Учебная работа. Проект подстанции для прядильного цеха ООО «Шуйско-Тезинская фабрика»

Учебная работа. Проект подстанции для прядильного цеха ООО «Шуйско-Тезинская фабрика»

Министерство образования и науки Русской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение среднего проф образования

Ивановский промышленно-экономический институт

Шуйский филиал

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема:

Проект подстанции для прядильного цеха ООО «Шуйско-Тезинская фабрика»

Студент: Р.А. Третьяков

Управляющий: А.М. Осокин

2009

ВВЕДЕНИЕ

Развитие энергетики

Энергетика, ведущая область энергетики, обеспечивающая электрификацию народного хозяйства страны. В экономически продвинутых странах технические средства электроэнергетики соединяются воединыжды в автоматические и централизованно управляемые электроэнергетические системы.

Энергетика является основой развития производственных сил в любом государстве. Энергетика обеспечивает бесперебойную работу индустрии, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Размеренное развитие экономики нереально без повсевременно развивающейся энергетики.

Электроэнергетика вместе с иными отраслями народного хозяйства рассматривается как часть единой народно — хозяйственной экономической системы. В истинное время без электронной энергии наша жизнь невообразима. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятель человека: индустрия и сельское хозяйство, науку и Космос. Без электроэнергии нереально действие современных средств связи и развитие кибернетики, вычислительной и галлактической техники. Так же велико значение электроэнергии в сельском хозяйстве, транспортном комплексе и в быту. Представить без электроэнергии нашу жизнь нереально. Настолько обширное распространение разъясняется ее специфичными качествами:

o возможностью преобразовываться фактически во все остальные виды энергии (термическую, механическую, звуковую, световую и остальные) с меньшими потерями;

o способностью относительно просто передаваться на значимые расстояния в огромных количествах;

o большущим скоростям протекания электромагнитных действий;

o возможности к дроблению энергии и образование ее характеристик (изменение напряжения, частоты).

o невыполнимостью и, соответственно, ненужностью ее складирования либо скопления.

Главным пользователем электроэнергии остается индустрия, хотя ее удельный вес в общем полезном потреблении электроэнергии существенно понижается. Электронная энергия в индустрии применяется для приведения в действие разных устройств и конкретно в технологических действиях. В истинное время коэффициент электрификации силового привода в индустрии составляет 80%. При всем этом около 1/3 электроэнергии расходуется конкретно на технологические нужды. Отрасли, часто не использующие электроэнергию впрямую для собственных технологических действий являются наикрупнейшими пользователями электроэнергии.

неувязка обеспечения электронной энергией почти всех отраслей народного хозяйства, повсевременно возрастающих потребностей наиболее чем шестимиллиардного населения Земли становится на данный момент все наиболее насущной.

Базу современной энергетики составляют тепло- и гидроэлектростанции. Но их развитие сдерживается причин. Стоимость угля, нефти и газа, на которых работают термо станции, вырастает, а природные ресурсы этих видов горючего сокращаются. В процессе производства электроэнергии на ТЭС происходит выброс вредных веществ в атмосферу. При этом если топливом служит уголь, в особенности бурый, малоценный для другого вида использования и с огромным содержанием ненадобных примесей, выбросы добиваются колоссальных размеров. И, в конце концов, трагедии на ТЭС наносят большенный вред природе, сопоставимый с вредом хоть какого большого пожара. В худшем случае таковой пожар может сопровождаться взрывом с образованием облака угольной пыли либо сажи.

Гидроэнергетические ресурсы в продвинутых странах употребляются фактически стопроцентно: большая часть речных участков, подходящих для гидротехнического строительства, уже освоены. А какой вред причиняют природе гидроэлектростанции! Выбросов в воздух от ГЭС нет никаких, но зато вред аква среде наносит достаточно большенный. Сначала мучаются рыбы, которые не могут преодолеть плотины ГЭС . На реках, где построены гидроэлектростанции, в особенности если их несколько — так именуемые каскады ГЭС , — резко изменяется количество воды до и опосля плотин. На равнинных реках разливаются большие водохранилища, и затопленные земли невозвратно потеряны для сельского хозяйства, лесов, лугов и расселения людей. Что касается аварий на ГЭС , то в случае прорыва хоть какой гидроэлектростанции появляется большущая волна, которая сметет все находящиеся ниже плотины ГЭС . А ведь большая часть таковых плотин размещено поблизости больших городов с популяцией в несколько сотен тыщ обитателей.

Выход из создавшегося положения виделся в развитии атомной энергетики. Но сейчас АЭС уже не числятся источником дешевенькой и экологически незапятанной энергией. Топливом для АЭС служит урановая руда — дорогостоящее и тяжело добываемое сырье, припасы которого ограничены. К тому же стройку и эксплуатация АЭС связаны с большенными трудностями и затратами. Суровым тормозом для предстоящего развития атомной энергетики являются препядствия загрязнения окружающей среды. Все это добавочно осложняет отношение к атомной энергетике. Все почаще звучат призывы, требующие отрешиться от использования ядерного горючего совершенно, закрыть все атомные электростанции и вернется к производству электроэнергии на ТЭС и ГЭС , также употреблять так именуемые возобновимые — малые, либо «нетрадиционные», — виды получения энергии. К крайним относят до этого всего установки и устройства, использующие энергию ветра, воды, солнца, геотермальную энергию, также тепло, находящееся в воде, воздухе и земле.

1. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

1.1 Определяем установленную мощность технологического оборудования (кВт)

Ру.т.о=Ру·n(1.1)

Pу- номинальная мощность единице технологического оборудования (кВт)

n-количество установленного оборудования (шт.)

