- •Содержание
- •1. Энергетическая характеристика и схема электроснабжения
- •Выбор схемы внутризаводского электроснабжения 10 кв
- •2.1. Выбор цеховых трансформаторных подстанций
- •2.2. Выбор кабельных линий 10 кв
- •2.3. Расчёт токов кз
- •2.4. Расчёт суммарного емкостного тока сети 10 кв
- •3. Выбор аппаратов и компенсация реактивной мощности
- •3.1. Выбор коммутационных аппаратов на напряжении 35 кв
- •3.2. Выбор аппаратов токоведущих частей
- •3.3. Оценка уровней напряжения для трансформаторых подстанций
- •3.4. Компенсация реактивной мощности
- •4. Релейная защита
- •4.1. Выбор плавких предохранителей к трансформаторам тп3, тп4, тп8, тп10
- •4.2. Релейная защита понижающих трансформаторов и кабельных линий 10 кв
- •4.3. Защита от замыкания на землю в линиях 10 кв
- •4.4. Расчёт защиты трансформатора гпп
- •4.5. Автоматическое включение резервного питания
- •Заключение
- •Литература
2.2. Выбор кабельных линий 10 кв
Имеем ТМАХ = 6 300 ч.
Кабели с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией jЭК = 1.2.
Марка кабеля для прокладки в земле с высокой коррозионной активностью ААШВУ.
Расчёт на примере КТП-1: Л1, Л2.
SР = 890.6 кВА.
Рассчитаем расчётный ток:
(2.1)
где SЭК – экономически целесообразное сечение провода;
jЭК – экономическая плотность тока.
IМ = 51.4 А.
(2.2)
Выбираем кабель ААШВУ-3x25, IУД = 90 А > 51.4 А.
ПУЭ допускает аварийную перегрузку до 125%. С учётом унификации кабельной продукции выбираем ААШВУ-3x50.
Выбор остальных кабельных линий сведём в Таблицу 2.2.
Таблица 2.2.
Выбор кабельных линий.
Обозначение в плане |
Начало кабельной линии |
Конец кабельной линии |
SМ, кВА |
Тип кабеля |
l, км |
Л1; Л2 |
ГПП |
ТП-1 |
890.6 |
ААВШУ-3х50 |
0.17 |
Л3; Л4 |
ГПП |
ТП-2 |
2 050 |
ААВШУ-3х50 |
0.11 |
Л5; Л6 |
ГПП |
ТП-7 |
1 788.7 |
ААВШУ-3х50 |
0.27 |
Л7; Л8 |
ГПП |
КРУ-1 |
6 979.1 |
ААВШУ-3х185 |
0.17 |
Л9; Л10 |
ГПП |
КРУ-2 |
4 353.5 |
ААВШУ-3х120 |
0.48 |
Л11; Л12 |
КРУ-1 |
ТП-3 |
1 482.6 |
ААВШУ-3х50 |
0.18 |
Л13; Л14 |
ТП-3 |
ТП-4 |
1 432.8 |
ААВШУ-3х50 |
0.14 |
Л15; Л16 |
КРУ-2 |
ТП-14 |
1 930 |
ААВШУ-3х50 |
0.21 |
Л17; Л18 |
КРУ-2 |
ТП-13 |
1 597.5 |
ААВШУ-3х50 |
0.11 |
Л19; Л20 |
КРУ-2 |
ТП-12 |
1 158 |
ААВШУ-3х50 |
0.15 |
Л21; Л22 |
КРУ-2 |
ТП-11 |
780 |
ААВШУ-3х50 |
0.26 |
Л23; Л24 |
КРУ-2 |
ТП-10 |
2 306.2 |
ААВШУ-3х70 |
0.18 |
Л25 |
КРУ-2 |
ТП-9 |
907.8 |
ААВШУ-3х70 |
0.27 |
Л26; Л27 |
КРУ-2 |
ТП-8 |
1 217.6 |
ААВШУ-3х95 |
0.02 |
Л28; Л29 |
КРУ-1 |
ТП-5 |
1 476.6 |
ААВШУ-3х50 |
0.02 |
Л30; Л31 |
КРУ-1 |
ТП-6 |
1 476.6 |
ААВШУ-3х50 |
0.02 |
2.3. Расчёт токов кз
Таблица 2.3.
