Электроснабжение насосной станции

Условие выбора по нагреву выполняется.

Принимаем кабель для установки 3 АА_ШВ (3 185)   Выбор остальных кабелей аналогичен. Результаты расчета занесем в таблицу 5.

 

 

 

Таблица. Выбор высоковольтных кабелей.

Место прокладки	Sрасч, кВА	Iн,А	Марка кабеля	Iдоп., А
Ввод трансформатора ТМ	379,37	21,9	ААШВУ -10 кВ (3х16)	46
Кабель СД	1250	72,3	ААШВУ -10 кВ (3х70)	130

 

 

Выбор и расчет компенсирующих устройств

Активная энергия, потребляемая электроприемниками, преобразуется  в другие виды энергии: механическую, тепловую и т.п. Определенный процент активной энергии расходуется на потери. Реактивная мощность Q не связана с полезной работой электроприемников и расходуется на создание электромагнитных полей в электродвигателях асинхронных 65-70%, 20-25% на трансформаторы и около 10% - на воздушные электрические сети и другие электроприемники.

Увеличение  потребления реактивной мощности электроустановкой  вызывает рост тока в проводниках любого звена системы электроснабжения и снижение коэффициента мощности (cos ) установки, т.е. ток I_н отстает от напряжения U_н на угол сдвига . Косинус этого угла называется коэффициентом мощности.

Вследствие  неэкономичности передачи реактивной мощности потребителям компенсирующие устройства устанавливаются непосредственно в распределительных сетях. Они обеспечивают регулирование их мощности в соответствии с изменяющейся нагрузкой в сети.

Для повышения cos применяется компенсация реактивной, т.е. вырабатывание ее на месте потребления.

Меры по снижению потребления реактивной мощности:

• естественная компенсация без применения специальных компенсирующих средств (не требует больших материальных затрат);
• искусственная компенсация с применением специальных средств компенсации (конденсаторные батареи и т.д.).

Так как в  цехе  установлены синхронные двигатели, которые вырабатывают реактивную мощность и относятся к естественной компенсации реактивной мощности, расчет компенсирующих устройств не производим.

 

 

2.14. Расчет  токов короткого замыкания.

Коротким замыканием называют всякое случайное или преднамеренное,  не предусмотренное нормальным режимом  работы, электрическое соединение раз-личных точек электроустановки между собой и землей, при котором токи в ветвях электроустановки резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

Существует  несколько видов КЗ:

1. трехфазное короткое замыкание (замыкание между тремя фазами) 1-7%.
2. Двухфазное короткое замыкание (замыкание между двумя фазами).
3. Однофазное короткое замыкание (замыкание фазы на землю) составляет 60-92% от общего числа КЗ.

Как правило, трехфазные КЗ вызывают в поврежденной цепи наибольшие токи, поэтому при выборе аппаратуры обычно за расчетный ток КЗ принимают ток трехфазного КЗ.

Причиной КЗ могут быть:

• механические повреждения изоляции и разрушение кабелей при земляных работах;
• поломка фарфоровых изоляторов;
• падение опор воздушных линий;
• старение, т.е. износ, изоляции, приводящее к ухудшению электрических свойств изоляции;
• увлажнение изоляции;
• различные набросы на провода воздушных линий;
• перекрытие между фазами вследствие атмосферных перенапряжений.

Короткое замыкание  может возникнуть при неправильных оперативных переключениях, например при отключении нагруженной линии разъединителем, когда возникшая дуга перекрывает изоляцию между фазами.

Некоторые КЗ являются устойчивыми, условия возникновения  их сохраняются во время безтоковой паузы коммутационной аппаратуры, т.е. после снятия напряжения с электроустановки. К ним относятся  КЗ вследствие механических повреждений и т.д.

Условия возникновения  устойчивых КЗ самоликвидируются во время безтоковой паузы коммутационной аппаратуры. Так, перекрытие гирлянды изоляторов воздушной линии вследствие  атмосферного перенапряжения прекращается после снятия напряжения с линии.

Последствиями КЗ является резкое увеличение тока в  короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы.

Вследствие  увеличения токов , прохождение их по сети вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару в РУ, в кабельных сетях и других элементах электроснабжения, и будет причиной дальнейшего развития аварии.

Снижение напряжения приводит к нарушению нормальной работы механизмов, при напряжении ниже 70% номинального напряжения двигатели затормаживаются, работа механизмов прекращается.

Еще большее  влияние снижение напряжения оказывает  на работу энергосистемы, где могут быть нарушены условия синхронной параллельной работы отдельных генераторов или станций между собой.

Для уменьшения последствий коротких замыканий  необходимо как можно быстрее  отключить поврежденный участок, что  достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени.

Все электрические  аппараты и токоведущие части  электрических установок должны быть выбраны таким образом, чтобы исключить их разрушение при прохождении по ним наибольших возможных токов короткого замыкания, в связи с чем возникает необходимость расчета  этих величин.

