2.7 Технико-экономическое обоснование выбранного типа трансформатора и величины напряжения

Вариант 1. ( Напряжение питающей линии- 10 кВ, силовые трансформаторы – ТМ-160/10.)

I. Капитальные затраты установленного оборудования и линии.

1.Линию принимаем воздушную, со сталеалюминевыми проводами АС и железобетонными опорами.

Экономическое  сечение при работе куста в течении за год определяется для экономической плотности тока при расчетном токе одной линии:

,            (2.43)

,              (2.44)

Принимаем сечение .

Стоимость 1км воздушной линии указанного сечения, установленного на железобетонных опорах, 60 тыс.руб./км..

Тогда при одной линии l=10км.,

2. В соответствии с нагрузкой куста установлены два трансформатора типа ТМ-160/10 мощностью по 160 кВА.

Паспортные данные трансформаторов:

Стоимость трансформаторов

3. На стороне 10 кВ установлены 2 разъединителя, 6 разрядника и 6 предохранителей общей стоимостью

Суммарные капитальные затраты:

,                    (2.46)

II. Эксплуатационные расходы.

1. Потери в линии определяют по удельным потерям, которые для принятого провода АС сечением 16мм 2  составляют

Тогда для расчетного тока одной линии активные потери в линии:

,               (2.46)

2. Потери в трансформаторах: реактивные потери холостого хода:

 ,           (2.47)

Реактивные потери короткого замыкания:

 ,          (2.48)

Приведенные потери активной мощности при коротком замыкании:

,                  (2.49)

где  

Полные потери в трансформаторах:

,                (2.50)

где  

3. Полные потери в линии и трансформаторах:

,               (2.51)

Стоимость потерь при

4. Средняя мощность амортизационных отчислений  

[2 с.152 табл.4.1]

Стоимость амортизации:

,             (2.52)

5. Суммарные годовые эксплуатационные расходы:

,                 (253)

III. Суммарные затраты:

,             (2.54)

IV. Потери электроэнергии:

,           (2.55)

V. Расход цветного металла (алюминия):

,                   (2.56)

где  [1 с.459 табл.7.35]

Вариант II. (Напряжение питающей линии – 6 кВ, силовых трансформаторы – ТМ-250/6)

I. Капитальные затраты установленного оборудования и линии.

1.Линию принимаем воздушную, со сталеалюминевыми проводами АС и железобетонными опорами.

Экономическое  сечение при работе куста в течении за год определяется для экономической плотности тока при расчетном токе одной линии:

,            (2.56)

,              (2.57)

Принимаем сечение .

Стоимость 1км воздушной линии указанного сечения, установленного на железобетонных опорах, 65 тыс.руб./км..

Тогда при одной линии l=10км.,

2. В соответствии с нагрузкой куста установлены два транс

форматора типа ТМ-250/6 мощностью по 250 кВА.

Паспортные данные трансформаторов:

Стоимость трансформаторов

3. На стороне 6 кВ установлены 2 разъединителя, 6 разрядника и 6 предохранителей общей стоимостью

Суммарные капитальные затраты:

                        ,                       (2.58)

II. Эксплуатационные расходы.

1. Потери в линии определяют по удельным потерям, которые для принятого провода АС сечением 25 мм 2  составляют

Тогда для расчетного тока одной линии активные потери в линии:

,               (2.59)

2. Потери в трансформаторах: реактивные потери холостого хода:

 ,           (2.60)

Реактивные потери короткого замыкания:

 ,          (2.61)

Приведенные потери активной мощности при коротком замыкании:

,                  (2.62)

где  

Полные потери в трансформаторах:

,                (2.63)

где  

3. Полные потери в линии и трансформаторах:

,               (2.64)

Стоимость потерь при

4. Средняя мощность амортизационных отчислений   [2 с.152 табл.4.1]

Стоимость амортизации:

5. Суммарные годовые эксплуатационные расходы:

III. Суммарные затраты:

IV. Потери электроэнергии:

V. Расход цветного металла (алюминия):

где   [1 с.459 табл.7.35]

Таблица 2.6

Как видно из таблицы I вариант схемы электроснабжения куста технически и экономически более выгодна чем II, поэтому выбираем I вариант электроснабжения.