Ру.т.о=5,5·520=2860 (кВт)

1.2 Определяем установленную мощность освещения (кВт)

Ру.осв .= Ро·F(1.2)

Ро — удельная малая перегрузка приходящийся 1м2 рабочей площади (Вт/м2) F — производственная площадь (м2)

Ру.осв. = 52·11400=592(кВт)

1.3 Определяем установленную мощность оборудования цеха (кВт)

Ру=Ру.т.о.+Ру.осв.+Ру.вен.(1.3)

Ру.т.о- установленную мощность технологического оборудования (кВт)

Ру.осв- установленную мощность освещения (кВт)

Ру.вен.- установленную мощность вентиляции (кВт)

Ру.вен.=240(кВт)

Ру=2860+592+240=3692(кВт)

1.4 Активная расчетная перегрузка технологического оборудования (кВт)

Рр.т.о.=Ру.т.о.·Ku (1.4)

Ру.т.о — установленную мощность технологического оборудования (кВт)

Ku.т.о. -коэффициент использования активной мощности за более

загруженную смену.1Ku=0,82

Рр.т.о.= 2860·0,82=2345,2(кВт)

1.5 Активная расчетная перегрузка освещения (кВт)

Рр.осв.=Ру.осв.·Ku(1.5)

Ру.осв — установленную мощность освещения (кВт)

Ku.осв. — коэффициент использования активной мощности за более загруженную смену.1 инструкция по подсчету электронных нагрузок на предприятиях легкой индустрии М., 1982 Ku.осв. =0,9

Рр.осв.= 592·0,9=532,8(кВт)

1.6 Активная расчетная перегрузка вентиляции (кВт)

Рр.вен .= Ру.вен.·Ku(1.6)

Ру.вен — установленную мощность освещения (кВт)

Ku.вен. -коэффициент использования активной мощности за более загруженную смену.1Ku.вен. =0,8

Рр.вен.= 240·0,8=192(кВт)

1.7 Определяем общую активную расчетную мощность перегрузки цеха (кВт)

Рр=Рр.т.о.+Рр.осв.+Рр.вен(1.7)

Рр.т.о. — активная расчетная перегрузка технологического оборудования (кВт)

Рр.осв.- активная расчетная перегрузка освещения (кВт)

Рр.вен.-активная расчетная перегрузка вентиляции (кВт)

Рр=2345,2+532,8+192=3070(кВт)

1.8 Реактивная расчетная перегрузка технологического оборудования (кВАр)

Qр.т.о. = Рр.т.о.·tgц(1.8)

Рр.т.о.- активная расчетная перегрузка технологического оборудования (кВт)

cosцт.о.=0,75 > tgцт.о.=0,881

Qр.т.о.= 2345,2·0,88=2063,7(кВАр)

1.9 Реактивная расчетная перегрузка овещения (кВАр)

Qр.осв.= Рр.осв.·tgц(1.9)

Рр.осв.- активная расчетная перегрузка освещения(кВт)

cosцосв.= 0,95 > tgцосв.=0,33 1 инструкция по подсчету электронных нагрузок на предприятиях легкой индустрии М.,1982

Qр.осв.= 532,8·0,33=175,8(кВАр)

1.10 Реактивная расчетная перегрузка вентиляции (кВАр)

Qр.вен.=Рр.вен.·tgц(1.10)

Рр.вен.- активная расчетная перегрузка вентиляции(кВт)

Cosцвен.=0, 85 > tgцвен.= 0,621

Qр.вен.= 192·0,62=119,04(кВАр)

1.11 Общая расчетная реактивная мощность перегрузки цеха (кВАр)

Qр = Qр.т.о.+Qр.осв.+Qр.вен.(1.11)

Qр.т.о. — реактивная расчетная перегрузка технологического оборудования (кВАр)

Qр.осв.- реактивная расчетная перегрузка овещения (кВАр)

Qр.вен.- реактивная расчетная перегрузка вентиляции (кВАр)

Qр=2063,7+175,8+119,04=2358,4(кВАр)

1.12 Определяем расчетный косинус всего цеха

Рр- общая расчетная активная мощность перегрузки цеха (кВт)

Рр.т.о. — активная расчетная перегрузка технологического оборудования (кВт)

Рр.осв.- активная расчетная перегрузка освещения (кВт)

Рр.вен.-активная расчетная перегрузка вентиляции (кВт)

1.13 Определяем расчетный ток всего цеха

Uн — номинальное напряжение сети (кВ)

cosцр — расчетный косинус всего цеха.

Таблица 1

Таблица нагрузок

Перегрузка

Ру

Рр

Qр

cosц

Ku

кВт

кВт

кВАр

—

—

Технологическое оборудование

2860

2345,2

2063,7

0,75

0,82

Освещение

592

532,8

175,8

0,95

0,9

Вентиляция

240

192

119,04

0,85

0,8

Итого

3692

3070

2388,3

—

—

2. ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

2.1 Определяем полную расчетную мощность (кВА)

Рр- общая расчетная активная мощность перегрузки цеха (кВт)

Qр — общая расчетная реактивная мощность перегрузки цеха (кВАр)

2.2 Определяем минимальную вероятную мощность трансформатора (кВА).

S0 — малая вероятная мощность трансформатора (кВА)

Рр — общая расчетная активная мощность перегрузки цеха (кВт)

??т -коэффициент загрузки трансформатора

??т=0,95 при одном трансформаторе 1

??т=0,7 при 2-ух трансформаторах Москаленко В.В. Справочник электромонтера М., 20

N -число трансформаторов

2.2.1Определяем минимальную вероятную мощность для 1-го трансформатора(кВА)

2.2.2 Определяем минимальную вероятную мощность для 2-ух

трансформаторов(кВА).

2.2.3 На основание расчетов избираем трансформаторы, тех данных которые приведены в таблице.

Таблица технических данных трансформаторов

Марка трансформатора

Sн

U1н

U2н

Uк

Утраты

I0

Pх.х.

Pк.

