Выбор выключателей В1 и В2

ПОДБОР ОБРУДОВАНИЯ И РАССЧЕТ СЕТЕЙ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Исполнитель:студент группы 9251

Полетаев Антон

Васильевич

Научный руководитель:профессор, доктор технических наук, профессор кафедры электроэнергетика и электротехникаСальников Василий Герасимович

Нижневартовск 2016

Исходные данные на проектирование

1. Мощность электрической системы составляет 500 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: I категория – 30%; II категория – 55%; III категория – 15%”.

Внешнее и внутреннее электроснабжение завода

Внешнее электроснабжение

Внутреннее

электроснабжение

Рисунок 1 – схема внешнего электроснабжения завода.

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).

ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТЕЙ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯ СИСТЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

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 12800 кВ˖А.

Общая перезагрузка не должна превышать 40 %

(1)

Намечаем к установке два трансформатора с номинальной мощностью S_н=25000 кВ˖А. Загрузка трансформаторов:

в нормальном режиме

(2)

в последовательном режиме (отключен один трансформатор)

(3)

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 25000 кВ˖А каждый тип ТДН 25000/110.

Технические данные трансформатора:

ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Выбор выключателей 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_pотк;I_нотк≥I_ротк). Рабочее напряжение схемы питания U_нуст=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.

(4)

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:

(5)

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

Мощность, отключаемая выключателями В1 и В2:

(6)

Электрический ток, отключаемый включателями В1 и В2:

(7)

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

Выбор линии

Питающие линии выполняем приводом марки «AC».

Выбор сечения провода по техническим условиям:

1) По нагреву расчетным током:

(8)

По условиям допускаемого нагрева для нормального (рабочего) режима принимаем сечение провода S=70мм² с I_доп= 265 А. Проверяем выбранное сечение по условиям послеаварийного режима работы:

(9)

(10)

2) При проверке допустимости проводов по условиям коронирования учитывается минимально допустимые значениесеченияпо экономической плотности тока т.е.

(11)

где I_э– экономическая плотность тока. I_э=1,1А/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 мм²> 25 мм².

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 = 33,6A, I_maxp= 67,2A, I_доп = 265 А, ΔU_{доп %}= 5 %, ΔU_допав% = 10 %.

Проверка осуществляется по формуле:

(12)

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.

Выбор короткозамыкателей

Короткозамыкатели предназначаются для создания ис­кусственного короткого замыкания. Короткозамыкатели на напряжение 110— 220 кВ выполняются однополюсными (на 35 кВ—двухпо­люсными для создания междуфазного короткого замыкания). Конструктивно короткозамыкатель выполнен на стержневом изоляторе (на 110 кВ—один. изолятор, на 220 кВ—два изолятора, уста­новленные один на другом). На изоляторе закреплен не­подвижный контакт. Подвижный контакт в виде ножа за­землен и соединен изоляционной тягой с пружинным при­водом.

Расчетные условия:

Выбираем короткозамыкатель типа КЗ-110 (U_н=110 кВ).

Выбор разъединителей

Разъединителем называется электрический аппарат для оперативного переключения под напряжением участков сети с малыми токами замыкания на землю и создания видимого разрыва, а также заземления отключенных участков при помощи стационарных заземлителей. Для включения и отключения разъединителей применя­ются ручные, электродвигательные и пневматические при­воды. Ручные приводы выполняются рычажного типа, с червячной передачей.

Расчетные условия:

Выбираем разъединитель типа РЛНД-1-110/600 (U_н=110 кВ,I_ндл=600 А), которые удовлетворяют условиям выбора. Разъединители типа РЛНД-1-110/600 - разъединитель линейный наружной установки с двумя опорными колонками, номинальное напряжение.