Электроснабжение завода продольно-строгальных станков

Произведем сравнение вариантов путем технико-экономического расчета аналогично расчету цеха обработки цветных металлов для результаты сведем в таблицу 9.

Таблица 9 – Сравнение вариантов схем внутреннего электроснабжения завода продольно-строгальных станков

По результатам видно, что первый вариант дешевле, чем второй.

Поэтому выбираем первый вариант электроснабжения.

Расчет токов короткого замыкания в системе электроснабжения завода продольно-строгальных станков

Расчет токов короткого замыкания позволяет определить параметры работы защит, позволяет проводить выбор коммутирующей аппаратуры.

В качестве точек короткого замыкания рассматриваем шины высокого и низкого напряжения цеховых подстанций, а также шины высокого и низкого напряжения ГПП. Расчет будем вести как для нормального режима сети для самых тяжелых режимов работы схемы электроснабжения – замкнутым секционным выключателем на шинах ГПП на стороне 35кВ и 10 кВ. в. Этом случае принципиальную схему питания предприятия на напряжении 35 - 10кВ можно представить на рисунке 8:

Рисунок 8- Принципиальная схема питания завода

Составим схему замещения рисунок 9 с указанием точек короткого замыкания, учитывая то, что обмотка напряжением 115 кВ трансформатора 230/115/37 кВ нас не интересует.

Рассчитаем параметры схемы замещения

Рисунок 9 - Схема замещения питания завода с указанием точек КЗ

Произведем расчет

- Выбор базисных величин

Sб = 100, МВА.

Uб1 = 230 кВ

Uб2 = 230∙37/230 =37 кВ

Uб3 = 37∙11/37 = 11 кВ

- параметры системы

Ес = 230 / Uб1 = 230/230 = 1

.

- параметры трехобмоточного трансформатора

При отношении Х/R = 20 получаем

- параметры одной цепи линии 35 кВ

- параметры трансформатора ГПП (Sн=10 МВА, Uk=10,5%, Uвн=37 кВ, Uнн=10.5 кВ, Ркз=68кВт,):

- параметры синхронных двигателей (Sд=4.25 МВА, Uн=10.5 кВ, Iпуск=6.68, з=0.965):

- параметры трансформаторов ЦТП-5, ЦТП-9 (Sн=0.63 МВА, Uk=5,5%, Uвн=10.5 кВ, Uнн=0.4 кВ, Ркз=7.6 кВт,):

- параметры трансформаторов ЦТП-2, ЦТП-3, ЦТП-6.1, ЦТП-7 (Sн=1 МВА, Uk=5,5%, Uвн=10.5 кВ, Uнн=0.4 кВ, Ркз=11.6 кВт,):

- параметры трансформаторов ЦТП-6.2 (Sн=1.6 МВА, Uk=5,5%, Uвн=10.5 кВ, Uнн=0.4 кВ, Ркз=16.5 кВт,):

- параметры сети электроснабжения на 10 кВ

Расчет коротких замыканий

Точка К1

Действующие значение тока периодической составляющей

Постоянная времени тока КЗ

Ударный коэффициент

Ударный ток КЗ

Точка К2

Действующие значение тока периодической составляющей

Постоянная времени тока КЗ

Ударный коэффициент

Ударный ток КЗ

Аналогичным образом рассчитаем остальные точки КЗ. Расчеты сведем в таблицу 12.

Таблица 12 Расчет токов короткого замыканиях в сетях 10-35кВ.

где I(3)K – ток трехфазного короткого замыкания в точке К, кА.

I(2)K, кА - ток двухфазного короткого замыкания в точке К, кА

Ta – постоянная времени, с.

Kуд – ударный коэффициент.

iуд.норм– ударный ток трехфазного короткого замыкания в точке К, в нормальном режиме (секционные выключатели на ГПП, ЦТП РУ-10кВ, РУ-0,4кВ отключены), кА

iуд.авар – ударный ток трехфазного короткого замыкания в точке К, в аварийном режиме (все секционные выключатели на ГПП, ЦТП РУ-10кВ, РУ-0,4кВ включены),кА

7. Выбор компенсирующих устройств

Мероприятия, проводимые по компенсации реактивной мощности, могут быть разделены на связанные со снижением потребления реактивной мощности приемниками электроэнергии и требующие установки компенсирующих устройств в соответствующих точках системы электроснабжения.

Так как в задании указано наличие синхронных двигателей 10 кВ, следовательно, их можно использовать в качестве компенсирующих устройств. Также источником реактивной энергии являются батареи конденсаторов, которые могут быть установлены на стороне 10 кВ или 0,4 кВ.

В таблице 10 показано распределение реактивной мощности по цеховым подстанциям предприятия.

Таблица 10 – Распределение реактивной мощности по ЦТП завода.

Суммарная расчетная реактивная нагрузка завода: 7716,16 кВар

Предварительный выбор суммарной мощности компенсирующих устройств определяем исходя из соотношения [1]

,

где  – расчетная суммарная реактивная нагрузка завода;

 – реактивная мощность, которую система может выдать заводу

при  

 кВАр.

Кабельные и воздушные линии электропередач как источники реактивной энергии не рассматриваем в виду их малой протяжённости и низкого уровня напряжения сети.

Так как на заводе установлены синхронные двигатели, то их следует использовать для компенсации реактивной мощности.