кВА

кВ

кВ

%

кВт

кВт

%

ТМЗ-1000/6

4000

10

0,4

5,5

6,4

33,5

0,9

ТМЗ-630/6

2500

10

0,4

5,5

4,6

25

1

2.3 Определяем реактивную мощность, которую можно передать со стороны высочайшего напряжения через трансформатор без роста их числа и мощности (кВА)

Sн- номинальная мощность трансформатора (кВА)

??т -коэффициент загрузки трансформатора

??т=0,95 при одном трансформаторе Москаленко В.В. Справочник электромонтера М., 20

??т=0,7 при 2-ух трансформаторах1

N -число трансформаторов

Pр — общая расчетная активная мощность перегрузки цеха (кВт)

2.3.1 Определяем реактивную мощность, которую можно передать со стороны высочайшего напряжения через трансформатор без роста их числа и мощности для 1-го трансформатора (кВА).

=2239,4(кВАр)

0<Q1<Qр

0<2239,4<2388,3

отсюда следует два варианта компенсации реактивной мощности:

Отчасти со стороны высочайшего напряжения и отчасти со стороны низкого напряжения.

QКБ.ВН.= Q1(2.4)

QКБ.ВН.=2239,4(кВАр)

QКБ.НН.= Qр-Q1(2.5)

QКБ.НН.=2388,3-2239,4=350,5(кВАр)

2.3.2 Определяем реактивную мощность, которую можно передать со стороны высочайшего напряжения через трансформатор без роста их числа и мощности для 2-ух трансформаторов (кВА).

0<Q2<Qр от сюда следует два варианта компенсации реактивной мощности:

Отчасти со стороны высочайшего напряжения и отчасти со стороны низкого напряжения.

QКБ.ВН.= Q2(2.6)

QКБ.ВН.=1680,8(кВАр)

QКБ.НН.= Qр-Q1(2.7)

QКБ.НН.=2388,3-1680,8=350,5(кВАр)

2.4 Определяем мощность утрат в трансформаторах для обоих вариантов

?Рт=(?Pх.х.+?Рк.·??2)N(2.8)

?Рт- утраты мощности в трансформаторах (кВт)

?Pх.х- приведенные утраты холостого хода в трансформаторе(кВт)

?Рк.- приведенные утраты недлинного замыкания в трансформаторе (кВт)

??т -коэффициент загрузки трансформатора Москаленко В.В. Справочник электромонтера М., 20

N -число трансформаторов (шт.)

Рр — общая расчетная активная мощность перегрузки цеха (кВт)

Sн- номинальная мощность трансформатора (кВА)

?Рх.х.=Рх.х.+Kи.п.·Qх.х.(2.10)

Pх.х.- утраты холостого хода трансформатора (кВт)

Qх.х.- реактивная мощность холостого хода трансформатора (кВАр)

Kи.п=0,4кВт/кВАр — коэффициент конфигурации потерь1

?Рк.=Рк+Kи.п.·Qк.(2.11)

Рк.- утраты недлинного замыкания трансформатора (кВт)

Qк.- реактивная мощность недлинного замыкания трансформатора (кВАр)

Kи.п=0,4кВт/кВАр — коэффициент конфигурации потерь1

Iх.х.- ток холостого хода трансформатора (%)

Sн- номинальная мощность трансформатора (кВА)

Uк.- напряжение недлинного замыкания трансформатора (%)

Sн- номинальная мощность трансформатора (кВА)

,

?Р1х.х.=6,4+0,04· 36=7,84(кВт)

?Р2х.х.=4,6+0,04· 25=5,6(кВт)

?Р1к.=33,5+0,04· 220=42,3(кВт)

?Р2к.=25+0,04· 137,5=30,5(кВт)

?Р1т= (7,84+42,3·0,95) ·1=46(кВт)

?Р2т= (5,6+30,5·0,7)·2=41,09(кВт)

2.5 Определяем утраты мощности в конденсаторных батареях (кВт)

?РКБ=Р1у·QКБ.ВН+ Р2у·QКБ.НН.(2.14)

Р1у=3кВт/МВАр — удельные утраты в конденсаторных батареях со стороны высочайшего напряжения Коновалова Л.Л. Электроснабжение промышленных компаний и установок М., 1989

Р2у=4,5кВт/МВАр — удельные утраты в конденсаторных батареях со стороны низкого напряжения1

QКБ.ВН.- реактивная мощность со стороны высочайшего напряжения

QКБ.ВН.- реактивная мощность со стороны низкого напряжения

а) ?РКБ=0,003·2239,4+0,0045·148,9=7,37(кВт)

б) ?РКБ=0,0045·2388,3=10,75(кВт)

в) ?РКБ=0,003·1680,8+0,0045·707,5=8,22(кВт)

Г) ?РКБ=0,0045·2388,3=10,75(кВт)

2.6 Полные утраты для всех вариантов

?Р=?Рт+?РКБ(2.15)

?Рт- утраты мощности в трансформаторе (кВт)

?РКБ- утраты мощности в конденсаторных батареях (кВт)

а) ?Р=46+7,37=53,37(кВт)

б)?Р=46+10,75=56,75(кВт)

в) ?Р=41,09+8,22=49,31(кВт)

г) ?Р=41,09+10,75=51,84(кВт)

По данным расчета избираем подстанцию с 2-мя трансформаторами ТМЗ-2500, так же избираем вариант компенсации реактивной мощности отчасти со стороны высочайшего напряжения и отчасти со стороны низкого напряжения. Для компенсации реактивной мощности избираем 2 конденсаторные батареи УК -0,38-320Н, Qн=320кВАр. Qкб=2·320=640(кВар)

3. СХЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОДСТАНЦИИ И РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ

3.1 Резервирование подстанции

Фабрика им. С. Балашова относятся к электроприемникам II группы, перерыв в электроснабжении которых связан с массовым недовыпуском продукции, простоем огромного количества рабочих мест. Питание таковых электроприемников рекомендуется обеспечивать от 2-ух независящих взаимно резервируемых трансформаторов. В случае выхода из строя 1-го из трансформаторов, 2-ой трансформатор должен взять на себя часть его перегрузки.

Допускается перегружать трансформатор на 40% сверх номинальной мощности в течении 5 суток, по 6 часов в день. Допускается питание электроприемников II группы по одной кабельной полосы, состоящей не наименее чем из 2-ух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату.

