Загальна частина проекту Вступ. Розвиток енергетики на Україні. Енергетика – це галузь господарства, що зв’язана з вивченням енергетичних ресурсів, виробленням, перетворенням і розподіленням енергії всіх видів. Енергетика України забезпечує надійне електропостачання народного господарства і потреби різноманітних споживачів теплової та електричної енергії. Електроенергія широко використовується у всіх галузях народного господарства. Особливо для електроприводів різних механізмів. Для забезпечення передачі електричної енергії у відповідній кількості і необхідної якості служать системи електропостачання промислових підприємств, що складаються з мереж напругою до 1000 В і більше, а також перетворювальних і розподільчих підстанцій. Передача, розподіл і споживання виробленої електричної енергії на промислових підприємствах повинні проводитись з високою економічністю і надійністю. Продовжуються роботи по подальшому розвитку єдиної енергосистеми нашої країни, підвищенню надійності і якості електропостачання народного господарства, зниженню питомих втрат та собівартості електричної енергії. Цей планомірний, пропорційний, динамічний розвиток економіки забезпечується підвищенням ефективного суспільного виробництва за рахунок прискорення НТП, покращення якості всієї роботи і продукції, росту продуктивності праці. В якості головного завдання на Україні висувається забезпечення дальшого росту благоустрою людей, на основі економічного поступального росту і розвитку народного господарства, переведення економіки на інтенсивний шлях розвитку, більш ефективне використання потенціалу України, економія всіх видів ресурсів і покращення якості всієї роботи. У вирішенні цих завдань особливу роль має відігравати електромеханічна промисловість, що призначена забезпечити всі сфери народного господарства електрообладнанням для прискорення НТП. Необхідно зауважити, що економіка України розвивається на базі нових технічних досягнень в області проектування і будівництва електростанцій і ліній електропередач, а також процесу вітчизняного машинобудування, що стало надійною основою електроенергетичного господарства країни. Коротка характеристика об’єкту, споживачів електроенергії та визначення категорії надійності електропостачання. Оцінка надійності при виборі варіантів електропостачання споживачів в проектній практиці здійснюється на основі рекомендацій „Правила устройства електроустановок” (ПУЕ). Необхідна ступінь надійності електропостачання згідно ПУЕ в основному залежить від прийнятої схеми електропостачання, степені резервування окремих елементів схеми електропостачання. Для вибору схеми і системи побудови електричної мережі необхідно враховувати потужність і кількість споживачів, рівень надійності електропостачання. На території заводу розміщені цехи, які відносять до електричних споживачів другої категорії надійності електропостачання. Тому завод пропонується живити по двох повітряних лініях від районної підстанції. Розрахункова частина проекту. Розрахунок електричних навантажень РМЦ. Для розрахунку електричних навантажень РМЦ пропонується метод впорядкованих діаграм, тобто за допомогою коефіцієнта максимуму (Кmax). Для розрахунку групуємо споживачі цеху в групи з однаковим коефіцієнтом використання (Kи), тобто з однаковим режимом роботи. Для даного методу розрахункові потужності: Рр = Рсм Кmax (2.1) Qp = Qсм, при nэ › 10 (2.2) Qp = 1.1 Qсм, при nэ ‹ 10 (2.3) Де Кmax – коефіцієнт максимума (л.1 табл.4-3). Рсм = Рн Ки (2.4) Рсм – середня потужність за максимально завантажену зміну; Ки – коефіцієнт використання (л.1 табл.4-8); Рн – сумарна потужність споживачів групи. Qсм = Рсм tg? (2.5) Qсм – середня реактивна потужність за максимально завантажену зміну; tg? – відповідає середньозваженому cos? групи споживачів електроенергії. nэ = (? Рні)2/ ?(Рні)2 (2.6) nэ – ефективна кількість споживачів електроенергії. Результати розрахунків зводимо в таблицю 2.1. Таблиця 2.1 Розрахунок електричних навантажень РМЦ. № Назва електроприймача Кількість Встановлена потужність nэ Ки cos?/tg? Кmax Середня потужність Розрахункова потужність
