Курсовая работа (т): Электроснабжение завода среднего машиностроения

Принимаем в качестве открытого распределительного устройства на стороне 110 кВ на подстанции схему соединения “Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий”, представленную на рис.3.1.

Схема удовлетворяет требованиям надежности и проста в применении. Также схема хороша тем, что она экономически выгодна и не требует больших капиталовложений, а также ежегодных затрат на ремонт и обслуживание.

Рис. 3.1. Схема соединения ОРУ ГПП

. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ПРОВЕРКА СЕЧЕНИЙ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ НА ТЕРМИЧЕСКУЮ СТОЙКОСТЬ

Электрические аппараты и проводники должны обладать необходимой электродинамической и термической стойкостью к действию токов КЗ, поэтому необходимо уточнить выбранные сечения КЛ.

Расчет ведется с помощью программного комплекса «Энергия».

В программном комплексе кабельные линии представлены следующими параметрами: типом кабеля, напряжением

Uном (кВ), количеством жил Nж, сечением Fф (кв.мм), допустимым током Iдоп (А), удельным активным R₀ и реактивным Х₀ сопротивлениями, (Ом/км). Для расчета в “Энергии” необходимо ввести марку кабеля, его длину и сечение (км), количество жил и напряжение Uном (кВ).

Воздушные линии представлены маркой провода, его сечением Fп (кв.мм), удельным активным сопротивлением R₀ (Ом/км) и допустимым током Iдоп (А). Для расчета необходимо ввести марку провода, его длину и сечение.

Синхронные двигатели представляются: типом двигателя, номинальным напряжением Uном (кВ), номинальной мощностью Рном. (кВт), значением cosj, числом оборотов n (об/мин), КПД (%), отношениями Iп/Iн и Мп/Мн, переходным реактивным сопротивлением Хd^’’ (о.е.). Для расчета в “Энергии” необходимо ввести все перечисленные выше данные для двигателя, которые можно взять из [9].

Трансформаторы представляются: типом трансформатора, его мощностью Sном (кВ*А), напряжением обмотки ВН U_1НОМ и обмотки НН U_2НОМ (кВ), потерями активной мощности ХХ Рхх и КЗ Ркз (кВт), током ХХ Iхх (%), напряжением КЗ Uкз (%), активным R₀ и реактивным X ₀ сопротивлениями (Ом), числом ответвлений РПН и ПБВ n, а так же ступенью регулирования первичных обмоток ∆К %.

При расчётах рассматривается наиболее тяжёлый режим, а именно отключение одного трансформатора на ГПП и одной ЛЭП-110кВ.

Принимается, что питание ВЛЭП осуществляется с различных шин на источнике питания, работающих раздельно.

Также проверяются выбранные сечения кабелей по термической стойкости. Электрические аппараты и проводники должны обладать необходимой электродинамической и термической стойкостью к действию токов КЗ, поэтому необходимо уточнить выбранные сечения КЛ.

Расчет токов КЗ производился в программном комплексе «Энергия ТКЗ». Из задания мощность системы Sc=1000 МВ*А, Uc=110кВ, Xc=0,8 о.е.

Согласно расчету, начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ на шинах ГПП равно 4,2 кА.

Таблица 4.2 Выбор кабелей по результатам расчётов токов КЗ

4.1 Проверка кабельных линий на термическую стойкость

Проверку на термическую стойкость осуществляем при с помощью формулы расчета минимального сечения по термической стойкости.

Принимаем, что в качестве защиты линий используется токовая отсечка со временем срабатывания 0,2 с, и выключатель со временем срабатывания 0,07 с.

Тогда минимальное допустимое сечение кабеля по термической стойкости:

, (4.1)

где =100 кА*√с/мм²

_к = t_то + t_вв = 0,2+0,02=0,22с.

Iкз=3,55 кА., тогда

Минимально допустимое сечение по условию термической стойкости к токам КЗ составляет 19,7 мм².

Проверка кабельных линий 0.4 кВ по условию термической стойкости не производится, т.к. со стороны 10 кВ трансформаторы защищены плавкими предохранителями, поэтому в соответствии с [5] данная проверка требует увеличение сечений.

