Дипломная работа: Проектирование системы электроснабжения авиационного завода

Все электроприемники собственных нужд делятся на ответственные и неответственные. К первым относятся электроприемники, отказы которых приводят к нарушению нормального функционирования всей установки или аварии. Неответственными приемниками являются такие, отказы которых не приводят к нарушению режима работы станции, но вызывают задержки ремонтных и профилактических работ, создают неудобства в работе персонала.

Для питания всех электроприемников на подстанции установлено два трансформатора собственных нужд.

Суммарная расчетная нагрузка потребителей собственных нужд

где kс - коэффициент спроса, учитывающий коэффициенты загрузки и одновременности. В ориентировочных расчетах принимается kс=0,8

Выбираем трансформаторы ТМ-160/10 с номинальной мощностью 160 кВА.

Обозначение типа ТМ-160/10:

Т - трехфазный;

М - масляное охлаждение с естественной циркуляцией масла и воздуха;

160 - номинальная мощность трансформатора, кВА;

10 - класс напряжения обмотки высокого напряжения, кВ.

8.3.3 Выбор оборудования ЗРУ 10 кВ

Распределительные устройства напряжением 3-20 кВ сооружаются обычно внутри здания и называются закрытыми распредустройствами (ЗРУ).

ЗРУ должны обеспечивать надежность работы электроустановки (выполняется при правильном выборе и расстановке электрооборудования в соответствии с ПУЭ), удобство и безопасность обслуживания (неизолированные токоведущие части помещаются в камеры или ограждаются), пожарную безопасность (здание ЗРУ сооружается из огнестойких материалов), экономичность применения.

Из помещений ЗРУ предусматриваются выходы наружу или в помещение с несгораемыми стенами и перекрытиями.

В целях упрощения эксплуатации и ремонта выключателей применяем камеры с выключателями, расположенными на выкатной тележке, - ячейки комплектного распределительного устройства (КРУ)

Основными ячейками ЗРУ являются: вводные, секционные, отходящих линий, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд.

Следует выбрать:

Ячейки КРУ (вводных выключателей, секционных выключателей и разъединителей, отходящих линий, трансформаторов напряжения, трансформаторов собственных нужд);

Выключатели;

Трансформаторы тока;

Трансформаторы напряжения;

Предохранители;

Кабельные линии;

Ограничители перенапряжения.

Выбираем ячейки КРУ серии К-104М.

Токи ячеек вводных выключателей:

(8.13)

Ток ячеек секционных разъединителей и выключателей равен половине тока ячейки вводного выключателя:

.

Ток для ячейки отходящей линии к АД:

АД 320:

А. (8.14)

Ток линии, отходящей к ТСН:

(8.15)

Токи линий, отходящих к цеховым трансформаторам:

, (8.16)

Для выбора кабелей определим токи в нормальном режиме:

(8.17)

Тепловой импульс тока определяется по (8.10). Ячейки К-104М комплектуются вакуумными выключателями ВБКЭ-10 с tоткл = 0,05с.

Предохранители для трансформаторов собственных нужд выбираются по напряжению сети, номинальному току и току отключения (по 8.7, 8.8), трансформаторы напряжения - по напряжению сети.

Таблица 8.4-Выбор оборудования ЗРУ 10 кВ

8.4 Выбор сечений кабельных линий 10кВ

Выбор сечений кабелей 10 кВ производится по трем критериям, окончательное сечение выбирается по наибольшему из трех:

- по экономической плотности тока:

Fэк = мм2; (8.18)

- по нагреву

Imax<Iдл.доп.

,

- по термической стойкости

Fmin = . I . , мм2. (8.19)

При длине кабеля менее 100 метров выбор по экономической плотности не производится.

Для примера выбираем питающий кабель для АД:

Мощность одного АД равна 320 кВт

А;

1)По экономической плотности тока:

Принимаем кабель марки ААШв (Кабель с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольным раствором) 3х16 мм2.

