мОм;  А. 

Сопротивление трансформатора тока выбираем по , таблица 1.9.2. стр. 61: 

мОм;   мОм;  ;    

где  , а  . 

Определяем суммарные активные и индуктивные сопротивления в короткозамкнутой цепи: 

 мОм;   мОм; 

Определяем полное сопротивление в короткозамкнутой цепи: 

=30 мОм. 

Ток трёхфазного короткого замыкания в точке К-1 определяем по формуле: 

; 

Определяем ударное значение тока короткого замыкания: 

; а  ; 

Расчёт трёхфазного короткого замыкания в точке К-2. 

Схема замещения: 

Сопротивление обмотки расцепителя и контактов автомата выбираем по , таблица 1.9.3. стр. 61: 

         . 

Определяем активное и индуктивное сопротивление распределительных линий питающих ЭП: 

 
X0 и r0 определяем по , таблица 1.9.5. стр. 62 

Определяем суммарные активные и индуктивные сопротивления в короткозамкнутой цепи: 

 мОм; 

 мОм; 

Определяем полное сопротивление в короткозамкнутой цепи: 

=158,4 мОм. 

Ток трёхфазного короткого замыкания в точке К-2 определяем по формуле: 

 
Определяем ударное значение тока короткого замыкания: 

; а  ; 

 

9.2 Расчёт  токов однофазного короткого  замыкания

 

Ток однофазного к.з. определяется для проверки надежности срабатывания защитного аппарата самого удаленного от шин КТП и ЭП. Расчёт однофазного тока короткого замыкания в точке К-3:

Схема замещения: 

 

Определяем сопротивления в короткозамкнутой петле линии фаза-нуль. Сопротивления: одной жилы кабеля 

  

нулевой жилы кабеля 

  

одной жилы провода 

  

индуктивное сопротивление петли кабеля 

индуктивное сопротивление петли провода  

Суммарное сопротивление петли фаза-нуль определяем по формуле: 

Ток однофазного к. з. находим по формуле: 

. 

 

Список использованной литературы:

1. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д., «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» − М: Энергоатомиздат, 1999 г. 

2. Липкин Б.Ю. «Электроснабжение  предприятий и установок» −  М: Высшая школа, 1990 г. 

3. Цигельман И.Е. «Электроснабжение городских зданий и коммунальных предприятий» − М: Высшая школа, 1982 г. 

4. Рожкова Л.Д., Козулин  В.С. «Электрооборудование станций  и подстанций» − М: Энергоатомиздат, 1987 г.

5. Конюхова Е.А. «Электроснабжение объектов» − М: Энергоатомиздат, 1988 г. 

6. Неклипаев Б.Н., Крючков И.П. «Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования». − М: Энергоатомиздат, 1989 г. 

7. «Электрический справочник» под редакцией Орлова И.Н. − М: Энергоатомиздат, 1989 г. 

8. «Правила устройств электроустановок (ПУЭ)» −М:Кнорус, 2007 г. 

9. Шеховцов В.П. «Расчет и проектирование схем электроснабжения». М: Форум-инфа-М, 2004.