одного всіх
Рсм Qсм Рр Qp
1 Токарно-гвинторізний верстат 3 11,125 33,375
0,12 0,4/2,27
2 Поперечно-стругальний верстат 2 11,0 22
0,14 0,5/1,73
3 Універсально-фрезерний верстат 3 6,325 18,975
0,14 0,5/1,73
4 Універсальний зубофрезерний верстат 2 7,0 14
0,14 0,5/1,73
5 Круглошліфувальний верстат 2 19,45 38,9
0,17 0,65/1,15
6 Плоскошліфувальний верстат 2 12,65 25,3
0,17 0,65/1,15
7 Внутрішліфувальний верстат 2 10,225 20,45
0,17 0,65/1,15
8 Координатно-розточний верстат 1 6,52 6,52
0,13 0,45/1,97
9 Карусельний верстат 1 33,28 33,28
0,14 0,5/1,73
Трубовідрізний верстат 1 2,8 2,8
0,12 0,4/2,27
Вентилятор 4 7,0 28
0,6 0,8/0,75
Перетворювач зварювальний 1 28,0 28
0,2 0,7/1,02
Мостовий кран 2 24,2 48,4
0,1 0,5/1,73
Сушильний шкаф 2 10,0 20
0,8 0,95/0,32
Всього по цеху 28 –– 340 20,5 0,22 0,58/1,41 1,5 74,8 105,46 112,2 105,46
Для розрахунку електричних навантажень решти цехів заводу використовуємо метод з використанням коефіцієнта попиту (Кс). Рр = Рн Кс, кВт (2.7) Qp = Pp tg?, кВар (2.8) Sр = vРр2 + Qр2 (2.9) Де Рн – встановлена потужність споживачів цеху; Кс – коефіцієнт попиту (л.1 табл.4-8); tg? – відповідає cos? споживачів цеху (л.1 табл. 4-8). Результати розрахунку зводимо в таблицю 2.2. Таблиця 2.2. Розрахунок електричних навантажень цехів підприємства. № п/п Назва цеху Рн, кВт Кс Cos?/tg? Рр, кВт Qр, кВар Sр, кВА
1 Киснева станція 520 0,4 0,6/1,33 208 276,64 346,11
2 Збагачувальна фабрика 750 0,7 0,7/1,02 525 535,5 749,92
3 Ливарня чорного металу 2500 0,8 0,85/0,61 2000 1220 2342,73
4 Цех термічної обробки 1700 0,75 0,85/0,61 1275 777,75 1493,49
17 Всього по заводу 19849,7 448,99 15107,77 180,89 20298,69 15288,66 25412,2
2.2 Визначення розрахункового навантаження із сітки зовнішнього електропостачання. Розраховуємо навантаження на мережу зовнішнього електропостачання. Втрати потужності в лініях і трансформаторах: ?Рт = 0,02 Sр? = 0,02 25412,2 = 508,24, кВт (2.16) ?Qт = 0,1 Sр? = 0,1 25412,2 = 2541,22, кВар (2.17) ?Рл = 0,03 Sр? = 0,03 25412,2 = 762,36, кВт (2.18) Де Sр? – розрахункове повне навантаження підприємства (табл. 2.4). Навантаження на мережу зовнішнього електропостачання: Ррвн = (Рр? + ?Рт + ?Рл)Крм = (20298,69+508,24+762,36)0,95 = 20490,82, кВт (2.19) Qс = (0,3-0,4) Ррвн = 0,4 20490,82 =8196,32, кВар (2.20) Де Крм – коефіцієнт різночасності максимумів цехів підприємства (0,92 – 1,0); Qс – реактивна потужність, яку енергосистема може видати заводу в режимі максимальних навантажень. Сумарна реактивна потужність підприємства: Qрвн = (Qр? + ?Qт) Крм = (15288,66 + 2541,22) 0,95 = 16938,38, кВар (2.21) Реактивна потужність, яку необхідно скомпенсувати на заводі: Qку = Qрвн – Qс = 16938,38 – 8196,32 = 8742,06, кВар (2.22) Повне навантаження на мережу зовнішнього електропостачання: Sрвн = vРрвн2 + Qс2 = v20490,822 + 8196,322 = 22069,28, кВА (2.23) 2.3 Вибір раціональної напруги, січень і марки проводів живлячих ліній