3.2 Выбор схемы снабжения

Питание данной подстанции осуществляется от ЦРП -0,37км. при помощи 2-ух кабелей.

3.3 Избираем сечение питающей полосы (мм2)

3.3.1 Определяем расчетный ток питающей полосы (А)

Sн.т.- номинальная мощность трансформатора (кВА)

Uн — номинальное напряжение сети (кВ)

3.3.2 Определяем экономически прибыльное сечение кабеля(мм2)

Iр.- расчетный ток питающей полосы (А)

Jэк.- финансовая плотность тока (А/мм2)

3.4 Избираем марку и сечение кабеля

Для питания подстанции избираем кабель марки ААШв-10000, сечение S=3Ч120 мм2 с допустимым током Iдоп.=185А.

4. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

4.1 Составляем схему для расчета токов недлинного замыкания

На основание расчетной схемы составляем схему замещения на которой все элементы расчетной схемы представляем в виде активных и индуктивных сопротивлений.

4.2 Определяем токи и мощность недлинного замыкания в точки к 1

4.2.1 Определяем сопротивление системы

Xс- индуктивное сопротивление системы (Ом)

Uс- напряжение системы в точки К1 (кВ)

Iк1- ток недлинного замыкания в точке К1 (кА); Iк1=12(кА)-задано.

4.2.2 Определяем ударный ток недлинного замыкания (кА)

Kу- ударный коэффициент при трехфазном маленьком замыкание Москаленко В.В. Справочник электромонтера М., 20

Kу=1,8

Iк1- ток недлинного замыкания в точке К1 (кА)

4.2.3 Определяем мощность недлинного замыкания (МВА)

Uс- напряжение системы в точки К1 (кВ)

Iк1- ток недлинного замыкания в точке К1 (кА)

4.3 Проверяем ранее выбранное сечение кабеля на тепловую устойчивость

ААШв-10000,S=3Ч120,Iдоп.=185А.

4.3.1 Определяем время отключения недлинного замыкание (с)

tр.з.- время деяния релейной защиты (с)

tр.з.=0,1(с)

tв.- полное время отключение выключателя (с)

tв.=0,2(с)

4.3.2 Определяем импульс среднеквадратичного тока недлинного замыкания (кА2·с)

Iк1- ток недлинного замыкания в точке К1 (кА)

tоткл.- время отключения недлинного замыкание (с).

Tа=0,04

Tа- неизменная времени недлинного замыкания для апериодической составляющей

4.3.3 Определяем мало вероятное сечение кабеля по условию недлинного замыкания (мм2)

Bк — импульс среднеквадратичного тока недлинного замыкания (кА2·с)

C- тепловой коэффициент, зависящий от допустимой температуры при маленьком замыкании и материала проводника. (из справочника) Руководящие указания по расчету токов недлинного замыкания М, 2002

Ранее избранный кабель не прошел по тепловой стойкости потому что малое сечение по тепловой стойкости Smin=157,6мм2. Потому избираем кабель последующего сечения ААШв-10000,S=185мм2,Iдоп.=235А.

4.4 Определяем токи и мощность недлинного замыкания в точки К2

4.4.1 Определяем сопротивления кабеля (Ом)

Rк- активное сопротивление кабеля (Ом)

R0- удельное активное сопротивление кабеля (Ом/км)

R0=0,169(Ом/км); (из справочника)

Xк- индуктивное сопротивление кабеля (Ом)

X0- удельное индуктивное сопротивление кабеля (Ом/км)

X0=0,0569(Ом/км); (из справочника)

L- длина кабеля (км)

4.4.2 Определяем результирующее сопротивление до точки К2 (Ом)

Rрез.2.- результирующее активное сопротивление до точки К2 (Ом).

R2- активное сопротивление кабеля (Ом)

Xрез.2.- результирующее индуктивное сопротивление до точки К2 (Ом).

X1- индуктивное сопротивление системы (Ом)

X2- индуктивное сопротивление кабеля (Ом)

Zрез.2.-результативное полное сопротивление до точки К2 (Ом)

4.4.3 Определяем ток недлинного замыкания в точке К2 (кА)

Uб- базовое напряжение, равное среднему напряжению в точке К2 (кВ) Zрез.2.-результирующее полное сопротивление до точки К2 (Ом)

4.4.4 Определяем ударный ток в точке К2 (кА)

Kу- ударный коэффициент при трехфазном маленьком замыкание

Kу= 1,6-определяем по графику из дела

Iк2- ток недлинного замыкания в точке К2 (кА)

4.4.5 Определяем мощность недлинного замыкания в точке К2 (МВА).

Uб- базовое напряжение, равное среднему напряжению в точке К2 (кВ)

Iк2- ток недлинного замыкания в точке К2 (кА)

4.5 Определяем токи и мощность недлинного замыкания в точки К3

4.5.1 Определяем сопротивление трансформатора (мОм)

Rт- активное сопротивление трансформатора(мОм)

?Рк.- утраты недлинного замыкания в трансформаторе (кВт)

U2- вторичное напряжение в трансформаторе (кВ)

Sн.т.- номинальная мощность трансформатора (кВА)

Zт- полное сопротивление трансформатора(мОм)

Uк%- напряжение недлинного замыкания трансформатора.

Uк=5,5% (из справочника)

Xт- индуктивное сопротивление трансформатора(мОм)

4.5.2 Определяем сопротивление цепи до трансформатора приведенное к напряжению 0,4кВ.

Rрез.2.- результирующее активное сопротивление до трансформатора (Ом) Xрез.2.- результирующее индуктивное сопротивление до трансформатора (Ом)

U1- первичное напряжение трансформатора (кВ)

U2- вторичное напряжение трансформатора (кВ)

4.5.3 Определяем результирующее сопротивление до точки К2 (мОм)

Rрез.3.- результирующее активное сопротивление до точки К3 (мОм).

Rрез.2.прив.- активное сопротивление цепи до трансформатора приведенное к напряжению 0,4кВ.

Xрез.3.- результирующее индуктивное сопротивление до точки К3 (мОм).

