Конструктивное выполнение электрической сети
Практические занятия
Очная форма обучении. Учебный план 6227
| Код раздела, темы | Номер занятия | Тема занятия | Время на проведение занятия (час.) | |
| Р4 | 3 | Выбор способа канализации электрической энергии. Основные виды схем электроснабжения. | 2 | |
| Всего по дисциплине : | 18 | |||
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3 (2 часа)
Выбор способа канализации электрической энергии. Основные виды схем электроснабжения.
Радиальные и магистральные схемы в системах электроснабжения
1. Построение схем электроснабжения
2. Распределение электроэнергии на промышленном предприятии должно выполняться по радиальным, магистральным и смешанным схемам в зависимости от территориального расположения нагрузок, величины потребляемой мощности и других характерных особенностей проектируемого предприятия. Предпочтение следует отдавать, как правило, магистральным схемам.
3. Схемы следует выполнять одно и двухступенчатыми.
4. Схема должна строится так, чтобы все ее элементы постоянно находились под нагрузкой, а при аварии на одном из них оставшиеся в работе могли принять на себя его нагрузку путем перераспределения ее между собой с учетом допустимой перегрузки.
5. При построении схем электроснабжения потребителей 1 и 2 -й категорий должно производиться глубокое секционирование во всех звеньях схемы.
|
|
|
6. Схемы распределения электроэнергии на первой ступени от ГПП до РП на напряжение 6, 10 кВ принимаются следующими:
- на крупных энергоемких предприятиях при передаче в одном направлении мощности более 15 - 20 МВА при напряжении 6 кВ, более 25 - 35 МВА при напряжении 10 кВ и более 35 МВА при напряжении 35 кВ - магистральные и радиальные схемы, осуществляемые с помощью токопроводов;
- на крупных и средних предприятиях с меньшими потоками мощности - магистральные и радиальные схемы, осуществляется с помощью кабельных линий.
7. магистральные схемы напряжением 6, 10 кВ для питания цеховых трансформаторных подстанций должны применяться:
- при последовательном, линейном расположении подстанций;
- для группы технологических связанных агрегатов.
8. Число трансформаторов напряжением до 10 кВ, присоединяемых к одной магистрали, следует принимать 2 - 3 при их мощности 1000 - 2500 кВА и 3 - 4 при меньших мощностях.
9. Радиальные схемы следует применять при нагрузке, расположенных в различных направлениях от источника питания. Одноступенчатые радиальные схемы нужно выполнять при питании больших сосредоточенных нагрузок (насосные, компрессорные, преобразовательные подстанции, электрические печи и т.п.). Двухступенчатые радиальные схемы применяют при наличии в цехах большой группы электроприемников (асинхронные и синхронные двигатели, электрические печи и т.д.) напряжением выше 1000 В. Необходимость сооружения высоковольтных распределительных пунктов в цехах определяются технико - экономическими расчетами. Вопрос о сооружении РП следует рассматривать, как правило, при числе отходящих линий с обеих секций РП не менее 8.
|
|
|
10.Схемы трансформаторных подстанций напряжением 6, 10, 0,4 кВ должны проектироваться без сборных шин первичного напряжения.
11.Глухое присоединение цехового трансформатора должно применяться при радиальном питании за исключением случаев: питания от пункта, находящегося в ведении другой эксплуатирующей организации или необходимости установки отключающего аппарата по условиям защиты.
12.Установка коммутационной аппаратуры перед цеховым трансформатором при магистральной схеме питания подстанции обязательна.
В практике проектирования и эксплуатации редко применять схемы внутризаводского распределения электроэнергии, построенные только по радиальному (рис. 2.1) или только магистральному (рис. 2.2) принципу. Сочетание преимуществ радиальных и магистральных схем позволяет создать систему электроснабжения с наилучшими технико - экономическими показателями.
|
|
|
Для каждого варианта составляют расчетную электрическую схему и определяют сечение линий по экономической плотности тока, по допустимой нагрузке в нормальном режиме, с проверкой по длительно допустимому току с учетом перегрузки в аварийном режиме и термической стойкости току короткого замыкания.
| ЦТП - 2 |
| ЦТП - 1 |
| ЦТП - 2 |
| ЦТП - 1 |
|
|
|
Конструктивное выполнение электрической сети
Выбор способа распределения электроэнергии зависит от величины электрических нагрузок и их размещения, плотности застройки предприятия, конфигурации технологических, транспортных и других коммуникаций, загрязненности грунта на территории предприятия и т.д.
