7 Выбор схемы внутреннего электроснабжения и ее параметров

7.1 Выбор схемы межцеховой сети.

Схемы электрических сетей могут выполняться радиальными и магистральными. Схема межцеховой сети должна обеспечивать надежность питания потребителей ЭЭ, быть удобной в эксплуатации. Радиальные схемы распределения электроэнергии применяются главным образом в тех случаях, когда нагрузки расположены в различных направлениях от центра питания, а также для питания крупных электроприемников с напряжением выше 1 кВ.

Магистральные схемы целесообразны при распределенных нагрузках, при близком к линейному расположению подстанций на территории предприятия, благоприятствующем возможно более прямому прохождению магистралей от ГПП до ТП.

Расчет нагрузок трансформаторов. Результаты в таблице 7.1.

Таблица 7.1 – Нагрузки трансформаторных подстанций

7.2 Выбор сечений жил кабелей распределительной сети для обоих вариантов схем

При проектировании кабельных линий используется экономическая плотность тока. В ПУЭ установлены величины экономических плотностей тока jЭК зависящие от материала, конструкции провода, продолжительности использования максимума нагрузки ТНБ и региона прокладки.

Экономически целесообразное сечение определяют предварительно по расчетному току линии IРАС.НОРМ нормального режима и экономической плотности тока:

                                                                                   (7.1)

Найденное расчетное значение сечения округляется до ближайшего стандартного.

Для обеспечения нормальных условий работы кабельных линий и правильной работы защищающих аппаратов выбранное сечение должно быть проверено по допустимой длительной нагрузке, по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах, а также по термической стойкости при токах КЗ.

Проверка по допустимой токовой нагрузке по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах производится по условию Iрас ≤ Iдоп. факт,

где Iрас – расчетный ток для проверки кабелей по нагреву;

Iдоп. факт – фактическая допустимая токовая нагрузка.

Расчетный ток линии определяется как

,                                                                      (7.2)

где Sкаб – мощность, передаваемая по кабельной линии в нормальном или послеаварийном режиме работы; Uном – номинальное напряжение сети.

Фактическая допустимая токовая нагрузка в нормальном и послеаварийном режимах работы вычисляется по выражению

,                                                       (7.3)

где Iдоп.табл – допустимая длительная токовая нагрузка, при FСТ=50мм2 ÷ IДОП=165А; FСТ=70мм2 ÷ IДОП=210А; FСТ=95мм2 ÷ IДОП=255А;

Кt – коэффициент, учитывающий фактическую температуру окружающей среды, нормативная температура для кабелей, проложенных в земле +15°С;

Кпр – коэффициент, учитывающий количество проложенных кабелей в траншее;

Кпер – коэффициент перегрузки, зависящий от длительности перегрузки и способа прокладки (в земле или в воздухе), а также от коэффициента предварительной нагрузки.

Проверка сечений по термической стойкости проводится после расчетов токов КЗ. Тогда минимальное термически стойкое токам КЗ сечение кабеля:

,                                                                              (7.4)

где  - суммарный ток КЗ от энергосистемы и синхронных электродвигателей: tп=0,7 - приведенное расчетное время КЗ; С - термический коэффициент (функция) для кабелей 6 кВ с алюминиевыми жилами: поливинилхлоридная или резиновая изоляция С=78 Ас2/мм2; полиэтиленовая изоляция С=65 Ас2/мм2, бумажная изоляция - 83 Ас2/мм2[4]

Из четырех полученных по расчетам сечений - по экономической плотности тока, нагреву в нормальном и послеаварийных режимах и стойкости токам КЗ - принимается наибольшее, как удовлетворяющее всем условиям.

Пример расчета:

Экономическая плотность тока jЭК, необходимая для расчета экономически целесообразного сечения одной КЛ определяется по нескольким условиям.

а) в зависимости от числа часов использования максимума нагрузки Тнб=6200 ч/год.