Xрез.2.прив.- индуктивное сопротивление цепи до трансформатора приведенное к напряжению 0,4кВ.

R3- активное сопротивление трансформатора (мОм)

X3- индуктивное сопротивление трансформатора (мОм)

Zрез.3.-результирующее полное сопротивление до точки К3 (мОм)

4.5.4 Определяем ток недлинного замыкания в точке К3 (кА)

Uб- базовое напряжение, равное среднему напряжению в точке К3 (кВ)

Zрез.3.-результирующее полное сопротивление до точки К3 (Ом)

4.5.5 Определяем ударный ток в точке К3 (кА)

Kу- ударный коэффициент при трехфазном маленьком замыкание

Kу= 1,55-определяем по графику из дела

Iк3- ток недлинного замыкания в точке К3 (кА)

4.5.6 Определяем мощность недлинного замыкания в точке К3 (МВА)

Uб- базовое напряжение, равное среднему напряжению в точке К3 (кВ)

Iк3- ток недлинного замыкания в точке К3 (кА)

Таблица 3

Сводная таблица

Iк

iу

Sк

кА

кА

МВА

К1

23

57,96

391

К2

20,4

45,7

346,8

К3

58,8

127,6

40

подстанция трансформатор ток заземление

5. РАСЧЕТ ПОДСТАНЦИИ

5.1 Избираем камеру для подключения питающей полосы подстанции

5.1.1 Для подключения питающей полосы подстанции на ЦРП избираем камеру КСО-2001 МЭЩ. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения М, 2006

Эта камера сборная, однобокого обслуживания, на номинальное напряжение 6кВ переменного тока, частотой 50Гц , модификации 2001 года. Номер первичного соединения-1. Камера содержит вакуумный выключатель BB/TEL, разъединитель РВЗ, заземляющий разъединитель ЗР-10,трансформатор тока ТПОЛ-10, трансформатор напряжения НАМИ.

Технические данные камеры:

Uн. =10кВ.

Iотк. =20кА.

Iн. = 400А.

iдин. = 51кА.

5.1.2 Проверяем избранную камеру по условиям.1

Uн. ? Uс. 10кВ = 10кВ

Iн. ? Iк1. 400А > 176,06А

Iотк. ? Iр. 20кА= 20кА

iдин. ? iу1. 51кА = 51кА

Схема первичных соединений камер КСО

5.1.3 Проверяем вакуумный выключатель BB/TEL

Uн. =10кВ

Iотк. =20кА

Iн. = 400А

iдин. = 51кА

Sоткл.=400МВА

Проверяем вакуумный выключатель BB/TEL по условиям:

Uн. ? Uс. 10кВ = 10кВ

Iн. ? Iк1. 400А> 176,06А

Iотк. ? Iр. 20кА= 20кА

iдин. ? iу1. 51кА = 51кА

Sоткл.. ? Sк1. 400МВА>391МВА

5.2 Избираем КТП и шкаф ввода высочайшего напряжения

5.2.1 На основании выбора числа и мощности трансформаторов и расчетов токов недлинного замыкания избираем всеохватывающую трансформаторную подстанцию Хмельницкого трансформаторного завода 2КТП-2500-10/0,4-72УЗ Комплектная трансформаторная подстанция с 2 трансформаторами типа ТМЗ-2500, мощностью 2500 кВА напряжением со стороны высочайшего напряжения 10 кВ, со стороны низкого напряжения 0,4 кВ, разработка 1972 года, климатическое выполнение — для умеренного атмосферного климата — УЗ

5.2.2 Проверяем избранную КТП по току динамической стойкости

iдин.В.Н. ?iу.2. 51кА>45,7кА

iдин.Н.Н. ?iу.3. 100 кА =100 кА

5.2.3 На основании избранной КТП избираем шкаф ввода высочайшего напряжения

УВН_ВВ. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения М, 2006

Схема вводного шкафа высочайшего напряжения

5.3 Проводим расчет отходящих линий

От трансформаторной подстанции 2КТП-2500-10/0,4-72УЗ Хмельницкого трансформаторного завода питается последующая перегрузка: 520 ткацких машин СТБ-1-180 (Pр=2345,2кВт, cosц =0,75); освещение (Pр=532,8кВт, cosц =0,95); вентиляция (P р=192кВт, cosц =0,85).

5.3.1 Определяем количество отходящих линий для питания технологического оборудования

1) Определяем расчетный ток технологического оборудования

Iр.т.о. — расчетный ток перегрузки оборудования (А)

Pр.т.о. — расчетная активная мощность технологического оборудования (кВт)

сosцр.т.о. — коэффициент мощности технологического оборудования

U2 — напряжение сети (кВ)

2) Для питании технологического оборудования избираем кабель ААШв-1000; S=(3Ч120)мм2; Iдоп=220А (для прокладывания по стенкам строения).

3) Определяем количество линий для питания технологического оборудования

Nт.о. — количество питающих линий (шт.)

Iр.т.о. — расчетный ток перегрузки оборудования (А)

Iдоп. — допустимый ток питающего кабеля (А)

Для питания технологического оборудования избираем Nт.о. =21 линий.

4) Определяем действительный расчетный ток 1 полосы, для питания технологического оборудования.

I1.р.т.о. — расчетный ток 1 полосы (А)

Iр.т.о. — расчетный ток перегрузки оборудования (А)

Nт.о. — количество питающих линий (шт.)

Iдоп.? I1.р.т.о.220(А) > 219(А)

5.3.2 Определяем количество отходящих линий для питания освещения

1) Определяем расчетный ток освещения

Iр.осв. — расчетный ток перегрузки освещения (А)

P р.осв. — расчетная активная мощность освещения (кВт)

сosц осв. — коэффициент мощности освещения

U2 — напряжение сети (кВ)

2) Для питании освещения избираем кабель ААШв-1000; S=(4Ч150)мм2; Iдоп=290А (для прокладывания по стенкам строения).

3) Определяем количество линий для питания освещения

N осв. — количество питающих линий (шт.)