2.8 Расчет токов короткого замыкания

Коротким замыканием называется всякое случайное или преднамеренное, не  предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных частей электроустановки между собой или землей, при котором токи резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

Короткое замыкание в сети может сопровождаться:

- прекращением питания потребителей

- нарушением нормальной работы других потребителей

- нарушением нормального режима работы энергосистемы

Для предотвращения коротких замыканий и уменьшения их последствий необходимо:

- устранить причины, вызывающие короткие замыкания

- уменьшить время действия защиты

- применять быстродействующие выключатели

Рисунок 2.3 - Расчетная схема и схема замещения

Расчет тока короткого замыкания в точке К1

Сопротивление воздушной линии , Ом, вычисляют по формуле

               (2.65)

Суммарное сопротивление до точки К1 , Ом, вычисляют по формуле

              (2.66)

Силу тока короткого замыкания  , кА, вычисляют по формуле

Iк1 = ,          (2.67)

где: - базисное напряжение в точке К1, кВ

Силу ударного тока , кА, вычисляют по формуле

            (2.68)

где: - ударный коэффициент

Мощность короткого замыкания , МВА, вычисляют по формуле

                  (2.69)

Расчет тока короткого замыкания в точке К2

Активное сопротивление трансформатора  , Ом, вычисляют по формуле

                                                           (2.70)

                  (2.71)

Индуктивное сопротивление трансформатора , Ом, вычисляют по формуле

 =                 (2.72)

                (2.73)

х*тр = = 0,024 Ом

Сопротивление хΣк1  приводят к U=0,4 кВ по формуле

            (2.74)

Суммарное сопротивление до точки К2 вычисляют по формуле

                  (2.75)

Сила тока короткого замыкания

Сила ударного тока

Мощность короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания в точке К3

Активное сопротивление кабельной линии rкл , Ом, вычисляют по формуле

                  (2.76)

Индуктивное сопротивление кабельной линии

Суммарное сопротивление до точки К3

              (2.77)

Сила тока короткого замыкания

Сила ударного тока

Мощность короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания в точке К4

Активное сопротивление трансформатора

Индуктивное сопротивление трансформатора

Полное сопротивление трансформатора , Ом, вычисляют по формуле

                 (2.78)

Приводим сопротивление

Суммарное сопротивление до точки К4 вычисляют по формуле

                (2.79)

Сила тока короткого замыкания

Сила ударного тока

Мощность короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания в точке К5

Активное сопротивление кабельной линии

Индуктивное сопротивление кабельной линии

Полное сопротивление кабельной линии

Суммарное сопротивление до точки К5

             (2.80)

Сила тока короткого замыкания

Сила ударного тока

          (2.81)

где:  - пусковой ток двигателя

Пусковой ток двигателя вычисляют по формуле

                   (2.82)

где:  - коэффициент пуска

Мощность короткого замыкания

2.9 Расчет и выбор питающей линии

Сечение проводов ЛЭП при напряжении выше 1000 В выбирается, согласно ПУЭ, по экономической плотности тока, в зависимости от

продолжительности использования линии и проверяется по нагреву, по потере напряжения, на отсутствие короны, на механическую прочность.

При выборе сечения проводов исходят из условия соответствия провода требованиям нормальной работы линии и потребителей.

При выборе площади сечения проводов наиболее выгодной будет площадь, которая соответствует условиям минимума расчетных затрат.

