А) Выключатели В1 и В2

Нижневартовск 2015

Выбрать оборудование и рассчитать сеть внешнего электроснабжения промышленного предприятия.

Исходные данные:

1 Мощность электрической системы составляет 600 МВ˖А, реактивное сопротивление на стороне 110 кВ, отнесенное к мощности ЭЭС (электроэнергетической системы), x_c=0,8.

2 Питание завода возможно с шин 110 кВ подстанции.

3 Расстояние от подстанции ЭЭС до ГПП завода – 4 км.

4 Расчетная нагрузка завода составляет 18640 кВ˖А.

5 Потребители завода согласно категориям “Правил устройства электроустановок” распределяются следующим образом: Iкатегория – 30%; II категория – 55%; III категория – 15%”.

Решение

Потребители электрической энергии первой и второй категории требуют обеспечить питания от двух независимых источников. Для каждого случая имеются несколько разработанных схем электроснабжения. Классическим вариантом является электроснабжение по двум воздушным линия 110 кВ до ГПП завода, расположенного в центре электрической нагрузки (рисунок 1).

Внешнее электроснабжение

Внутреннее электроснабжение

Рисунок 1 – схема внешнего электроснабжения завода.

Выбор числа и мощностей трансформаторов для системы внешнего электроснабжения

Выбор мощности трансформаторов ГПП производим по расчетной мощности завода с учетом коэффициента загрузки трансформаторов в нормальном и аварийном режиме, а также с учетом перегрузочной способности трансформаторов. Полная расчетная мощность завода равна 18640 кВ˖А.

Общая перезагрузка не должна превышать 40 %

Намечаем к установке два трансформатора с номинальной мощностью S_н=16000 кВ˖А. Загрузка трансформаторов:

в нормальном режиме

в последовательном режиме (отключен один трансформатор)

Проверяем возможность работы намеченных трансформаторов при отключении одного из них.

При отключении одного из трансформаторов, оставшийся в работе трансформатор, с учетом допустимы 40 % аварийной перегрузки сможет пропустить

т.е. всю потребляемую заводом мощность.

Таким образом, на ГПП завода устанавливается два трансформатора мощностью по 16000 кВ˖А каждый тип ТД 1600/110.

Технические данные трансформатора:

Выбор электрооборудования схемы внешнего электроснабжения

а) Выключатели В1 и В2

Предварительно выбираем головные выключатели (В1 и В2) по номинальным данным (U_н≥U_{н уст}; I_{н дл} ≥ I_maxp; S_{н отк} ≥S_{p отк};I_нотк≥I_{р отк}). Рабочее напряжение схемы питания U_{н уст}=110 кВ.

Максимальный рабочий ток (расчетный ток форсированного режима) линии определяется из условия, что в аварийном режиме одна линия полностью обеспечивает нагрузку завода S_p, т.е.

(1)

Для определения мощности , отключаемой выключателями B1 и B2, намечаем расчетную точку короткого замыкания (КЗ) К1 (рисунок 2).

Рисунок 2 – Схема замещения (точка К1).

Все сопротивления приводятся к базисной мощности:

Сопротивление системы в относительных базисных единицах:

(2)

где x_*=0,8 – по заданию на проектирование.

Мощность, отключаемая выключателями В1 и В2:

(3)

Электрический ток, отключаемый включателями В1 и В2:

(4)

Выбираем выключатель МКП-110-3,5П с номинальными данными:

Б) Линии

Питающие линии выполняем приводом марки «AC».

Выбор сечения провода по техническим условиям:

1) По нагреву расчетным током:

(5)

По условиям допускаемого нагрева для нормального (рабочего) режима принимаем сечение провода S=70мм²с I_доп= 256 А. Проверяем выбранное сечение по условиям послеаварийного режима работы:

(6)

(7)

2) При проверке допустимости проводов по условиям коронирования учитывается минимально допустимые значение сечения S_к = 25 мм².

В нашем случае имеем,

что обусловливает допустимость применения выбранного провода.

3) Минимально допустимое сечение по механической прочности составляет S_М = 25 мм². Следовательно, сечение 70 мм² проходит по механической прочности, т.к. 70 > 25.

4) По термической устойчивости к токам короткого замыкания сечения воздушных линий не выбираются.

5) Проверка сечения 70 мм²по допустимой потере напряжения. Расчетные условия нормального и послеаварийного режимов работы:

I_p = 49,25 A; I_{max p}= 98,5 A; I_доп = 265 А; ΔU_{доп %}= 5 %;ΔU_{доп ав%} = 10 %.

Проверка осуществляется по формуле:

(8)

где l_доп - допустимая длинная линии, км;

l_ΔU1%- длина линии на 1 % потери напряжения, км;

ΔU_{доп %}- допустимая потеря напряжения в линии, %;

l=4 км- действительная длинна линии, км.

При:l_ΔU1%= 5,17 км имеем:

т.е. данное сечение удовлетворяет условиям по допустимой потере напряжения.