Iр.осв.- расчетный ток перегрузки освещения (А)

Iдоп. — допустимый ток питающего кабеля (А)

Для питания освещения избираем Nосв. =3 линий.

4) Определяем действительный расчетный ток 1 полосы, для питания освещения.

I1.р.осв. — расчетный ток 1 полосы (А)

Iр.осв. — расчетный ток перегрузки освещения (А)

Nосв. — количество питающих линий (шт.)

Iдоп.? I1.р.осв.290(А) > 274,9(А)

5.3.3 Определяем количество отходящих линий для питания вентиляции

1) Определяем расчетный ток вентиляции

Iр.вен. — расчетный ток перегрузки вентиляции (А)

P р.вен. — расчетная активная мощность вентиляции (кВт)

сosцвен. — коэффициент мощности вентиляции

U2 — напряжение сети (кВ)

2) Для питании вентиляции избираем кабель ААШв-1000; S=(3Ч95)мм2; Iдоп=190А (для прокладывания по стенкам строения).

3) Определяем количество линий для питания вентиляции

Nвен. — количество питающих линий (шт.)

Iр.вен.- расчетный ток перегрузки вентиляции (А)

Iдоп. — допустимый ток питающего кабеля (А)

Для питания вентиляции избираем N осв. =2 полосы.

4) Определяем действительный расчетный ток 1 полосы, для питания вентиляции.

I1.р.вен. — расчетный ток 1 полосы (А)

Iр.вен. — расчетный ток перегрузки вентиляции (А)

Nвен. — количество питающих линий (шт.)

Iдоп.? I1.р.вен.190(А) > 160(А)

5.3.4 Определяем кабель питающий компенсирующую установку

1) Определяем расчетный ток возмещающей установки (А).

QК.Б. — реактивная мощность конденсаторной батареи (кВАр)

U2 — напряжение вторичной обмотки трансформатора (кВ)

2) Для питания возмещающей установки избираем кабель одножильный и3 кабеля ААШв-1000; S=300(мм2); Iдоп.=720(А). количество питающих линий NК.Б.=2шт.

5.3.5 Определяем общее количество отходящих линий с подстанции

N — полное количество питающих линий (шт.)

Nт.о. — количество питающих линий технологического оборудования (шт.)

Nосв. — количество питающих линий освещения (шт.)

Nвен. — количество питающих линий вентиляции (шт.)

NК.Б — количество питающих линий возмещающей установки (шт.)

Итог расчета отходящих линий сводим в таблицу 4

Таблица 4

Данные расчета линий

№

Наименование нагрузок

Pр.

cosц

Iр.

Тип и сечение кабеля

Iдоп.

I1.р.

N

кВт

А

мм2

А

А

Шт.

1

БД-200-М6У

2345,2

0,75

4598,4

ААШв-1000 3Ч120

220

219

21

2

Освещение

532,8

0,95

824,8

ААШв-1000 4Ч150

290

274,9

3

3

Вентиляция

192

0,85

320

ААШв-1000 3Ч95

190

160

2

4

Компенсирующая установка

320

612,3

ААШв-1000 300; 3кабеля

720

612,3

2

5.4 Избираем шкафы РУНН и коммутационную аппаратуру

5.4.1 Для определения количества и типа шифанеров низкого напряжения разрабатываем схему КТП

Принципная схема подстанции

5.4.2 Составляем перечень присоединений к шинам РУНН КТП

1 — ввод от трансформатора

2-7 — полосы к технологическому оборудованию

8-10 — полосы к вентиляции

11,12 — линия к освещения

13 -линия возмещающей установки.

5.4.3 В соответствие со схемой КТП и перечня присоединений, также принимая во внимание нагрузку отходящих линий, избираем тип количество шифанеров РУНН. Данные шифанеров заносим в таблицу №5

Таблица 5

Данные шифанеров коммутационной аппаратуры Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4кВ Л., 1988

Тип шкафа РУНН

количество, шт.

Количество и тип установленных в шкафу выключателей

Номер присоединений

ШНВ-2УЗ вводной

1

1-ВА55-43

2-ВА55-39

1

2,3

ШНЛ-4УЗ линейный

2

5-ВА53-39

4,5,6,7,8,9,10,11,12,13

5.5 Избираем коммутационную и защитную аппаратуру

Опосля чего же производим проверку защитной аппаратуры в шкафах РУНН. Для примера производим проверку автоматического выключателя ВА55-43, установленного на вводе РУНН КТП.

5.5.1 Определяем расчетный ток присоединения

Iн.т.- номинальный ток трансформатора (А).

Sн.т.- номинальная мощность трансформатора (кВА)

U2 — напряжение вторичной обмотки трансформатора (кВ)

5.5.2 Проводим проверку автоматического выключателя по условиям обычного режима

Iн.расц. ? Iр.1600(А) > 1449,3(А)

Iн.расц. — номинальный ток расцепителя (А)

Iн.расц. = 1600(А)

5.5.3 Проверяим автоматический выключатель по условиям защиты от перегрузок исходя из условия Iсп. ? Iр.

Iсп. — ток срабатывания выключателя от перегрузки (А)

Iн.расц. — номинальный ток расцепителя (А)

2000(А)>1449,3(А)

5.5.4 Проверяем автоматический выключатель на срабатывание от тока недлинного замыкания

Iс.о. ?Iк.з.

Iс.о. — ток срабатывание отсечки (А)

Iк.з. — ток недлинного замыкания в т. К3 (А)

(5.14)

Iн.расц. — номинальный ток расцепителя (А)

4800(А) <22200(А)

Номинальные данные автоматического выключателя соответствуют условиям эксплуатации, из чего же следует что аппарат избран правильно. Аналогично проводим выбор и проверку остальных автоматических выключателей, результаты заносим в таблицу №6.

Таблица 6

Данные избранных автоматов Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4кВ Л., 1988

пространство установки (№ присоединения)

Тип автомата

Iр.

Iн.

Iн.расц.

Iс.о.