. РАСЧЕТЫ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ

Электрические расчет режимов работы системы электроснабжения предприятия производим на ПЭВМ с помощью программного комплекса «Энергия». В данном программном комплексе элементы схемы электроснабжения задаются следующими параметрами:

·        трансформатор: S_НОМ, U_НОМ, К_Т, сопротивления обмоток, Р_Х, Р_К, I_Х, U_К;

·        ВЛ и КЛ: R₀, X₀, длина линии;

·        батарея конденсаторов: U_НОМ, Q_НОМ;

·        синхронный двигатель: U_НОМ, Р_НОМ,, число оборотов в минуту, КПД;

Расчет установившегося режима электрической сети выполняем для определения:

·        загрузки элементов сети, соответствия пропускной способности сети ожидаемым потокам мощности;

·        уровней напряжений в узлах и элементах сети и мероприятий, обеспечивающих поддержание напряжения в допустимых пределах;

·        потерь мощности и энергии для оценки экономичности работы сети и эффективности способов снижения потерь.

В курсовом проекте произведен расчет для режима максимальных и минимальных нагрузок предприятия. Режимы максимальных и минимальных нагрузок используем для выявления наибольших значений длительных расчетных потоков мощности.

Согласно ГОСТ 13109-97 в процессе эксплуатации необходимо обеспечивать качество электрической энергии, т.е. поддерживать напряжение на шинах всех приемников в допустимых пределах. Для обеспечения необходимых уровней напряжения используют устройства регулирования напряжения: РПН с пределом регулирования ±9´1,78%, на ГПП и ПБВ с пределом регулирования  на ЦТП.

Режим максимальных нагрузок:

По заданию напряжение на шинах источника питания U=110*1,06=116,6 кВ.

В режиме максимальных нагрузок отклонения напряжения получились в пределах допустимого, (с учетом регулирования):

на шинах НН ГПП: U_МАКС=10,4 кВ.

на шинах НН ЦТП: U_МАКС=0,404 кВ, U_МИН=0,386 кВ.

Загрузка элементов системы электроснабжения не превышает допустимой и составляет К_МАКС=0,97, К_МИН=0,48.

Значение на шинах НН ГПП =0,39 , что не превышает допустимого 0,41.

Для выполнения данных условий пришлось внести изменения в схему, а именно:

заменен кабель ТП9(1)-РП8 на АПВГ 4х25;

На ТП9(1) заменена БК на УКМ 58-0,4-67-33,3 У3.

Номера ответвлений на РПН и ПБВ трансформаторов приведены в таблице 5.1.

Режим минимальных нагрузок:

По заданию напряжение на шинах источника питания U=1,02*110=112,2 кВ.

В режиме минимальных нагрузок отклонения напряжения получились в пределах допустимого:

на шинах НН ГПП: U_МИН=10 кВ.

на шинах НН ЦТП: U_МАКС=0,400 кВ, U_МИН=0,389 кВ.

В данном режиме элементы системы электроснабжения сильно не догружены. Загрузка составляет К_МАКС=0,16, К_МИН=0,09.

Номера ответвлений на РПН и ПБВ трансформаторов приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1.Номера ответвлений на РПН и ПБВ трансформаторов в режимах максимальных и минимальных нагрузок.

. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА

Технико-экономический расчет выполняем для определения эффективности капиталовложений и оценки результатов проекта.

Для расчётов приняты цены по состоянию на 1^й квартал 2016 года. Дефлятор цен принят по [17], цены взяты по [16].

1.       Суммарные капиталовложения:

,

Цеховые трансформаторы

Таблица 6.1. Стоимость трансформаторов.

1)       Ячейки КРУ

Таблица 6.2 Стоимость ячеек КРУ с выключателем серии ВВЭ-10-20.

Примечания:

.         Стоимость ячейки выключателя включает:

· оборудование (60%);

· релейная защита, кабели, панели в ОПУ (22%);

· ошиновка, порталы, строительные и монтажные работы (18%).

.         Стоимость ячейки КРУЭ включает строительную часть здания.

3)       Распределительные пункты

Таблица 6.3. Стоимость распределительных пунктов

4)       Компенсирующие устройства

Таблица 6.4. Стоимость КУ.