2.2 Выбор силовых трансформаторов

2.2.1Выбор трансформаторов ГПП и проверка по коэффициенту загрузки, аварийному и номинальному режиму работы

Используя расчётные данные таблицы 1 определяем мощность трансформаторов ГПП:

SmpГПП=

где Кум – коэффициент участия в максимуме нагрузки, Кум=0,9.

SmpГПП = принимаем два трансформатора типа ТДН-25000/110 и ТДН-16000/110 ([1], с. 180, табл. 9.3.).

Данную мощность трансформаторов проверяем на коэффициент загрузки:

в аварийном режиме – при отключении одного трансформатора второй должен обеспечить 75-80% нагрузки предприятия:

k%авар=

k%авар=

k%ном=

k%ном=

Окончательно выбираем трансформатор ТДТН – 25000/110. Определяем коэффициент загрузки трансформатора. Когда один из них работает, а второй - резервный.

β=

2.2.2      Определение средневзвешенного cos φ

Определение средневзвешенного tgφ:

tgφсв=;

По tgφсв определяем cosφсв:

φ=arc tg 0,27=15,1°;

cosφсв=cos15,1°=0,96;

Так как коэффициент высокий cosφсв =0,96, то повышать его не надо.

2.2.3 Определение потерь трансформаторов ГПП

Определяем потери в трансформаторе. Данные трансформатора ТДТН 25000/110 S ном = 25000 кВА; потери холостого хода Рх.х = 36 кВт; Рк.з = 140 кВт; напряжение U к.з.=17 %, ток холостого хода іо = 0,9 % от Іном.

Потери в трансформаторе ∆ Рт и его реактивная мощность составит:

∆ Рт = Р х.х.+ β2∆ Рк.з.=36+0,852*140=155,6 кВт

∆ Qт= S ном ∆ Qт% 10-2 = S ном (∆ Qх.х+ β2 ∆ Qк.з)* 10-2

∆ Qх.х = іо%=0,9; ∆ Qк.з = U к.з = 17 %

∆ Qт= 25000(0,9+0,852*17)*10-2=3837,5 кВАР

С учётом потерь в трансформаторе и его реактивной мощности после расчёта нагрузка трансформатора составит:

S p =

2.2.4 Выбор трансформаторов 6/0,4 кВ

Для выбора трансформатора к установке необходимо опредлить расчётную мощность (Sр) для данной установки.

Расчётная мощность определяется по формуле:

Sр=, кВ·А; (2.4)

где Рн – номинальная мощность установки, кВт;

Кс – коэффициент спроса, принимаем из табл. 1;

cosφв – коэффициент мощности, см. табл. 1.

Определяем коэффициент загрузки трансформатора по формуле

β=

По формуле 2.4 определяем расчётную мощность для СБШ-250 МН:

Sр= кВ·А;

По Sр=386 принимаем трансформатор марки ТМ-400/6-10 ([1], c.180, табл.9.3)

Коэффициент загрузки трансформатора определяем по формуле 2.5

β=

Окончательно принимаем трансформатор марки ТМ-400/6-10 ([1], c.180, табл.9.3)

Определяем расчётную мощность для 2СБШ200 :

Sр= кВ·А;

По Sр=320 принимаем трансформатор марки ТМ-400/6-10 ([1], c.180, табл.9.3)

Определяем коэффициент загрузки трансформатора

β=

Окончательно принимаем трансформатор марки ТМ-400/6-10 ([1], c.180, табл.9.3)

Определяем расчётную мощность для 1СБУ-125 :

Sр= кВ·А;

По Sр=28,5 принимаем трансформатор марки ТМЭ-40/6-10 ([13], c.324)

Определяем коэффициент загрузки трансформатора

β=

Окончательно принимаем трансформатор марки ТМЭ-40/6-10 ([13], c.324)

Определяем расчётную мощность для Промплощадки :

Sр= кВ·А;

По Sр=174,2 принимаем трансформатор марки ТМ-250/6-10 ([1], c.180, табл.93)

Определяем коэффициент загрузки трансформатора

β=

Окончательно принимаем трансформатор марки ТМ-250/6-10 ([1], c.180, табл.93)

Определяем расчётную мощность для Забойного конвейера :

Sр= кВ·А;

По Sр=55 принимаем трансформатор марки ТМЭ-100/6-10 ([13], c.324)

Определяем коэффициент загрузки трансформатора

β=

Окончательно принимаем трансформатор марки ТМ-100/6-10 ([13], c.324)

Определяем расчётную мощность для Освещения :

Sр= кВ·А;