Iсп.

tс.

А

А

А

А

А

с

Ввод от трансформатора(№1)

ВА55-43

1449,3

1600

1600

4800

2000

0,1

машинки БД-200-М6У(№2-7)

ВА55-39

208,5

250

250

750

312,5

0,1

Вентиляция (№8-10)

ВА55-39

52,2

160

100

300

125

0,1

Освещение (№11,12)

ВА55-39

81,4

160

100

300

125

0,1

Компенсирующая установка (№13)

ВА55-39

602,9

630

630

1890

787,5

0,1

5.6 Избираем контрольно-измерительные приборы Илюхин К. Справочник по электроизмерительным устройствам М.

Результаты выбора контрольно — измерительных устройств заносим в таблицу 7

Таблица 7

Данные контрольно измерительных устройств

пространство установки (№ присоединения)

Наименование и тип устройства, кол-во на 1 присоединения

Номинальные данные устройства

Тип трансформатора тока

Kт.

Ввод от трансформатора (№1)

Амперметр Э821 (3шт.)

0-1,5кА

ТШЛ-20 (4шт.)

1500/5

Вольтметр Э8021

0-500В

Счетчик СА4У-4670М

Uн=380В Iн=5А

Счетчик СР4У-4670М

Uн=380В Iн=5А

Полосы на технологическое оборудование (№2-7)

Амперметр Э365

0-300А

ТШ-20

300/5

Счетчик СР4У-4670М

Uн=380В Iн=5А

Полосы на освещение (№11,12)

Амперметр Э365 (3шт.)

0-100А

ТШ-20 (3шт.)

200/5

Счетчик СР4У-4670М

Uн=380В Iн=5А

Полосы на вентиляцию (№8-10)

Амперметр Э365

0-100А

ТШ-20

200/5

Счетчик СР4У-4670М

Uн=380В Iн=5А

Примечание: приборы контроля и учета конденсаторной батареи инсталлируются в самой батарее.

6. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЕНИЯ И ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Потому что все производственные цехи текстильных компаний в отношении поражения электронным током относятся к помещениям с завышенной угрозой, то все железные корпуса электрооборудования, трубы, проводки, железные оболочки кабелей и т.д. в сетях с напряжением наиболее 42 В переменного тока и наиболее 110 В должны быть заземлены.

Заземление осуществляется методом соединения заземленных частей с заземлителями, т.е. с металлическими предметами, имеющие надежный электронный контакт с землей.

6.1.Определяем максимально-допустимое сопротивление заземляющего устройства для электроустановки низкого напряжения.

Rз — максимально-допустимое сопротивление заземляющего устройства (Ом)

Iз — ток замыкании на землю (А)

Iз=20А (задано)

Очень-допустимое сопротивления заземляющего устройства для установки низкого напряжение не обязано превосходить 4Ом, за расчетное сопротивление принимаем Rз =4Ом.

6.2 Избираем удельное сопротивления грунта

Для суглинка принимаем ??=100 Ом·м 1

Заземлитель выполнен из вертикальных стержней поперечником 10мм и длиной 5м, соединенных металлической полосой сечением 40Ч4мм. Расстояние меж стержнями принимаем 5м.

Определяем значения сезонных коэффициентов для 2-ой климатической зоны. Нойфельд М. Заземление, защитные меры сохранности М., 1971

Для вертикальных электродов Kв. =1,25

Для горизонтальных электродов Kг. =3

Определяем сопротивление растеканию 1-го вертикального электрода.

rв. — сопротивление растеканию 1 вертикального электрода (Ом)

?? — удельное сопротивление грунта (Ом·м)

Kв. — сезонный коэффициент для вертикальных электродов

d — поперечник вертикального электрода (м)

l — длина 1-го вертикального электрода (м)

t — глубина заложения, равная расстоянию от поверхности земли до середины электрода (м)

t1 — расстояние от поверхности земли до начала электрода (м)

t1 =0,7(м)

l — длина 1-го вертикального электрода (м)

Задаемся приблизительным количеством вертикальных электродов (20шт) и определяем коэффициент использования их (зв. = 0,5)

Определяем количество вертикальны электродов.

nв. — количество вертикальных электродов (шт.)

rв. — сопротивление растеканию 1-го вертикального электрода (Ом)

Rз. — максимально-допустимое сопротивление заземляющего устройства (Ом)

зв. — коэффициент использования вертикальных электродов

Принимаем количество вертикальных электродов nв. =14 (шт.)

Составляем план размещения заземления и определяем длину горизонтальной полосы.

Из чертежа видно, что lг.=70(м)

Определяем сопротивление растеканию горизонтального электрода.

rг. — сопротивление растеканию горизонтального электрода (Ом)

?? — удельное сопротивление грунта (Ом·м)

Kг. — сезонный коэффициент для горизонтальных электродов

Lг. — длина 1-го горизонтального электрода (м)

t — глубина заложения (м)

b — ширина полосы (м)

Определяем коэффициент использования горизонтальной полосы зг. = 0,3

Определяем сопротивление растеканию горизонтального электрода с учетом коэффициента использования.

Rг. — сопротивление растеканию горизонтального электрода с учетом коэффициента использования (Ом)

rг. — сопротивление растеканию горизонтального электрода (Ом)

зг. — коэффициент использования горизонтальных электродов

Определяем очень допустимое сопротивление вертикальных электродов.