Токопроводы напряжением 6, 10, 35 кВ (жесткие и гибкие) при нормальной окружающей среде прокладываются на открытых опорах, при загрязненной среде или загруженной коммуникациями территории - в закрытых галереях, тоннелях и на железобетонных кронштейнах, укрепляемых на наружной стене производственного здания.
Кабельные линии могут прокладываться в траншеях, блоках, каналах, на кабельных эстакадах и галереях. Прокладка кабелей в блоках допускается; в местах пересечения с железными дорогами; в условиях большой стесненности трассы; в местах, где возможны случаи разлива расплавленного металла и т.п.
Типы кабелей выбираются в зависимости от принятого способа прокладки в соответствии с рекомендациями.
На схеме показываются все связи ГПП (ЦРП) с высоковольтными РП, ТП и высоковольтными электроприемниками, а также связи ТП с низковольтными РПН. На схеме указываются тип и длина воздушных и кабельных линий, типы силовых трансформаторов, коммутационной аппаратуры, предохранителей, трансформаторов тока и напряжения, шин распределительных устройств, трансформаторов собственных нужд, конденсаторных установок, комплексных распределительных устройств и измерительных приборов, устанавливаемых на стороне высшего и низшего напряжения главной понизительной подстанции. При этом в обозначении используемого электрооборудования следует указать номинальные данные, например, напряжение, мощность, ток, а также ток электрической стойкости, коэффициент трансформации трансформаторов тока и т.д.
Расчет питающих линий
Сечение кабелей напряжением 10 кВ определяется по экономической плотности тока и проверяется по допустимому току кабеля в нормальном режиме работы с учетом условий его прокладки, по току перегрузки, потере напряжения в послеаварийном режиме и термической стойкости к токам короткого замыкания. Весь расчет сводится в табл. 6.1.
Расчетный ток в кабельной линии в нормальном режиме:
(2.1)
где S р.к. - мощность, которая должна передаваться по кабельной линии в нормальном режиме.
Например, при питании однотрансформаторной цеховой подстанции это расчетная нагрузка трансформатора подстанции, при питании двухтрансформаторной подстанции это расчетная нагрузка, приходящаяся на один трансформатор, а при питании распределительного устройства 6, 10 кВ это нагрузка, потребляемая одной секцией сборных шин. Для магистральной линии мощность S р.к. должна определяться для каждого участка путем суммирования расчетных нагрузок соответствующих трансформаторов, питающих по данному участку магистральной линии.
Сечение кабельной линии, определяемое по экономической плотности тока:
(2.2)
где J э - экономическая плотность тока, зависящая от типа кабеля и продолжительности Тм использования максимума нагрузки.
По результату расчета выбирается кабель, имеющий ближайшее меньшее стандартное сечение по отношению F э. При выборе типа исполнения кабеля должны учитываться условия окружающей среды. Для выбранного кабеля по таблицам из справочников находят длительно допустимый ток.
Допустимый ток кабеля с учетом условий его прокладки рассчитывается по формуле: 
, (2.3)
где Кп - поправочный коэффициент на число параллельно прокладываемых кабелей;
Кт - поправочный коэффициент на температуру среды, в которой прокладывается кабель;
N к - число запараллеленных кабелей в кабельной линии;
Кпер = 1,25 – коэффициент перегрузки.
| ТП 2 |
| ТП 3 |
| ТП 4 |
| 1 С.Ш. 10 кВ. |
| СД 7,8 |
| РПН - 2 |
| ЭПП - 1 |
| РПН - 1 |
| СД 9,10 |
| 2 С.Ш. 10 кВ. |
| ГПП |
| ЭПП - 2 |
| 0,4 кВ |
| ТП 5 |
| ТП 6 |
| РП 1 |
| СД 1 - 3 |
| СД 4 - 6 |
| ТП 1 |
| РПН - 3 РПН - 4 РПН - 5 |
Согласно ПУЭ для кабельных линий, прокладываемых по трассам в различных условиях охлаждения, сечения кабелей должны выбираться по участку трассы с худшими условиями охлаждения, если длина его составляет более 10 м. Например, при прокладке кабеля в траншее и кабельном канале цеха коэффициент Кт берется по температуре цеха не ниже +20 ... 25 градусов.