Оценим максимальную величину реактивной мощности, которую могут генерировать синхронные двигатели, по формуле

 кВАр,

где  – коэффициент наибольшей допустимой перегрузки СД по реактивной мощности,  литературы [] [4];

 – номинальная активная мощность двигателей, кВт, , кВт;

 – номинальный коэффициент реактивной мощности, ;

 – номинальный КПД СД,

 литературы [] [4],

Рассмотрим два варианта передачи реактивной мощности через питающие сети из системы и установку батарей конденсаторов той же мощности на ГПП. Результаты расчета вариантов сведем в таблицу

1) Вариант №1. Установка батарей конденсаторов в РУ-10кВ ГПП.

Выбираем четыре батареи конденсаторов марки УКЛ-10-1350-У3 номинальной мощностью 1350 кВАр, напряжение 10 кВ. Суммарная мощность которых равняется 5400 кВАр.

, тыс.руб.

где - постоянная составляющая затрат, не зависящая от генерируемой мощности, тыс.руб.

 - затраты на 1 МВАр генерируемой мощности, тыс.руб.

 - мощность батареи конденсаторов.

,тыс.руб.

где Е– коэффициенты, учитывающие суммарные ежегодные отчисления от стоимости вводного устройства из литературы [] Е=0,223.

К0 – стоимость одного вводного устройства (ячейки) при установке БК на напряжение 10 кВ, тыс.руб. из литературы [] с учетом увеличения цен в сто раз. Предполагаем к дополнительной установке четыре ячейки в РУ-10кВ ГПП.

К0=148, тыс.руб.

;

,тыс.руб/МВАр.

где Ку – удельная стоимость БК. составляет для напряжений 10 кВ 412 тыс.руб./МВАр из литературы [] с учетом увеличения цен в сто раз.

 - отношение Uнб конденсаторов к Uн сети. При Uн=10 кВ и Uн=10,5 кВ, =1.05;

 - относительное значение напряжения сети в точке присоединения БК, =1;

С0 – стоимость 1 кВт потерь активной мощности, руб.;

– удельные потери в конденсаторах: при напряжении 6-10 кВ литературы [] ,  =2,5 кВт/МВАр.

Стоимость потерь активной мощности

,руб.

2) Вариант №2. Передача реактивной мощности через питающие сети из системы.

Используя указанные выше формулы и значения из таблицы находим расходы на потери электроэнергии в данной установке, тыс.руб/год.

Стоимость потерь эл/энергии в линии 35кВ:

,тыс.руб/год;

Стоимость потерь эл/энергии в трансформаторе 35кВ:

Себестоимость реактивной энергии потребляемой предприятием из системы в год, тыс.руб./год.

 тыс.руб.

, тыс.руб.

Таблица. - Результаты расчета компенсации реактивной мощности на РУ-10кВ ГПП или передачи мощности из системы.

Как видно вариант №2 является более экономичным. Оставшуюся реактивную мощность  кВАр, которую необходимо скомпенсировать, выработают синхронные двигатели  кВАр.

Т.к на ЦТП-6.2, ЦТП-7, ЦТП-9 трансформаторы ,без увеличения их числа, неспособны передать реактивную мощность на сторону 0,4кВ, примем на этих ЦТП частичную компенсацию реактивной мощности на стороне 0,4кВ. Расчеты и выбор БК на стороне 0,4кВ ЦТП-6.2, ЦТП-7, ЦТП-9 сведем в таблицу.

Таблица. - Расчеты и выбор батарей конденсаторов на стороне 0,4кВ ЦТП-6.2, ЦТП-7, ЦТП-9.

Количество батарей конденсаторов на стороне 0,4кВ увеличиваем вдвое с учетом взаимного резерва.

9. Выбор электрических аппаратов

Выбор аппаратов на ГПП

Выбор аппаратов на стороне 110 кВ

Выбор разъединителей, отделителей [3]

Из [3] выберем и проверим разъединитель (устанавливаются вместе с высоковольтными выключателями) РНДЗI – 110/1000 У1 – наружной установки, двухколонковый, с заземляющими ножами. С приводом ПР – Т1.

Таблица 13- Паcпортные данные выбранного разъединителя

Таблица 14- Проверка выбранного разъединителя

Все условия выбора выполняются. Принимаем к установке разъединитель данного типа.

Из [3] выберем и проверим отделитель ОДЗI – 110/1000 УХЛ1 - двухколонковый, с заземляющими ножами, для умеренного климата. С приводом ПРО – 1У1.

Таблица 15- Паcпортные данные выбранного отделителя

Таблица 16- Проверка выбранного отделителя

Все условия выбора выполняются. Принимаем к установке.

Выбор выключателей

Из [3] выберем и проверим выключатель BГТ - 110 – 40/2500У1 – элегазовый, трехполюсный, для умеренного климата.

Таблица 17- Паcпортные данные выбранного выключателя

Таблица 18- Проверка выбранного выключателя

Все условия выбора выполняются. Принимаем к установке выключатель данного типа.

Выбор трансформаторов тока [3]

ТТ выбираются по номинальному току, напряжению и допустимой нагрузке вторичной цепи. Проверка трансформаторов тока осуществляется по динамической и термической стойкости.

При питании от системы требуется установка на ГПП как трансформаторов тока для счетчиков с классом точности 0,5, так и трансформаторов тока для питания цепей релейной защиты с классом 10Р.

Для первой цели предусмотрим установку 6 (по одному на фазу) трансформаторов тока марки ТФЗМ110Б с коэффициентом трансформации 200/5

Для второй встроенные в силовые трансформаторы марки ТВТ110-1-200/5

Условия:

Iр < Iном

iуд < iдин

ВК <ВК ДОП

Таблица 19- Выбор трансформаторов тока на 110 кВ

Выбор трансформаторов напряжения [3]

Для установки счетчиков также предусмотрим установку трансформаторов напряжения с классом точности 0,5 марки НАМИ-110-УХЛ1

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11