б) в зависимости от вида изоляции КЛ – изоляция из сшитого полиэтилена.

в) в зависимости от материала, используемого при изготовлении жилы кабеля – медные.

г) в зависимости от района прокладки – европейская часть России.

В результате получаем:

Для КЛ №1:

Sкаб= 4703,2 кВА.

                                                                                (7.5)

А

                                                                                        (7.6)

мм2

Таким образом, изFст = 300 мм2

Аналогично рассчитываются сечения для остальных кабелей.

Результаты - в таблице 7.2.

Проверка кабелей по допустимому нагреву в нормальном и послеаварийном режимах работы.

В нормальном режиме:

Kt= 1 KПР= 1 KПЕР= 0,8 IДЛ.ДОП= 570 А

 IДОП.ФАКТ=510 А

Iрасч = 453,1 А

Iрасч < Iдоп, поэтому данное сечение удовлетворяет требованиям.

В послеаварийном режиме фактический длительный допустимый ток:

Kt= 1 KПР= 1 KПЕР= 1.25 IДЛ.ДОП= 570 А

 IДОП.ФАКТ=712,5 А

Iрасч = 390,5 А

Условие I рас.пав < I доп.пав выполняется. Результаты расчета для других линий в таблице 7.2

Проверка кабелей на термическую стойкость.

Расчетное значения тока короткого замыкания в точке 2 равно 13,5 кА.

IΣ= 13500 А

tП - приведенное расчетное время КЗ, tП =0,7. Для кабелей, отходящих от ГПП, tП =1.25с.

С - термический коэффициент кабелей 6 кВ с медными жилам для

Изоляции из сшитого полиэтилена С=65 Ас2/мм2.[12]

Для кабеля №1:

 мм2

Таким образом, минимальное допустимое сечение кабельной линии составляет 185 мм2.

Таблица 7.2 – Результаты расчетных токов, для кабельных линий

В системе электроснабжения завода применяются всего три вида сечений КЛ, поэтому требуется производить унификацию. Таким образом для прокладки внутризаводской сети используем кабели следующих сечений:

ВВГ 3*50,ВВГ 3*300,ВВГ 3*150.

7.3 Выбор оборудования электрической сети напряжением до 1 кВ

7.3.1 Подбор совокупности приемников, питаемых от ТП

Подбор совокупности электроприемников выполняем для насосной № 2. План цеха представлен в графической части проекта. Нагрузка этого цеха питается от ТП 3,ТП 4 Распределение нагрузки показано в таблице 7.6

Таблица 7.6 – электрооборудование насосной №2

8 Выбор оборудования

8.1 Выбор ограничителей перенапряжения

Для защиты оборудования подстанции от набегающих с линии импульсов грозовых перенапряжений, на стороне высшего напряжения трансформаторов Т1 и Т2, устанавливаются ограничители перенапряжений ОПН-110.

8.2 Выбор измерительных трансформаторов тока

Условия выбора и проверки:

Uном ³ Uном.сети ;

Iном ³ Imax.расч ;

 ;                                                                       (8.1)

                                                                              (8.2)

Результаты выбора измерительных трансформаторов тока сведены в таблицу 7.1

Таблица 8.1 – Результаты выбора трансформаторов тока

8.3 Выбор разъединителей

Условия выбора и проверки:

Uном ³ Uном.сети ;                                                                                (8.3)

Iном ³ Imax.расч ;                                                                                  (8.4)

iдин ³ iуд ;                                                                                          (8.5)

                                                                                        (8.6)

Результаты выбора разъединителей сведены в таблицу 8.2.

8.4 Выбор заземлителей

Условия выбора и проверки:

Uном ³ Uном.сети ;                                                                                (8.7)

iдин ³ iуд ;                                                                                          (8.8)

                                                                                        (8.9)

Результаты выбора заземлителей сведены в таблицу 7.3.

Таблица 8.3 Результаты выбора заземлителей

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10