Где  - суммарная мощность ламп, кВт

- к.п.д. осветительной сети (0,95÷0,96)

- к.п.д. светильников ( с ЛН , с ЛЛ )

По Sр=174,2 принимаем трансформатор марки ТМЭ-40/6-10 ([13], c.324)

Определяем коэффициент загрузки трансформатора

β=

Окончательно принимаем трансформатор марки ТМЭ-40/6-10 ([13], c.324)

2.2.5 Сводная таблица выбранных трансформаторов

Данные трансформаторов сводим в таблицу 2

Таблица 2

2.3 Обоснование схемы электроснабжения

2.3.1 Составление однолинейной схемы электроснабжения приемников согласно заданию

В связи с большой протяженностью карьера необходимо установить два ГПП.

Для этого необходимо выбрать два трансформатора для ГПП.

SmpГПП =

принимаем два трансформатора типа ТДН-10000/110 и ТДН-16000/110 ([1], с. 180, табл. 9.3.).

Данную мощность трансформаторов проверяем на коэффициент загрузки:

в аварийном режиме – при отключении одного трансформатора второй должен обеспечить 75-80% нагрузки предприятия:

k%авар=;

k%ном=

k%авар=;

k%ном=

Окончательно выбираем трансформатор ТДТН – 10000/110

Определяем потери в трансформаторе. Данные трансформатора ТДТН 10000/110 S ном = 10000 кВА; потери холостого хода Рх.х = 18 кВт; Рк.з = 60 кВт; напряжение U к.з.=10,5 %, ток холостого хода іо = 0,9 % от Іном.

Потери в трансформаторе ∆ Рт и его реактивная мощность составит:

∆ Рт = Р х.х.+ β2∆ Рк.з.=18+0,852*60=61,35 кВт

∆ Qт= S ном ∆ Qт% 10-2 = S ном (∆ Qх.х+ β2 ∆ Qк.з)* 10-2

∆ Qх.х = іо%=0,9; ∆ Qк.з = U к.з = 10,5 %

∆ Qт= 10000(0,9+0,852*10,5)*10-2= 848,6 кВАР

С учётом потерь в трансформаторе и его реактивной мощности после расчёта нагрузка трансформатора составит:

S p =

Окончательно выбираем трансформатор ТДТН – 10000/110.

2.3.2   Обоснование принятых длин воздушных и кабельных ЛЭП

Воздушные линии электропередачи предназначены для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположение на опорах и закреплённым с помощью изоляторов и арматуры.

На открытых горных работах сооружаются стационарные и передвижные воздушные линии. Стационарные внутрикарьерные линии сооружаются на нерабочих уступах для подачи электроэнергии к внутрикарьерным распределительным пунктам и подстанциям. Передвижные линии электропередачи, подлежащие перемещению, удлинению или укорочению, сооружаемых на рабочих уступах, выполняются на опорах с железобетонными, деревянными или металлическими основаниями. Для внутрикарьерных воздушных линий электропередачи должны применятся провода: алюминиевые марки А, сталеалюминевые марки АС и стальные многопроволочные марки ПС. Для передвижных линий карьеров используют алюминиевые провода сечением не более 120 мм2 или сталеалюминевые сечением не более 95 мм2. Для стационарных линий карьеров используют сталеалюминевые провода сечением не более 185 мм2. Стальные многопроволочные провода необходимо применять для прокладки по опорам воздушных линий заземляющих магистралей от заземляющих очагов на поверхности карьера до приключательных пунктов, комплектных трансформаторов рассчитывается, но оно должно быть не ниже минимально допустимых по мехпрочности значений. Длина передвижных ВЛ не должна превышать 2 километра, так как через каждые 2 километра необходимо устанавливать заземления.

На открытых горных разработках широко используются для питания электроприёмников различные кабели.

Для стационарных установок карьера (магистральные конвейеры, насосные и компрессорные установки, мастерские и т.п.) применяются бронированные и не бронированные кабели с пропитанной и обеднённопропитаной бумажной изоляцией СБ, СК, АСБ, ААБ, СБГ, ААБГ, СГ, АГ, ААГ, ААШВ, имеющие три или четыре жилы.

Для питания электроэнергии мощных экскаваторов применяются гибкие кабели на напряжение 6-10 кВ типа КГЭ.

Для питания передвижных электроприёмников карьеров (буровые станки, оборудование горнотранспортных комплексов и др.) применяются гибкие кабели с резиновой изоляцией типов ГРШ, ГРШЭ, ГТШ, КТ и т.д.