Оскільки завод в цілому відноситься до другої категорії надійності електропостачання, то його треба живити по двох лініях. Використовуючи формулу Стілла, визначаємо раціональну напругу ліній: U = 4,34 vl + (0,016 Ррвн/n) = 4,34 v15,4 + (0,016 20490,8/2) = 58,1, кВ (2.24) Приймаємо стандартну напругу ліній 110 кВ. Знаходимо розрахунковий струм в лінії: Ір = Sрвн/v3 Uн n = 22069,28/2 1,73 110 = 57,91, А (2.25) Знаходимо економічне січення проводів: Sек = Ір/jек = 57,91/1,1 = 52,64, мм2 (2.26) Згідно ПУЕ для ліній напругою 110 кВ поперечний переріз проводів повинен бути не менше 70 мм2. Для живлення приймаємо двохколову повітряну лінію виконану на залізобетонних опорах з одночасною підвіскою двох ліній з проводами марки АС – 70, для яких Ідоп = 265 А; Рн = 125 кВт/км; Ко = 10,942 тис.грн/км. Вибір кількості та потужності трансформаторів ГПП і місця їх розташування На підприємстві встановлено 60% споживачів першої категорії надійності електропостачання, тому на ГПП повинно бути встановлено два силових трансформатори. Будуємо річний графік навантаження:
Визначаємо коефіцієнт заповнення графіка: Кзг = Р1t1 + Р2 t2 + Р3 t3 + Р4 t4/Р1 t = 1 2000 + 0,75 1000 + 0,6 3000 + 0,3 2500/1 8760 = 0,62 (2.27) По номограмі вибираємо Кдп (tmax; Кзг): Кдп = 1,21 Визначаємо допустиме систематичне перенавантаження трансформатора: S?дп = (Кдп – 1) Sнт = 0,21 Sнт (2.28) S??дп = 0,15 Sнт Sдп = (S?дп + S??дп) Sнт = (0,21 + 0,15) Sнт = 0,36 Sнт (2.29) Згідно ПУЕ допустиме перенавантаження трансформатора в нормальному режимі не повинні перевищувати 30%, тому приймаємо Sдп = 0,3 Sнт. Визначаємо потужність споживачів першої категорії: SІ = Sрвн 0,6 = 20069,28 0,6 = 12041,56, кВА (2.30) Намічаємо два варіанти потужності трансформаторів: два по 10000 кВА або два по 16000 кВА. З врахуванням перевантаження обидва варіанти потужності трансформаторів в нормальному режимі зможуть пропустити всю потрібну потужність під час максимального навантаження підприємства: Sрвн ‹ 2 Sнт + Sдп; (2.31) 20069,28 ‹ 2 10000 1,3; 20069,28 кВА ‹ 26000 кВА. Sрвн ‹ 2 Sнт + Sдп; 20069,28 ‹ 2 16000 1,3; 20069,28 кВА ‹ 41600 кВА. В аварійному режимі при відмиканні одного трансформатора, другий повинен забезпечити живлення споживачів першої категорії. SІ ‹ 1,4 Sнт; (2.32) 12041,56 кВА ‹ 14000 кВА. SІ ‹ 1,4 Sнт; 12041,56 кВА ‹ 22400 кВА. Обидва варіанти прийнятні. Проводимо техніко-економічне порівняння варіантів потужностей трансформаторів. Визначаємо коефіцієнт завантаження трансформаторів: Кз = Sрвн/2 Sнт (2.33) Визначаємо з довідника технічні дані трансформаторів: Тип Sнт, кВА ?Рхх, кВт ?Ркз, кВт Іхх, % Uкз, % Ціна, тис.грн
ТДН 10000 14 60 0,85 10,5 36500
ТДН 16000 21 90 0,8 10,5 42000
Визначаємо капітальні затрати: К = 2 Ко, тис.грн (2.34) Визначаємо вартість втрат електроенергії: Сп = Со ((?Рхх + Ке Іхх Sнт/100) Тв + Кз2 (?Ркз + Ке Uкз Sнт/100) ?) n, тис.грн (2.35) Визначаємо амортизаційні відрахування: Са = ? К, тис.грн (2.36) Визначаємо загальні експлуатаційні витрати: Се = Сп + Са, тис.грн (2.37) Результати розрахунків зводимо в таблицю 2.5 Таблиця 2.5. Вибір трансформаторів ГПП № Розрахунки 2х10000 2х16000
1 Коефіцієнт завантаження 1,003 0,62
2 Капітальні витрати, тис.грн 73000 84000
3 Вартість втрат електроенергії, тис.грн 9059,18 10865,22
4 Амортизаційні відрахування, тис.грн 4599 5292
5 Загальні експлуатаційні витрати, тис.грн 13658,18 16157,22
Оскільки К1 менше за К2, а Се1 менше за Се2, то економічно вигідніше взяти два трансформатори потужністю по 10000 кВА. Розрахунок і побудова картограми навантажень. Для правильного розміщення підстанцій цехів і підприємства проводимо розрахунок картограми навантажень. Умовно рахуємо, що центри електричних навантажень цехів (Хі ; Yі) співпадають з їх геометричними центрами. Центр електричних навантажень підприємства визначаємо із співвідношення: Хцт = ?(Рр?і Хі)/?Рр?і, м (2.38) Yцт = ?(Рр?і Yі)/?Рр?і, м (2.39) Радіуси кругів площі яких пропорційні сумарним активним навантаженням цехів: Rі = vРр?/П Мр, см (2.40) На кругах виділяємо сектори, площі яких пропорційні навантаженню на освітлення: ?осв = Рро/Рр? 360 (2.41) Результати розрахунків зводимо в таблицю 2.6. Таблиця 2.6. Розрахунок картограми навантажень № Назва цехів ?осв Rі, см Хцт Yцт