Параметры элементов  схемы:

1) Система : U_б =10,5кВ

2) Кабельная линия 1( к тр-ру): ААшВ-10 кВ (3 16);

=1,98 Ом/км ; = 0,11 Ом/км ; L=20м

3) Кабельная линия  2( к С.Д): ААшВ-10 кВ (3 70);

=0,46 Ом/км ; = 0,09 Ом/км ; L=250м

4) Т1, Т2 –ТМ-320/10, U_к=4,5%, Р_к=5,5 кВт

=10 кВ ; =0,4 кВ

5) КЛ до ЩСУ-2: АВВГ-1 кВ (3 25+1 16);

=1,25 Ом/км ; = 0,07 Ом/км ; L=80м

6) С.Д. : P=1000кВт ; U=10кВ ; cosφ=0,8 ; ,

Расчет сопротивления  элементов системы:

1) Система :

 

=0

2) КЛ 1

 

3) КЛ 2

4) Трансформатор:

 

 

5) КЛ до ЩСУ-2

6) С.Д.

 

Схема замещения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет тока КЗ для  точки К-1.

 

 

 для 10 Кв ; ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет тока КЗ для  точки К-2.

 

 

 для 10 Кв ; ;

 

 

 

Расчет тока КЗ для точки К-3.

 

 

 для 10 Кв ; ;

 

 

 

 

 

Расчет тока КЗ для  точки К-4.

 для 0,4 Кв ; ;

 

Расчет тока КЗ для  точки К-5.

 для 0,4 Кв ; ;

Определяем ток однофазного  КЗ:

                                                                                                 

где: U_КФ – фазное напряжение в точке КЗ, кВ

Z_П – полное сопротивление петли « фаза – нуль » до точки КЗ, Ом

Z_Т⁽¹⁾ – полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом

Z_Т⁽¹⁾ = 54 мОм [ «Сопротивление трансформаторов 10/0,4кВ]

Z_П = 15 мОм

 

Данные расчета сводим в таблицу.

                                                 Таблица. Расчет токов К3.

 

Точки К3	кА	, кА	, кА	, кА
К-1	29,77	57,46	1,3	29,77
К-2	29,45	57,01	1,24	29,45
К-3	29,46	56,86	1,246	29,46
К-4	18,2	34,1	0,77	18,2
К-5	18,2	34,1	0,77	18,2

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор электрооборудования.

Для устройства РУ-10кВ применяем  комплектные распределительные  устройства выкатного исполнения, двухстороннего обслуживания серии К-104М.

Отличительной особенностью конструкции К-104М является размещение сборных шин КРУ в нижней части шкафов, а также обеспечение их двустороннего обслуживания, что значительно улучшает эксплуатационные качества устройства, корпуса модулей не вызывают потерь на вихревые токи и устойчивы к коррозии, Разделение устройства на модульные отсеки с изоляционными перегородками, обеспечивает локализацию возможной аварии.

Выбор высоковольтных выключателей в РП 10 кВ.

Выключатели предназначены  для включения и отключения электрических цепей под нагрузкой и при коротком замыкании. Выключатель один из самых сложных и ответсвенных аппаратов, в сильной степени влияющий на надежность работы электрической системы.

Выключатели предназначены  для встраивания в базовые ячейки К-104М.

 

Выберем выключатель, установленный  на РП к трансформаторам 

Расчетные токи продолжительного режима:

Выбираем к установке вакуумный выключатель BB/TEL-10-630/31,5 У3

Uном ,кВ	Iном , А	Iном.откл, кА		Ток эл. дин. стойкости			tотк.в.,с
				Iдин , кА	iдин , кА
10	630	31,5	40	31,5	60	31,5/3	0,06

 

Проверка выключателя:

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора	Разъединитель
Uуст = 10кВ	Uном =10 кВ	Uуст £ Uном (по напряжению установки)	Uном = 10кВ
IМАХ = 255,8А	Iном =630 А	Iном ³ Iмах ( по длительно допустимому току)	Iном = 400А
Iпt = 29,77кА	Iном,откл =31,5 кА	Iном,откл ³ Iпt (на симметричный ток отключения)	-
Iпо = 29,77кА iу = 57,46кА	Iдин =31,5 кА iдин =60 кА	Iпо £ Iдин (на эл. дин. стойкость) Iу £ iдин	iдин = 41кА
Bк = 159,5кА2×с	2976кА2×с	³ Bк (на термическую стойкость)	= 1024кА2×с

 

  - импульс квадратичного тока

- номинальное допускаемое значение  апериодической составляющей тока  в отключаемом токе для времени  τ.

Выключатель вакуумный BB/TEL-10-630/31,5 У3  и разъединитель РВ-10/400У3 проходят по всем условиям.

 

Выбор высоковольтных выключателей для С.Д.

Выберем выключатель, установленный  на РП к С.Д.

Расчетные токи продолжительного режима:

Выбираем к установке вакуумный выключатель BB/TEL-10-630/31,5 У3

Uном ,кВ	Iном , А	Iном.откл, кА		Ток эл. дин. стойкости			tотк.в.,с
				Iдин , кА	iдин , кА
10	630	31,5	40	31,5	60	31,5/3	0,06