Основные данные трансформаторов КТП.
Тип трансформатора |
SН, кВА |
UН, кВ |
РХХ, кВт |
РКЗ, кВт |
UК, % |
iХ, % |
ТМЗ 1000/10У1 |
1 000 |
10/0.4 |
2.45 |
11 |
5.5 |
1.4 |
ТМЗ 1600/10У1 |
1 600 |
10/0.4 |
3.3 |
16.5 |
5.5 |
1.3 |
Рис. 2.23. Однолинейная схема.
Рис. 2.24. Схема замещения.
SКЗ = 800 МВА – мощность КЗ.
(2.3)
Реактивное сопротивление воздушной линии:
ХВЛ = ХУД·l, (2.4)
где ХУД – удельное реактивное сопротивление воздушной линии.
l – длина воздушной линии.
ХВЛ = 0.4·1.5 = 0.4 Ом.
Минимальное реактивное сопротивление трансформатора 1:
(2.5)
Максимальное реактивное сопротивление трансформатора 1:
(2.6)
где UМАХ – максимальное напряжение.
Ток трёхфазного КЗ в точке К1:
(2.7)
Суммарное минимальное реактивное сопротивление трансформатора Т1 и ХК1:
ХК2 MIN = (ХК1 + ХТ2 MIN), (2.8)
где ХК1 – суммарное реактивное сопротивление системы и линии.
ХК2 MIN = (2.31 + 6.2) = 8.51 Ом.
Суммарное максимальное реактивное сопротивление трансформатора Т1 и ХК1:
ХК2 MAX = (ХК1 + ХТ2 MAX). (2.9)
ХК2 MAX = (2.31 + 11.4) = 13.71 Ом.
Минимальный трёхфазный ток КЗ в точке К2:
(2.10)
Максимальный трёхфазный ток КЗ в точке К2:
(2.11)
Расчёт токов КЗ на стороне 10 кВ
(2.12)
(2.13)
(2.14)
(2.15)
Рассчитаем сопротивления кабельной линии 11:
ХЛ11 = ХУДЛ11·l11, (2.16)
где ХУДЛ11 – удельное реактивное сопротивление кабельной линии 11;
l11 – протяжённость кабельной линии 11.
ХЛ11 = 0.077·0.16 = 0.012 Ом.
RЛ11 = RУДЛ11·l11, (2.17)
где RУДЛ11 – удельное активное сопротивление кабельной линии 11.
RЛ11 = 0.169·0.16 = 0.027 Ом.
Эквивалентное минимальное сопротивление, приведённое к низкой стороне:
(2.18)
Эквивалентное максимальное сопротивление, приведённое к низкой стороне:
(2.19)
Суммарное минимальное сопротивление:
(2.20)
Суммарное максимальное сопротивление:
(2.21)
Максимальный трёхфазный ток КЗ в точке К3:
(2.22)
Минимальный трёхфазный ток КЗ в точке К3:
(2.23)
В точке К3 имеется подпитка от СД: СДН16-41-8У3.
РМ1 = 630 кВт, РМ2 = 400 кВт, UНОМ = 10 кВ, cosφ = 0.9, η = 92.4%,
IПУСК/IНОМ = 7.3, SМ1 = 700 кВА, SМ2 = 400 кВА, Х"* = 1/7.3 =0.137.
(2.24)
(2.25)
(2.26)
(2.27)
(2.28)
Рассчитаем сопротивления кабельной линии 28:
ХЛ28 = ХУДЛ28·l28, (2.29)
где ХУДЛ28 – удельное реактивное сопротивление кабельной линии 28;
l28 – протяжённость кабельной линии 28.
ХЛ28 = 0.059·0.02 = 0.002 Ом.
RЛ28 = RУДЛ28·l28, (2.30)
где RУДЛ28 – удельное активное сопротивление кабельной линии 28.
RЛ28 = 0.894·0.02 = 0.018 Ом.
(2.31)
ХК8 = ХК3·ХЛ28 + ХТ3. (2.32)
ХК8 = 1.02 + 6.06 = 7.08 Ом.
ХК8 MIN = ХК3 MIN·ХЛ28 + ХТ3. (2.33)
ХК8 MIN = 0.92 + 6.06 = 6.98 Ом.
Токи без учёта подпитки, т.к. не дают существенного изменения.