Под послеаварийным режимом кабельной линии будем понимать режим, когда выходит из строя одна из двух кабельных линий, питающих потребителей 1 и 2 категории. При этом нагрузка на линию удваивается, то есть I ав = 1 I р.к. Допустимая перегрузка в указанном режиме.
(2.4)
где Кав - коэффициент перегрузки.
Потери напряжения в кабельной линии:
(6.5)
где Рр, Q р - расчетная активная и реактивная нагрузки;
R о, X о - удельные активное и индуктивное сопротивление кабеля.
На этом предварительный расчет кабельных линий для нормального и аварийного режимов заканчивается. Полученные сечения кабелей используются при расчете токов короткого замыкания, после которого определяется сечение кабелей F т.с. по термической стойкости к токам короткого замыкания и, если выбранное в данном разделе сечение кабеля оказывается меньше F т.с., то производится его соответствующее уточнение в табл. 2.1.
Для проверки кабеля по термической стойкости определяется тепловой импульс тока короткого замыкания:
кА2 ´ с (2.6)
где t отк. - время отключения, вычисляется по формуле :
с (2.7)
где Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ;
t отк.в. - полное время отключения выключателя;
t р.з. - время действия релейной зашиты;
Ino - начальное значение периодической составляющей тока КЗ.
Таблица 2.1
| № | конечные пункты кабельной линии | Рр, кВт | Qр, кВар | Sp.k., кВ´А | Ip.k., A | Fэ, мм | Fт.с., мм | Тип и кол-во кабелей | Способ прокладки |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Окончание таблицы 6.1
| нагрузка А на кабель | |||||||||||
| в нормальном режиме | в после -аварийном режиме | Iдоп, А | Кn, о.е. | Кt, о.е. | I’доп, А | Кав, о.е. | I’ав, А | L, км | Ro, ом км | Xo, ом км | U, % |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |
Капитальные затраты каждого варианта включает в себя стоимость ячеек РУ с выключателями Кв, устанавливаемые на РУ ГПП, стоимость кабельных линий Кл и стоимость вводных ячеек с выключателями нагрузки Квн, тыс.р.
(2.8)
где К в = n ´ К во; К вн = m ´ К вн, (2.9)
n , m - количество ячеек РУ с выключателем;
Кво - стоимость одной ячейки РУ с силовым выключателем;
Квн - стоимость одной ячейки РУ с выключателем нагрузки.
(2.10)
где Куд - стоимость 1км кабельной линии с принятым сечением, тыс.руб.
L - длина кабельной линии, км (определяется из генплана предприятия).
Эксплутационные расходы Сэ состоят из стоимости потерь электроэнергии в линиях Спл, амортизационных отчислений на ячейки РУ с выключателями Сав и кабельные линии Сал.
(2.11)
Коэффициент загрузки кабеля в нормальном режиме:
(2.12)
где I доп - допустимый ток кабелей;
I р - расчетный ток кабелей;
Ксм - коэффициент снижения токовой нагрузки, принимает равным 0.9;
Потери активной мощности в линии при действительной нагрузке:
кВт ´ ч (2.13)
где Ro - удельное активное сопротивление кабелей.
Потери энергии в линии составляет, кВт´ч:
(2.14)
где t - число часов максимальных потерь в целом по предприятию.
Стоимость ежегодных потерь электроэнергии в линиях тыс.р./год.
(2.15)
где Спо – 4,6 р/(кВт´ч) стоимость 1 кВт´ч потерь электроэнергии или задается преподавателем.
Амортизационные отчисления на выключатели (Сав) и линии (Сал), тыс.р./год.
(2.16)
где a в и a л удельные амортизационные отчисления соответственно на выключатели и кабельные линии.
Приведенные затраты с учетом внутризаводского электроснабжения, тыс.р./год:
(2.17)
На основании сравнения показателей системы внутризаводского электроснабжения окончательно принимают вариант, имеющий наименьшие приведенные затраты и удовлетворяющий всем техническим требованиям, местным условиям, перспективному развитию и т.п.
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 34; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!