Rв — сопротивление вертикальных электродов (Ом)

Rз — максимально-допустимое сопротивление заземляющего устройства (Ом)

Rг. — сопротивление растеканию горизонтального электрода с учетом коэффициента использования (Ом)

Уточнаем количество вертикальных электродов. Для этого поначалу уточняем коэффициент использования вертикальных электродов для nв. =14 (шт.) зв. = 0,5

nв. — количество вертикальных электродов (шт.)

rв. — сопротивление растеканию 1-го вертикального электрода (Ом)

Rв — сопротивление вертикальных электродов (Ом)

зв. — коэффициент использования вертикальных электродов

Получили четкое

7. ВЫБОР ЗАЩИТНЫХ И ПРОТИВОПОЖАРНЫХ СРЕДСТВ

Наименование защитных и противопожарных средств

количество

Примечания

Указатель ВН

1 шт

До 6 кВ типа УВН-80

Указатель напряжения до 1 кВ

1 шт

До 1 кВ типа УН-90М

Индикатор напряжения переносной

1 шт

До 500В типа ПИН-РОМ

Изолирующая оперативная штанга

1 шт

До 6 кВ

Особый монтажный инструмент с изолирующими ручками

2 набора

До 1 кВ

Диэлектрические боты

2 пары

ГОСТ 13385-67

Диэлектрические перчатки

2 пары

Толщина 1,5 мм

Диэлектрическая резиновая дорожка

1 шт

800х8000х6 мм

Диэлектрические коврики

3 шт

800х800х6 мм

Защитные очки

2 шт

защита глаз при подмене предохранителей

Противогаз

2 шт

защита от отравления газами при ликвидации трагедии

Предохранительные пояса

2 шт

—

Страхующие канаты

2 шт

—

Переносное заземление ВН

3 набора

До 6 кВ

Переносное заземление НН

3 набора

До 1 кВ

Временное защитное заграждение

2 шт

—

Предупредительные плакаты

10 шт

—

Изолирующие клещи

1 шт

—

Огнетушитель углекислый

2 шт

Типа 0,9-5

Огнетушитель порошковый

2 шт

Типа ОП

Шансовый инструмент

1 набор

—

Ящик с песком

1 шт

—

Аптечка

2 шт

Согласно ПТБ

8. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ПОДСТАНЦИИ

8.1 Трансформаторная подстанция служит для преобразования и распределения электроэнергии меж отдельными пользователями либо группами потребителей.

В данном проекте трансформаторная подстанция служит для питания силовых, осветительных нагрузок прядильного цеха ООО «Шуйско-Тезинская фабрика».

8.2 Стенки подстанции выполнены из красноватого кирпича, шириной 250 мм. Снаружи стенки не покрашены. Снутри на их нанесен известковый раствор, штукатурка стенок не предусматривается, потому что при строительстве произведена расшивка швов. Стенки подстанции не имеют окон. Здание подстанции не отапливается, потому что неизменного обслуживающего персонала в ней не предвидено. Перекрытия выполнены из сборного железобетона. Кровля мягенькая — два слоя рубероида на битумной мастике. Пол подстанции бетонный, шириной 100-150 мм. Сверху произведено эмульгирование и железнение. Для выкатывания трансформаторов имеются ворота с калиткой. Не считая того, чтоб вовнутрь строения не затекала вода, уровень пола завышен, относительно земли, на 200 мм. Вокруг строения подстанции делается относка из асфальта, шириной 800мм. Для сбора масла в случае разрыва бака трансформатора и предотвращения растекания его по полу, предвидено сооружение бетонированного маслоприемника, рассчитанного удержание полного размера масла бака. Сверху маслоприемник запирается сеткой, на которую насыпается большой нередкий гравий либо гранитный щебень. Конденсаторная установка расположена у стенки.

СПЕЦИФИКАЦИЯ

Наименование

Обозначения в документации на поставку

К-во

Примечание

Камера сборная КСО2001 МЭЩ с вакуумным выключателем BB/TEL

УДК 621.316.37-744(085) ОКП14714500 РГ 45.31.29.29. ТУ 16-674.033-80 ГОСТ 155 48-70 по группы размещения ГОСТ 12.2.007.3-75. по технике сохранности

1

Камера сборная однобокого обслуживания на ЦРП.

Набор трансформаторной подстанции КТП-1000-6/0,4-72УЗ

УДК 621.316.37-744(085) ОКП34 14714500 РГ 45.31.29.29. ТУ 16-674.033-80 ГОСТ 155 48-70 по группы размещения ГОСТ 14695-80 по технике сохранности

1

Трансформаторная подстанция Чирчинского трансформаторного завода,1972 г. разработки

Шкаф вводной ШВВ-2-1

1

Трансформатор ТМЗ-1000-6/0,4

1

Для установки на подстанции

Кабель ААШв-6000 S=(3Ч95)мм2

L=2Ч0,15км

Трансформатор тока

ТШЛ-20

4

1500/5

ТШ-20

6

300/5

ТШ-20

9

200/5

Амперметры

Э8021

3

0-1,5кА

Э365

6

0-300А

Э365

9

0-100А

Вольтметр Э8021

1

0-500В

Счетчик

СА4У

12

Uн=380В, Iн=5А

СР4У

1

Uн=380В, Iн=5А

Автоматические выключатели

ВА55-43

1

Iн.= 1600, Iн.расц.= 1600

ВА55-39

6

Iн.= 250, Iн.расц.= 250

ВА55-39

5

Iн.= 160, Iн.расц.= 100

ВА55-39

1

Iн.= 630, Iн.расц.= 630

Реле давления

1

КР

Реле температуры

1

КТ

Реле тока

1

КА

Компенсирующая установка УК -0,38-320Н

1

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. каталог на прядильные машинки

2. инструкция по подсчету электронных нагрузок на предприятиях легкой индустрии М.,1982

3. Москаленко В.В. Справочник электромонтера М., 2003

4. Коновалова Л.Л. Электроснабжение промышленных компаний и установок М., 1989

5. Правила устройств электроустановок, 6 изд. М., 1987

6. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных и штатских спостроек М., 2006

7. Руководящие указания по расчету токов недлинного замыкания М, 2002

8. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения М, 2006

9. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4кВ Л., 1988

10. Илюхин К. Справочник по электроизмерительным устройствам М.

11. Нойфельд М. Заземление, защитные меры сохранности М., 1971

12. ПТЭ электроустановок потребителей и ПТБ при эксплуатации электроустановок потребителей Днепровск, 1971

13. Н.И. Белорусов. Справочник электронные кабели, провода и шнуры. Москва энергоатомиздат 1988г.

]]>