Согласно ГОСТ 22483-77, основные жилы могут быть следующим сечением:

1,5; 2,5; 4; 5; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 240; 300; 400; 500; 625; 800; 1000 мм2.

Для расчёта электрических сетей составляют план и схему электроустановок и определяют нагрузку на каждую воздушную линию

Задачей расчёта является определение минимальных сечений проводов и кабелей. Правил устройства электроустановок и ПТЭ открытых горных работ.

Расчёт сечения проводов стационарных линий и кабелей напряжением выше 1000В производят по тепловому режиму (длительностью до нагрева), допустимой потери напряжения экономической тока, механической прочности проводов воздушных линий и тепловой (термической) прочности кабелей напряжением выше 1000В также короткого замыкания.

2.4 Расчет сечения воздушных и кабельных ЛЭП

2.4.1 Выбор сечения стационарных ЛЭП

Определяем сечение линий для питания трансформаторов ГПП S = 10000 кВА, ℓ =29,01км, cos φ= 0,96.

Принимаем к эксплуатации ВЛ со сталеаллюминиевым проводом.

2)                Определяем величину расчётного тока

Ір =  

Принимаем к установке ВЛ сечением АС-35 с І доп.=175 А.([1],с.182, табл. 9.5)

3)                Определяем допустимую потерю напряжения

∆U%= r0,x0 ([1],с.193, табл. 9.8)

По потере напряжения принимаем АС-35 с І доп.=175 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

4)                Проверяем сечение по экономической плотности тока

Sэк =

і эк = 1 А/мм2 ([1], с.189, табл.9.7).

Принимаем АС-120 с І доп.=380 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

5)                Проверяем сечение по термической стойкости к действию токов к.з.

S терм.=

Принимаем АС-35 с І доп.=175 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

5)Определяем сечение по условиям механической прочности Sмех = 35 мм2

([2],с.228, табл. 6.6) Принимаем АС-35 с І доп.=175 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

6) Окончательно принимаем наибольшое выбранное сечение

Принимаем АС-120 с І доп.=380 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

Определяем сечение линий для питания РУ №1 ℓ =2,912км,

Линия содержит: ЭКГ10УС-4; СБШ-250МН-1; 2СБШ200-2; 1СБУ125-1; Освещение-4; ЭКГ 4,6Б-1; ЭКГ 12,5-1; Забойный коныейер-1.

Принимаем к эксплуатации ВЛ с аллюминиевым проводом.

6)                Определяем величину расчётного тока

Так как РУ можно запитать с помощью 4-х линий. Поэтому расчетный ток нужно уменьшить в 4 раза

Принимаем к установке ВЛ сечением А-35 с І доп.=170 А.([1],с.182, табл. 9.5)

7)                Определяем допустимую потерю напряжения

∆U% =

По потере напряжения принимаем А-120 с І доп.=375 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

∆U% =

По потере напряжения принимаем А-120 с І доп.=375 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

8)                Проверяем сечение по экономической плотности тока

Sэк =

і эк = 1 А/мм2 ([1], с.189, табл.9.7).

Принимаем А-150 с І доп.=440 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

9)                Проверяем сечение по термической стойкости к действию токов к.з.

S терм.=

Принимаем А-95 с І доп.=320 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

5)Определяем сечение по условиям механической прочности Sмех = 35 мм2

([2],с.228, табл. 6.6) Принимаем А-35 с І доп.=170 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

6) Окончательно принимаем наибольшое выбранное сечение

Принимаем А-150 с І доп.=440 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

Определяем сечение линий для питания РУ №2 ℓ =2,912км,

Линия содержит: ЭКГ10УС-1; СБШ-250МН-2; 1СБУ125-2; Освещение-2; ЭКГ 4,6Б-1; ЭКГ 12,5-2;Землесос-1; Водоотлив-3.

Принимаем к эксплуатации ВЛ с алюминиевым проводом.

1)Определяем величину расчётного тока

Так как РУ можно запитать с помощью 4-х линий . По-этому расчетный ток нужно уменьшить в 4 раза

Принимаем к установке ВЛ сечением А-35 с І доп.=170 А.([1],с.182, табл. 9.5)

2)                Определяем допустимую потерю напряжения

∆U% =

По потере напряжения принимаем А-120 с І доп.=375 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

∆U% =

По потере напряжения принимаем А-120 с І доп.=375 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

3)                Проверяем сечение по экономической плотности тока

Sэк =

і эк = 1 А/мм2 ([1], с.189, табл.9.7).

Принимаем А-120 с І доп.=375 А. ([1],с.182, табл. 9.5)

4)                Проверяем сечение по термической стойкости к действию токов к.з.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6