1 Киснева станція 9 2,4 59,2 15,9
2 Збагачувальна фабрика 24 3,65 19,1 24,6
3 Ливарня чорного металу 8,5 6,32 33,9 24,6
4 Цех термічної обробки 7,7 5,04 40,8 24,6
5 Компресорна 38 2,42 53,5 24,6
6 Компресорна 6 кВ 4,3 7,1 53,5 24,6
7 Насосна 18,8 3,5 10,3 24,6
8 Установка зрідження газу 32,3 2,4 47,2 14,9
9 Насосна промислової води 24,4 2,5 48,8 8,5
10 Ремонтно-механічний цех 27,5 1,6 31,1 8,5
11 Управління комбінату 62,7 1,8 18,4 5,2
12 Електроцех 1 2,4 9 9,2
13 Цех печей 1,1 10,1 33,7 3,1
14 Цех електролізу 1,4 7,4 50,4 3,1
15 Цех рафінування 3,7 8,4 25,3 15,1
16 Аглоцех 9 4,3 8,6 3,15
По формулах (2.38) і (2.39) знаходимо координати розміщення ГПП. Розміщаємо ГПП по визначених координатах: Хо = 29,24 см; Yо = 10,24 см. Вибір кількості та потужності трансформаторів ЦТП Визначаємо момент при передачі електроенергії від даної ЦТП до найбільш потужного споживача цеху, рахуючи при цьому, що навантаження розподілене рівномірно по території цеху:кількість підстанцій в цеху: М = Sц/4 l/4 (2.42) Де Sц – повна потужність цеху; L – довжина діагоналі цеху. Визначаємо потужність трансформатора ЦТП: Sнт = Рц/N 1,4 (2.43) Де N – кількість підстанцій в цеху; Рц – активна потужність даного цеху. Результати розрахунків зводимо в таблицю 2.7 Таблиця 2.7. Вибір кількості та потужності трансформаторів ЦТП №цеху Момент при передачі електроенергії Кількість підстанцій Потужність трансформатора Стандартне значення потужності трансформатора
1, 4, 5, 7 11955,7 1 1487,45 1600
14 28901,72 2 1139,41 1600
10, 11, 15 5666,93 1 837,02 1000
3 12744,9 1 1465,89 1600
2, 6 8408,36 1 848,66 1000
13 13033,88 2 879,23 1000
8, 9, 12 27318,33 3 1349,44 1600
5 (6 кВ) 18477,42 2 887,3 1000
Розрахунок і розміщення компенсуючих пристроїв 0Вибрані трансформатори зможуть пропустити на низьку сторону частину реактивної потужності: Qт = v(N Sнт 1,4)2 – Рр?2, кВар (2.44) Де Sнт – стандартна потужність цехового трансформатора. Решту реактивної потужності необхідно скомпенсувати в цеху зі сторони 0,38 кВ. Qкн = Qр? – Qт, кВар (2.45) Результати розрахунку зводимо в таблицю 2.8. Таблиця 2.8. Розрахунок і розміщення компенсуючих пристроїв № ЦТП Рр? кВт Qр? кВар Qт кВар Qкнн кВар Qквн кВар Конденсатори низької сторони Кіль кість Конденсатори високої сторони Кіль кість
Вибір схем внутрішнього електропостачання, січень і марки проводів розподільчих сіток заводу Для живлення цехових підстанцій від ГПП приймаємо кабельні лінії прокладені в траншеях напругою 10 кВ. Приймаємо змішану схему живлення. Визначаємо розрахунковий струм лінії: Ір = S?/v3 Uн (2.46) Визначаємо економічне січення лінії: Sек = Ір/jек (2.47) Де jек = 1,1 – економічна густина струму для кабелів. Результати розрахунків і вибору кабельних ліній зводимо в таблицю 2.9. Таблиця 2.9. Розрахунок і вибір розподільчих мереж високої напруги. № лінії Ір, А Ідоп, А Sек, мм2 Sст, мм2 Марка кабеля
ГПП-ЦТП1 149,45 440 67,93 70 СГТ
ГПП-ЦТП2-ЦТП3-ЦТП4 244,67 595 111,21 120 СГТ
ГПП-ЦТП5-ЦТП6 138,51 440 62,95 70 СГТ
ГПП-ЦТП7-ЦТП8 188,96 520 85,89 95 СГТ
ГПП-ЦТП9-ЦТП10-ЦТП11 385,61 755 175,27 185 СГТ
ГПП- ЦТП12-ЦТП13 178,92 520 81,32 95 СГТ
ЦТП1-РП1 20,29 140 9,22 10 СГТ
ЦТП1-РП2 20,61 140 9,36 10 СГТ
ЦТП1-РП3 20,42 140 9,28 10 СГТ
ЦТП4-РП4 21,32 140 9,69 10 СГТ
ЦТП4-РП5 12,32 105 5,6 6 СГТ
ЦТП6-РП6 43,92 235 19,96 25 СГТ
ЦТП10-РП7 9,58 105 4,65 6 СГТ
ЦТП9-РП8 23,18 175 10,53 16 СГТ