Экономически выгодное сечение , мм2, вычисляют по формуле

 ,                (2.82)

где: - экономическая плотность тока

Ток трансформатора I, А, вычисляют по формуле

 ,               (2.83)

Сечение проводов выбирается из условия   S ≥ Sном.. Выбираем провод марки А -16

Таблица 2.7

Проверка провода на потерю напряжения

Потерю напряжения ΔU, В, вычисляют по формуле

,                   (2.84)

где: - активное сопротивление, Ом

 - индуктивное сопротивление, Ом

               (2.85)

             (2.86)

Проверка провода по нагреву току нормального режима

               (2.87)

где  для ВЛ

Проверка провода на механическую прочность

                (2.88)

По нормам ПУЭ для линии 10 кВ минимальное сечение провода    16 мм2

Выбираем провод марки АС - 16

2.10 Расчет распределительной сети

Выбор кабеля для питания электродвигателя

Расчет питающего кабеля ведем по экономической плотности тока. В применяемых кабелях КПБП экономическая плотность тока не превышает.

Применение плоского кабеля обусловлено необходимостью уменьшить поперечные размеры погружного устройства.

Питающий кабель прикрепляется к насосным трубам с помощью металлических скоб.

Экономически выгодное сечение кабеля

            (2.89)

По таблице выбираем трехжильный бронированный кабель КПБП

Проверяем кабель на потерю мощности. Потерю электрической мощности ΔР, кВт, в кабеле КПБП  длиной 1000м определяем по формуле:

             (2.90)

где:  - сопротивление в кабеле, Ом

Сопротивление в кабеле длиной 1000м можно определить по формуле:

            (2.91)

где:  - удельное сопротивление при температуре Тк Ом∙мм2/м

 - площадь сечения кабеля, мм2

Удельное сопротивление кабеля Тк = 328 К

           (2.92)

ρ - удельное сопротивление меди при Т293 К

α - температурный коэффициент для меди

Находим полное сопротивление кабеля длиной 1000м

Найдем длину всего кабеля когда расстояние от устья до станции управления 50м,запас30 и глубина спуска насоса 900 м.

Из таблицы «Потери напряжения в кабеле в зависимости от температуры и нагрузки» определяют допустимую потерю напряжения в кабеле. В кабеле сечением жил 10 мм2 на каждые 100 м длины допустимые потери составляют  . Тогда допустимые потери в кабеле при длине 980 м вычисляют по формуле (2.85)

Кабель выбран верно

Выбор кабеля до станции управления

Выбор кабеля до станции управления ведем по допустимому нагреву. Ток проходящий по кабелю нагревает его. Сечение проводников в низковольтных сетях выбирается из условия допустимого нагрева.

              (2.93)

             (2.94)

где:  - коэффициент защиты

- ток защитного аппарата, А

Проверяем кабель на потерю напряжения

Проверяем на нагрев токами нормального режима

             (2.95)

 ;

                  (2.96)

Кабель выбран, верно.

Выбираем четырехжильный кабель ПВШв

Расчет и выбор шин

Шины выбираются по номинальному току проверяются на динамическую стойкость к токам короткого замыкания

Определяем номинальный ток

Подбираем стандартное сечение шин. Предполагаем к установке алюминиевые однополосные шины с допустимым током [1 395табл.7.3]

Проверяем выбранное сечение шин на электродинамическую стойкость к токам короткого замыкания.

                    (2.97)

где, расстояние между точками крепления шин, см.

 ударные ток, кА

 момент сопротивления , ,зависит от укладки шин.

расстояние между фазами, .

Момент сопротивления шин W, см3, считая, что шины уложены плашмя вычисляют по формуле

               (2.98)

где,  ширина,;

высота,

Определяем динамическое усилие в металле шин  

               (2.99)

Шины динамически устойчивы к токам короткого замыкания

Выбираем шины

2.11 Выбор высоковольтного электрооборудования с проверкой на устойчивость к токам короткого замыкания

Разъединитель предназначен для создания видимого разрыва электрической цепи.

Разъединитель выбирается по номинальному току и напряжению и проверяется на термическую и динамическую стойкость к токам

короткого замыкания

Таблица 2.8

Выбираем разъединитель РЛНДЗ-10/400 У1 с приводом [1 с.268. табл.5,5]

Предохранитель выбирается по номинальному току и напряжению и проверяется по отключаемому току и мощности

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5