Рассчитаем максимальный ток трёхфазного КЗ в точке К8:
(2.34)
Рассчитаем минимальный ток трёхфазного КЗ в точке К8:
(2.35)
Рассчитаем максимальный ток двухфазного КЗ в точке К8:
(2.36)
Учтём токоограничивающее действие болтовых соединений
Сопротивление, приведённое к стороне 0.4 кВ:
RПЕР НН = 15 мОм.
Сопротивление, приведённое к стороне 10 кВ:
(2.37)
ZК8 MAX = ХС + ХВЛ + Х11 + Х28 + ХТ1 + ZТ3 + RПЕР. (2.38)
ZК8 MAX = j·7.13 + 10.38 = 12.56 Ом.
(2.39)
Ток, приведённый к стороне 0.4 кВ:
Двухфазное КЗ, приведённое к стороне 10 кВ:
Двухфазное КЗ, приведённое к стороне 0.4 кВ:
Расчёт однофазного КЗ
(2.40)
где – для трансформаторов 1 000 кВА;
–для трансформаторов 1 600 кВА.
Ток КЗ, приведённый к стороне 0.4 кВ:
Расчёт токов КЗ сведём в таблицу 2.4.
Таблица 2.4.
Расчёт токов КЗ.
№ |
ХКМАХ |
ХКMIN |
35 кВ |
10 кВ |
0.4 кВ |
10 кВ |
0.4 кВ | |||
I(3)МАХ |
I(3)МIN |
I(3)МАХ |
I(3)МIN |
I(3)МАХ |
I(3)МIN |
I(1)МАХ |
I(1)МIN | |||
|
Ом |
кА | ||||||||
К1 |
|
2.31 |
9.25 |
|
|
|
|
|
|
|
К2 |
13.71 |
8.51 |
2.37 |
1.7 |
7.91 |
5.72 |
|
|
|
|
К3 |
1.02 |
0.92 |
|
|
6.59 |
5.94 |
|
|
|
|
К4 |
1.02 |
0.92 |
|
|
6.60 |
5.94 |
|
|
|
|
К5 |
12.6 |
7.01 |
|
|
0.868 |
0.482 |
22.6 |
12.63 |
3.26 |
8.55 |
К6 |
11.47 |
4.74 |
|
|
1.28 |
0.528 |
33.6 |
13.8 |
0.488 |
12.8 |
К7 |
11.47 |
4.74 |
|
|
1.28 |
0.528 |
33.6 |
13.8 |
0.488 |
12.8 |
К8 |
12.56 |
6.98 |
|
|
0.868 |
0.482 |
22.6 |
12.63 |
0.326 |
8.55 |
К9 |
12.56 |
6.98 |
|
|
0.868 |
0.482 |
22.6 |
12.63 |
0.326 |
8.55 |
К10 |
12.56 |
6.98 |
|
|
0.868 |
0.482 |
22.6 |
12.63 |
0.326 |
8.55 |
К11 |
12.56 |
6.98 |
|
|
0.868 |
0.482 |
22.6 |
12.63 |
0.326 |
8.55 |
К12 |
12.56 |
6.98 |
|
|
0.868 |
0.482 |
22.6 |
12.63 |
0.326 |
8.55 |
К13 |
11.47 |
4.74 |
|
|
1.28 |
0.528 |
33.6 |
13.8 |
0.488 |
12.8 |
К14 |
12.6 |
7.01 |
|
|
0.868 |
0.482 |
22.6 |
12.63 |
0.326 |
8.55 |
К15 |
12.6 |
7.01 |
|
|
0.868 |
0.482 |
22.6 |
12.63 |
0.326 |
8.55 |
К16 |
11.47 |
4.74 |
|
|
1.28 |
0.528 |
33.6 |
13.8 |
0.488 |
12.8 |
К17 |
11.47 |
4.74 |
|
|
1.28 |
0.528 |
33.6 |
13.8 |
0.488 |
12.8 |
К18 |
12.6 |
7.01 |
|
|
0.868 |
0.482 |
22.6 |
12.63 |
0.326 |
8.55 |
К19 |
1.07 |
0.95 |
|
|
6.86 |
6.24 |
|
|
|
|
К20 |
1.07 |
0.95 |
|
|
6.86 |
6.24 |
|
|
|
|