VADIM_2 (Расчет нагрузок с помощью ЭВМ)

3.2. Выбор схемы и расчет высоковольтной сети.

Система электроснабжения предприятия состоит из источников пи­тания и линий электропередач, осуществляющих подачу электроэнергии к предприятию, понижающих, распределительных и преобразователь­ных подстанций и связывающих их кабелей и воздушных линий.

Требования, предъявляемые к электроснабжению предприятий в ос­новном зависят от потребляемой ими мощности и характера электриче­ских нагрузок, особенностей технологии производства, климатических условий, загрязненности окружающей среды и других факторов.

Схемы и конструктивное исполнение системы электроснабжения должны обеспечивать возможность роста потребления электроэнергии предприятием без коренной реконструкции системы электроснабжения. Требования технологии оказывают решающее значение при определении степени надежности питания и построения схемы электроснабжения. Недоучет этих требований может привести как к недостаточному резервированию, так и к излишним затратам.

Источником электроснабжения обогатительной фабрики будет служить энергосистема, через ГПП, примыкаемой к территории обо­гатительной фабрики. От ГПП до распределительных устройств обо­гатительной фабрики электроэнергия передается по воздушным линиям электропередачи напряжением 6000 В.

Вторая линия электропередачи обеспечивает передачу электроэнергии от ГПП до КТПН насосной станции 1 подъема, с отпайками к распре­делительному устройству 6000В насосной станции оборотной воды. Каждая линия состоит из двух взаиморезервируюмых цепей. От распределительного устройства 6000В обогатительной фабрики по кабельным линиям 6000В осуществляется питание:

-двух высоковольтных электродвигателей бесшаровых мельниц мокрого самоизмельчения руды (по 630 кВт каждый);

-двух комплектных трансформаторных подстанций цеха рудоподготовки мощностью 630 кВа каждая;

-двух комплектных трансформаторных подстанций цехов обогащения и доводки мощностью 630 кВа каждая;

-одной комплектной трансформаторной подстанции мощностью 630 кВа для электрического освещения помещений и территории фабрики. По степени надежности электроснабжения фабрика и хвостовое хозяйство относятся к потребителям 2 категории.

Согласно параграфу 13.28 ПУЭ сборные шины в пределах РУ по экономической плотности тока не выбираются, поэтому выбор производим по допустимому току, равного току наиболее мощного присоединения, в данном случае генератора.

Наибольший ток нормального режима принимается при загрузке генератора до номинальной мощности Рном, при номинальном напряжении U cos ф ном:

Рном

Iном=Iном.г =  (3.3);

3*Vном *cos

где Рном - номинальная мощность генератора принимается по табл.2-1 [10],кВт;

Vном - номинальное напряжение сети ,кВ;

cos  - коэффициент мощности номинальный , принимается по табл.2-1 [10]

4000

Iном = Iном.г = ————— = 458,7 А;

3*6.3*0.8

Принимаем шины прямоугольного сечения аллюминиевые 2(40*4) мм²,

Iдоп = 480А из таб.3.14[7].

Проверяем выбранное сечение шин по допустимому току в нормальном режиме:

Imax Iдоп;

Imax = 458,7А  Iдоп = 480 А;

Проверка сборных шин на термическую стойкость производится после расчетов токов короткого замыкания .

Условие проверки:

Sт min  Sт

где S т min - минимальное сечение по термической стойкости ,мм²;

S т - выбранное сечение шин, мм².

Выбор сечения линий электропередач производим по экономической плотности тока:

Ip

F э = ---- ; (3.5)

э

где Iр - расчетный ток линии;

э - экономическая плотность тока из табл.5-7[5], мм²;

Fэ - ceчeн ^» ; линии, мм².

по допустимому току нагрева в послеаварийном режиме:

1доп  Iав;

где Iдоп - допустимый ток нагрева линии, принимается по табл.п 3.3 |7],А.

Определим расчетный ток линии:

Sp

Iр= ; (3.6)

3V*n

где Sp = 29 3,75кВА - расчетная мощность фабрики из таб. ;

V = 6,3 кВ подводимое напряжение;

n - количе во линий;

2948,75

Iр=  = 135,3 А;

3*6,3*2

Iав = 2*Iр = 2*135,3 =270А.

Определяем сечение линии электропередачи:

Ip 135,3

Fэ=  =  = 96,6 мм²

э 1.4

По таблице 3.3[7] выбираем воздушную линию из 2-х взаиморе-зервирующих цепей марки АС/16, Iдоп = ЗЗОА.

Проверяем выбранное сечение линии по нагреву током послеаварийном режиме:

Iдоп =ЗЗОА>Iав=270А

Sp = Sр пнc + Sp н об воды + Sp н 1 подъема; (3.7)

где Sp пн = 388,98 - расчетная мощность пульпонасосной станции из таб.З.1[7];

Sp н об воды = 919,83 кВА - расчетная мощность насосной станции оборотной воды из таб.3.1

Sp н 1 подьема = 218,25 кВА - расчетная мощность насосной станции 1 подъема и таб.3.1

Sp = 388,98 + 919,83 + 218,25 = 1527,06 кВА;

1527.25

Iр=  = 70 А;

3*6,3*2

Iрав = 2*Iр =2*70 = 140 А;

70

Рэ =  = 50 мм²

1.4

По таб.3.3[7] выбираю воздушную линию из двух взаимореэервиуемых линий марки АС 50/8, Iдоп = 210А.