2.8 Розрахунок струмів короткого замикання Схема заміщення: Розрахунок струмів короткого замикання виконуємо у відносно-базових одиницях. Приймаємо базові умови: Sб = Sс = 1200 МВА. Визначаємо опори елементів схеми заміщення: Хл = Хо l Sб/Uн2 = 0,4 16,8 1200/1102 = 0,69 (2.48) реактивний опір лінії. rл = rо l Sб/Uн2 = 0,44 16,8 1200/1102 = 0,76 (2.49) Де Хо, rо – відповідно питомий реактивний і активний опори лінії (л.1 табл.12-5); l – довжина лінії, км; Uн – середня напруга лінії, кВ. Визначаємо опір системи: Хс = Х*с Sб/Sс = 0,36 1200/1200 = 0,36 (2.50) Опори трансформаторів ГПП і ЦТП: Zт = Uк/100 Sб/Sнт – повний опір; (2.51) Rт = ?Рк 10-3/Sнт2 – активний опір; (2.52) Хт = vZт2 – rт2 – індуктивний опір. (2.53) Де Uк – напруга короткого замикання трансформатора (л.1 табл.17-6); ?Рк – втрати короткого замикання трансформатора (л.1 табл.17-6). Знаходимо сумарні опори до точок короткого замикання. Знаходимо встановлений струм короткого замикання у відносно-базових одиницях: Ікз = Іб/Z? (2.54) Знаходимо базовий струм: Іб = Sб/v3 Uн = 1200/1,73 110 = 6,3 (2.55) Де Uн – номінальна напруга в точці кз. Знаходимо ударний струм короткого замикання: Іу = v2 Ку Ікз, кА (2.56) Де Ку = f(Х?/r?) – ударний коефіцієнт (л.1 табл.5-10). Потужність короткого замикання: Sкз = v3 Uн Ікз , МВА (2.57) Результати розрахунків зводимо в таблицю 2.10. Таблиця 2.10. Розрахунок струмів короткого замикання. Точка кз r? Х? Z? Ку Ікз, кА Іу , кА Sкз, МВА
К-1 0,76 1,05 1,29 1,1 6,88 8,59 929,76
К-2 0,76 9,58 9,7 1,83 0,98 1,55 15,04
К-3 2,56 10,23 10,94 1,35 0,72 1,25 11,27
К-4 2,25 10,08 9,27 1,6 0,85 1,63 14,24
К-5 4,22 14,65 15,28 1,5 0,92 1,67 9,54
К-6 20,25 25,12 35,07 1,1 0,45 0,83 5,59
К-7 2,35 10,23 10,61 1,48 0,93 1,9 12,44
К-8 10,06 16,14 20,38 1,15 0,74 1,39 7,15
К-9 3,9 13,48 14,08 1,34 0,61 1,18 8,63
К-10 11,18 23,06 25,62 1,2 0,49 1,02 5,29
К-11 1,14 10,23 10,38 1,59 1,03 2,26 13,64
К-12 2,52 13,68 14,02 1,55 0,82 1,74 9,88
К-13 5,05 21,51 23,43 1,4 0,52 1,33 6,81
К-14 6,59 15,82 16,83 1,3 0,56 0,97 6,5
К-15 15,34 25,26 30,7 1,2 0,45 0,95 4,89
К-16 24,74 29,16 32,34 1,1 0,52 0,88 3,95
2.9 Вибір основного електрообладнання. Вибір високовольтних вимикачів. Результати вибору зводимо в таблицю 2.11. Таблиця 2.11. Вибір високовольтного вимикача 110 кВ Величина, що вибирається та перевіряється Формули порівняння Довідникові дані Розрахункові дані
Номінальна напруга, кВ Uнв › Uну 110 110
Номінальний довгот- ривалий струм, А Інв › Іру 1000 57,91
Номінальний струм відключення, кА Івідкл › Ікз 20 6,88
Потужність відключення, МВА Sвідкл › Sкз 11000 929,76
Ударний струм, кА Ідин › Іу 45 8,59
Струм термічної стійкості, кА Інтсв › Ітс 18,4 1,51
По (л.1 табл.23-29) вибираємо високовольтний вимикач типу У – 110 – 2000 – 50. Струм термічної стійкості: Ітс = Ікз vtп/tнтс, кА (2.58) Де tп = tпп + tпа, приведений час дії струму короткого замикання; (2.59) tпп – приведений час дії струму кз від періодичної складової; tпа – приведений час дії струму кз від аперіодичної складової. Отримаємо: tп = tпп + tпа = 0,2 + 0,05 = 0,25 с Ітс = 6,88 v0,25/5 = 1,51 кА Таблиця 2.12 Вибір високовольтного вимикача 10 кВ Величина, що вибирається та перевіряється Формули порівняння Довідникові дані Розрахункові дані
Номінальна напруга, кВ Uнв › Uну 10 10
Номінальний довгот- ривалий струм, А Інв › Іру 630 385,61
Номінальний струм відключення, кА Івідкл › Ікз 20 1,03
Потужність відключення, МВА Sвідкл › Sкз 400 13,64
Ударний струм, кА Ідин › Іу 52 2,26
Струм термічної стійкості, кА Інтсв › Ітс 20 1,51
По (л.1 табл.23-29) вибираємо високовольтний вимикач типу ВМП – 10 – 630. Вибір роз’єднувачів. Результати вибору зводимо в таблицю 2.13. Таблиця 2.132. Вибір роз’єднувачів Величина, що вибирається та перевіряється Формули порівняння Довідникові дані Розрахункові дані