2)По условию нагрева:

Iдд =75 А >20,5 А;

Принимаем кабель ААШв 3х16, ток Iдд = 75 А.

3)По термической стойкости:

Fmin = . I . = мм2.

Ближайшее стандартное сечение 70 мм2.

Окончательно принимаем кабель марки ААШв 3х70 мм2, Iдд = 165 А.

Аналогичным образом производятся дальнейшие расчеты. Результаты выбора сведены в таблице 8.5

Таблица 8.5 - Выбор сечения кабельных линий

9 Расчёт уровней напряжения

Электрическая энергия, вырабатываемая источниками питания и предназначенная для работы электроприемников, должна иметь такие качественные показатели, которые определяют надежность и экономичность их работы. Качественные показатели электроэнергии нормируются государственными стандартами. На эти нормы ориентированы технические условия работы электроприемников, выпускаемых промышленностью.

Согласно ГОСТ 13109-97 отклонения напряжения допускаются в пределах:

- на зажимах приборов электрического освещения от 2,5 до +5 % от номинального напряжения;

- на зажимах электродвигателей от -5 до +5 %;

- на зажимах остальных электроприемников 5 %.

Для того, чтобы скомпенсировать отклонение (потери) напряжения, все цеховые трансформаторы снабжаются специальными устройствами ПБВ (переключение без возбуждения) для изменения коэффициента трансформации. Все трансформаторы имеют 5 ступеней переключения по 2,5% каждая, что позволяет регулировать напряжение в пределах 5 %. Трансформаторы ТДН 16000/110 напряжением 115/10,5 кВ имеют устройство РПН 16 % (9 ступеней по 1,78 %).

Нашей задачей является определение пределов регулирования на трансформаторах ГПП. Для этого необходимо определить отклонение напряжения на шинах 0,4 кВ ТП, от которых питаются электроприемники завода.

На рисунке 9.1 показана схема для расчёта уровней напряжения.

Рисунок 9.1 - Схема для расчёта уровней напряжения

Напряжение питания на вводе ГПП в период максимальных нагрузок составляет 110 кВ, что соответствует отклонению напряжения в сети 110 кВ на 0 %.

Нагрузка ГПП составляет Smax=16,091/2=8,045 МВА при cos= 0,98.

Потеря напряжения в трансформаторах в режиме максимальных нагрузок определяется по формуле:

, (9.1)

где - соответственно активное и реактивное сопротивления трансформаторов ГПП.

Активное сопротивление трансформатора

Ом, (9.2)

где - мощность короткого замыкания трансформатора (паспортные данные), МВт.

Реактивное сопротивление трансформатора

Ом (9.3)

где - напряжение короткого замыкания трансформатора (паспортные данные), %.

Тогда

%.

Аналогично определяем потери напряжения в цеховых трансформаторах. Сопротивления трансформаторов:

а) ТМЗ-1000/10 (9.4)

б) ТМЗ-630/10 (9.5)

9.1 Расчёт отклонений напряжения в режиме максимальных нагрузок

Результаты расчета потерь напряжения цеховых ТП сводим в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 - Потери напряжения в цеховых трансформаторах

Потери напряжения в воздушных линиях 110 кВ определяются по выражению:

, (9.6)

где - расчетный максимальный ток линии, А;

- активное и реактивное сопротивления линии соответственно, Ом/км;

- длина линий, км;

cosц - коэффициент мощности нагрузки, о.е.

Потери напряжения в кабельных линиях 10 кВ определяются по выражению:

, (9.7)

где - расчетный максимальный ток линии, А;

- активное и реактивное сопротивления линии соответственно, Ом/км;

- длина линий, км;

cosц - коэффициент мощности нагрузки каждого цеха, о.е.

Параллельно проложенные кабельные линии учитываются уменьшением сопротивления линий в соответствующее число раз.

Расчет потерь напряжения в кабельных линиях сводится в таблицу 9.2.

Таблица 9.2 - Потери напряжения в кабельных линиях 10 кВ