Проверяем их по нагреву током в послеаварийном режиме:

Iдоп = 210А > I ав = 140А;

Sp = Sр н об воды + Spн 1 подъема; (3.8)

Sp =919,83+218,25 = 1138,88 кВА;

1138,88

Ip =  = 52,2 А;

2 3*6,3

Iав = 2*52,2 = 104.4А

52,2

Fэ =  = 37,3 мм²;

1.4

По таблице П.3.3 [7] выбираю сечение воздушной линии АС 35/6,2;

Iдоп =175.A

Проверяем линию по нагреву током в послеаварийном режиме:

Iдоп = 175А > Iав =104,4А.

Sp = 218.25А;

218,25

Ip=  = 10 А ;

23*6.3

Iав = 2*10 = 20 А;

10

Fэ =  = 7 мм²;

1.4

По табл.П.3.3 [7] выбираем сечение воздушной АС25/4,2; Iдоп = 135А. Проверяем линию по нагреву током в послеаварийном режиме:

Iдоп = 135А > Iав =20А.

Выбор сечения питающих кабелей производим:

- по экономической плотности тока;

- по допустимому току нагрева в нормальном и аварийном режимах;

- по термической устойчивости к токам КЗ.

Выбор кабельной линии производим по расчетному току трансформатора:

Spm (3.9)

Ip=  = 57,8 А;

3*Vн

где Spm = 630 кВА - расчетная мощность трансформатора из таб.3.2

Vн = 6,3 кВ - подводимое напряжение:

630

Iр= 

3*6,3

Ip 57.8

Fэ=  =  41,3 мм²

э 1.4

где э =1,4 мм² - экономическая плотность тока для кабелей с аллюминевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией в аллюминевой оболочке, при числе часов использования максимума нагрузки 4000 часов принимается по табл. 5-7 [5].

Пo таб.10. [2] принимаю кабель марки ААШ_в проложенный в кабельном канале, сечением 35 мм². Выбор сечения кабеля по допустимому току нагрева производится по неравенствам:

• в нормальном режиме:

Ip

1доп  ; (3.10)

Кпр

где Iр - расчетный ток трансформатора;

Кпр - коэффициент прокладки учитывающий число параллельно работающих кабелей проложенных в земле.

Кпр =1- так как прокладывается 1 кабель [1].

Iдоп =125А >Iр-57,8А.

в аварийном режиме:

Iaa

Iдоп  

Кпр * Кпер

где Кпер - коэффициент перегрузки, на начальной стадии проектирования допускается перегрузка кабеля на 30%, [I].

80,9

1доп > = 62,2 А;

1.3

После расчета тока КЗ производим проверку выбранного сечения кабеля по термической устойчивости к токам КЗ.

630

Ip =  = 57,8 А.

3*6,3

Iав = 1.4 Iр +Ip = 1.4* 57.8 + 57,8 – 138,72 А.

57,8

Fэ =  = 41,3 мм².

1,4

4. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ .

4.1. Расчет токов короткого замыкания и проверка на устойчивость основного электрооборудования низковольтной сети .

Первую точку для определения тока КЗ выбираем сразу после трансформатора. В этой точке ток КЗ будет максимальным, и если он будет меньше, чем предел динамической устойчивости у автоматов, то оборудование выбрано верно и расчет токов КЗ на этом прекращается.

Трансформатор

ТСЗ-160/10 Ква

SH=160 кВА

Uвн = 10 кВ

Uнн = 0,4 кВ

Рхх = 700 Вт

Ркк=2700

Uкк = 5,5%

Iхх = 4%

Рис 4.1 cхема замещения для расчета токов КЗ в точке К1.

Ток трехфазного КЗ определяется по формуле:

Uн

Iк=  (4.1)

_________________

/ ________

3(R²+X²)

где Uн - номинальное напряжение сети, В;

R - суммарное активное сопротивление цепи, мОм;

X - суммарное реактивное сопротивление цепи, мОм;

где

R = Ртр+Рав (4.2)

Рк*Uнн²

Где  *10⁶ = 16,9 мОм

Smm²

Активное сопротивление трансформатора.

Rав =1,1 мОм - активное опротивление АВ с учетом переходных сопротивлий контактов (табл.2.54[1]

R = 16,9+1,1 мОм = 18мОм

Х = Хтр+Хав ; (4.3)

1де

Хав = 0,5 мОм - реактивное сопротивление АВ (табл.2.54[1])

_____________

Хтр = Zmm² – Rmm² (4.4)

10 * Uк* Uнн² 10 *5,5 *0,4²

Zтр =  =  0,055Ом = 55 мОм;

Smm 160

_________

Хтр55²-16,9² =52,3 мOм

• реактиктивное сопротивление трансформатора;

X =52,3+0,5 =52,8 мОм

400

Iк=  = 4,14 кА.

__ ________