Номінальна напруга, кВ Uнр › Uну 110 110
Номінальний довгот ривалий струм, А Інр › Іру 630 57,91
Ударний струм, кА Ідин › Іу 100 8,59
Струм термічної стійкості, кА Інтср › Ітс 40 1,51
По (л.1 табл.23-12) вибираємо роз’єднувач типу РНД – 110 – 630Т1. Вибір відокремлювачів. Результати вибору зводимо в таблицю 2.14. Таблиця 2.14 Вибір відокремлювачів Величина, що вибирається та перевіряється Формули порівняння Довідникові дані Розрахункові дані
Номінальна напруга, кВ Uнр › Uну 110 110
Номінальний довгот ривалий струм, А Інр › Іру 630 57,91
Ударний струм, кА Ідин › Іу 80 8,59
Струм термічної стійкості, кА Інтср › Ітс 22 1,51
По (л.1 табл.23-12) вибираємо відокремлювач типу ОД – 110У/630. Вибір короткозамикачів. Результати вибору зводимо в таблицю 2.15. Таблиця 2.15. Вибір короткозамикачів. Величина, що вибирається та перевіряється Формули порівняння Довідникові дані Розрахункові дані
Номінальна напруга, кВ Uнк › Uну 110 110
Ударний струм, кА Ідин › Іу 32 8,59
Струм термічної стійкості, кА Інтск › Ітс 12,5 1,51
По (л.1 табл.23-12) вибираємо короткозамикач типу КЗ – 110У. Вибір вимикачів навантаження і запобіжників ЦТП. Результати вибору зводимо в таблицю 2.16. Таблиця 2.16. Вибір вимикача навантаження і високовольтних запобіжників ЦТП. Величина, що вибирається та перевіряється Формули порівняння Довідникові дані Розрахункові дані
Номінальний струм відключення, кА Івідкл › Ікз 125 1,03
Ударний струм, кА Ідин › Іу 10 2,26
По (л.1 табл.23-17) вибираємо вимикач навантаження типу ВНР – 10/400-10У3 і високовольтний запобіжник ПП – 31. Вибір автоматичного вимикача цехової підстанції Результати вибору зводимо в таблицю 2.17. Таблиця 2.17. Вибір низьковольтного автоматичного вимикача ЦТП Величина, що вибирається та перевіряється Формули порівняння Довідникові дані Розрахункові дані
Номінальна напруга, кВ Uнв › Uну 0,4 0,4
Номінальний довгот- ривалий струм, А Інв › Іру 630 385,16
Номінальний струм відключення, кА Івідкл › Ікз 35 1,03
По (л.1 табл.23-17) вибираємо автоматичний вимикач типу А –3740. Розрахунок заземлюючого пристрою ГПП. Визначаємо розрахунковий струм замикання на землю зі сторони вищої напруги ГПП: Із = Uн (35 lк + lв)/350 = 10 (35 16,8 + 0)/350 = 16,8 А (2.60) Де lк – довжина електрично зв’язаних кабельних ліній; Lв – довжина повітряних ліній. Визначаємо опір заземлення: Rз = Uз/Із = 125/16,8 = 11,3 Ом (2.61) В електричних установках до 1000 В опір заземлення не повинен перевищувати 4 Ом, тому приймаємо 4 Ом. Приймаємо в якості заземлювачів пруткові електроди. Розрахунковий питомий опір ґрунту: ?розр = ?із ?2 = 0,64 1,51 104 = 9660 Омм (2.62) Rопр = 0,00227 ?розр = 0,00227 9660 = 21,9 Ом (2.63) Приймаємо розміщення заземлювачів в ряд, при відстані один від одного 6 метрів, визначаємо кількість електродів: n = Rопр/ ? Rз = 21,9/0,8 4 = 6,8 штук (2.64) де ? – коефіцієнт екранування. Кількість заземлювачів 7. 2.11 Розрахунок релейного захисту трансформаторів ГПП. Для захисту трансформатора приймаємо максимально-струмовий захист на стороні НН і струмову відсічку на стороні ВН, а також газовий захист від внутрішніх пошкоджень. Номінальні струми на сторонах ВН і НН трансформатора: Ін1 = Sнт/v3 Uн1 = 10000/v3 110 = 52,48 А (2.67) Ін2 = Sнт/v3 Uн2 = 10000/v3 10 = 577,3 А (2.68) Намічаємо встановлення двох трансформаторів струму з’єднаних в неповну зірку. Вибираємо трансформатори струму: ВН типу ТФНД-35М-400/5 (Ктт = 80); НН типу ТПЧК-10-1000/5 (Ктт = 200). Для максимально-струмового захисту приймаємо реле РТ – 40 із струмом спрацювання 4 – 10 А. Струм спрацювання МСЗ: Іср.зах. = Кн Ксх Ін2/(Кв Ктт) = 1,2 1 577,3/(0,8 200) = 4,32, А (2.69) Коефіцієнт чутливості захисту при двохфазному кз на стороні НН: Кч = 0,87 Ікз /(Іср.зах. Ктт) = 0,87 11100/(4,32 80) = 27,94 (2.70) Струм спрацювання реле відсічки: Іср.в = Кн Ксх Ікз /Ктт = 1,4 1 11100/200 = 77,7 А (2.71) Коефіцієнт чутливості відсічки при двохфазному кз: Кч = 0,87 11100/77,7 80 = 1,55 (2.72) Для захисту від внутрішніх пошкоджень встановлюємо газове реле типу ПГ – 22 з дією на відключення при внутрішніх пошкодженнях. 3. Експлуатаційна частина АПВ і АВР схем електропостачання цеху. Всяке кз супроводжується дією відповідного захисту і відключення лінії, що призводить до перерви електропостачання об’єктів. Та в ряді випадків кз носить короткочасний характер. Щоб швидше відновити електропостачання об’єктів застосовують АПВ. Розрізняють два види АПВ: механічне та електричне. До пристроїв АПВ висуваються слідуючі вимоги: Не повинні спрацьовувати при відключенні вимикача вручну, дистанційно; Повинні включати можливість багатократного включення вимикача на коротке замикання. Однократність дії забезпечується тим, що: При відключенні вимикача захисне реле не може спрацювати вторинно, так як конденсатор розряджається при його прямому спрацюванні; При відключенні вимикача управління реле ЕП2 не вмикається, так як конденсатор С розряджений замкнутими контактами ключа КУ через опір; При спрацюванні захисту після якого АПВ не повинно спрацювати замикаються контакти РЗ2 і розряджають конденсатор , який виводить з дії АПВ. В схемі передбачено блокування АПВ при допомозі спеціальних звукообмоточних реле ЕП3, дія при невдалому АПВ і в випадку приварки контактів реле ЕП2, які приводили б до багатократного включення і відключення вимикача В. АВР повинно передбачатись для всіх відповідальних споживачів, тому на підстанції, які живлять споживачів першої категорії, АВР обов’язкове. Пуск в дію АВР може здійснити реле напруги, контролюючи напругу на окремих секціях шин або відповідною дією цього реле і реле пониження частоти, що забезпечує дію АВР в межах 0,2 – 1 с після відключення живлення. Схема АВР при напрузі вище 1000 В виконана на секційному вимикачі з пружинним приводом, приведена на малюнку. В схемі є двигун приводу Д, який відключає кінцевим вимикачем. Для живлення реле блокування РБ передбачений випрямляч В. Вимикачі В1 і В2 включені, В – відключений. Готовність пристрою АВР сигналізується лампою РГ. Вибирач управління ВУ встановлений в положенні АВР. Реле напруги РН1 – РН4 і реле блокування РБ виключені, контакт пружинного приводу Впр – замкнутий. При зменшенні напруги на першій секції спрацьовує реле напруги РН1 і РН2 і включається реле РВ1 від трансформатора напруги ТН1. реле РВ1 з витримкою часу через проміжне реле РП1 відключається вимикачем В1, його блок-контакт В1 включає секційний вимикач В і встановлюється живлення першої секції. При зменшенні напруги на другій секції схема працює аналогічно. Реле блокування РБ забезпечує однократність дії АВР так як при відключенні вимикачів виводів В1 і В2 реле РБ розмикається з витримкою часу коло включаю чого електромагнітного Ввкл . При порушенні живлення на другій секції схема працює аналогічно. При виключенні на кз секційний вимикач В включається своєю МТЗ. Приведена схема АВР широко застосовується в сітках промислових підприємств, так як вона проста і надійна в експлуатації і для її живлення не потрібно оперативний постійний струм. Аналогічна схема АВР секційного вимикача з електромагнітним приводом застосовується на підстанціях, де є оперативний постійний струм. 3.2 Техніка безпеки при експлуатації електричних установок. Охорона праці, здоров’я працівників і ліквідація травматизму складає одне з головних завдань України. Питання охорони праці в кожній частині України регулюється кодексом закону про працю. Згідно з цим кодексом винайдення безпечних умов праці покладається на адміністрацію підприємств, яка планує і забезпечує здійснення заходів по техніці безпеки і виробничої санітарії. Запобігаючи ураженню людей струмом при доторканні до струмоведучих частин обладнання, приймається ряд заходів: захисне заземлення є основою захисту від ураження людей електричним струмом. В якості захисту використовується також ізоляційний інструмент, підставки рукавиці та інші захисні засоби, кожні з яких мають свою особливість приміщення. Повністю безпечних і нешкідливих виробництв немає. Завданням охорони праці є звести до мінімуму вірогідності ураження. Існують два види заходів по техніці безпеки. Технічні заходи виконуються при підготовці безпечності робочого місця для монтажних і ремонтних робіт з частковим або повним зняттям напруги. Їх виконують в слідуючому порядку: відключають необхідні струмоведучі частини і застосовують міри, щодо неподачі напруги до місця проведення робіт. Протипожежний захист і заходи по охороні навколишнього середовища Спорудження цеху повинні задовольняти потреби правил протипожежної охорони промислових підприємств і норми пожежного водопостачання. Будівельні норми і правила: причинами пожеж можуть бути: невиконання правил поведінки з відкритим вогнем, несправність і нагрівання приладів, відсутність захисту проводів від кз, невідповідність електричного обладнання, його несправність. Для усунення пожеж і вибухів в цеху проводяться різні профілактичні заходи – технічні, експлуатаційні, організаційні, режимні. До технічних відносяться: нагляд за пожежними нормами при проектуванні будівель, приладами опалення та вентиляції, вибір і монтаж електричного обладнання. До організаційних відносяться: навчання виробничого персоналу, створення на виробництві добровільних пожежних дружин, видача необхідних інструкцій і плакатів по протипожежній безпеці. Режимними є заходи, які обмежують або забороняють в пожежонебезпечних місцях застосування відкритого вогню, куріння, проведення зварювальних робіт. Приміщення проектуючого цеху відносяться по пожежній безпеці згідно ПУЕ до класу 2а, де використовується електричне обладнання захищеного типу. Світильники, які використовуються в пожежонебезпечних місцях повинні бути закритого типу. В усіх промислових приміщеннях цеху повинні бути передбачені засоби гасіння пожежі: вогнегасники, ящики з піском, сокири. Вода – це найбільш поширений засіб пожежегасіння та її не завжди можна використовувати. Не можна гасити пожежу водою на електричних пристроях, які знаходяться під напругою без спеціальних мір захисту від ураження струмом людей через струмінь води. Не допускається використання води для гасіння легкогорючих рідин, оскільки вода має велику щільність, збирається в нижніх шарах цих рідин і збільшує поверхню горіння. Для захисту електричних пристроїв під напругою 0,4 кВ і вище застосовуються громовідводи, розрядники, іскрові проміжки. Обов’язковою частиною грозозахисту будівель є заземлюючі пристрої. Захист ізоляції підстанцій, будівель і споруд від прямих ударів блискавки здійснюється за допомогою стержневих окремо стоячих або встановлених на метал конструкціях блискавковідводів. Література 1. А. А. Федоров. „Довідник з електропостачання промислових підприємств” Москва „Енергія” 1980р. 2. Б. Ю. Ліпкін. „Електропостачання промислових підприємств і установок” Москва „Вища школа” 1981р. 3. Б. А. Князевський „Охорона праці в електричних установках” Москва „Енергія” 1976р.
