2.4 Расчет схемы электроснабжения

2.4.1 Выбор силовых трансформаторов

При наличии потребителей 1и 2 категории на ГПП карьера должно быть 2 трансформатора (или более), оба в работе. Для расчета принимаем 2 категорию по надежности электроснабжения, т.к. ко второй категории относятся электроприемники остановка которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, промышленного транспорта, нарушению жизнедеятельности городского и сельского населения.

1. Определение расчетной мощности трансформаторов:

кВА (10)

где = 1,3 – допустимый коэффициент перегрузки трансформаторов,

= 0,96 – КПД сети с использованием воздушных линий и гибких кабелей

2. Выбор трансформатора

Выбор трансформатора осуществляется по расчетной мощности трансформатора. Исходя из условия что S_тр.ном.≥S_р.тр., выбираем 2 трансформатор типа ТД 10000/35, т.к. в случае выхода из строя одного трансформатора, другой должен обеспечить полную нагрузку.

3. Проверка коэффициента загрузки в нормальном режиме:

(11)

где S_ном.тр. =6300 кВА - номинальная мощность трансформатора,

n_тр. = 2 - количество трансформаторов,

для 2 категории _н = 0,70,8 [3, с.165]

- удовлетворяет условию

4. Проверка коэффициента загрузки в аварийном режиме:

(12)

где для 2 категории _а=0,850,9 [3, с.165]

- удовлетворяет условию

После произведенных проверок окончательно принимаем трансформатор типа ТД 10000/35.

Таблица 4 – Технические данные силового трансформатора

Трансформатор	Номинальная мощность, кВА	Номинальное напряжение обмоток		Потери, кВТ		Напряжение К.з. UК.з %	Ток Х.х. Iном.,А
		ВН	НН	Х.х	К.з
ТД 10000/35	10000	35	6,3/10,5	17,8	90	8	0,6

Т - трехфазный

Д - с дутьем воздуха

2.4.2 Расчет питающей линии электропередачи.

1.Определение расчетного тока протекающего по каждой цепи в нормальном режиме работы

А

2. Выбор сечения кабеля по экономической плотности тока j_э

мм²

где j_э=1 – экономическая плотность тока, А/мм² [4, c.33]

Принимаем кабель марки АС – 70, сечением 70 мм² и допустимым длительным током нагрузки 145 А.

3. Проверяем провод по условиям работы в послеаварийном режиме, когда одна цепь отключена, а по другой протекает ток равный:

А ≤ I_доп = 145 А (13)

где n_ц = 2 – количество цепей

Провод АС – 70 удовлетворяет условиям работы во всех режимах.

2.4.3 Расчет токов короткого замыкания

Рисунок 2 – Схема замещения электроснабжения ГПП

Расчет токов короткого замыкания выполняется с целью правильного выбора электрических аппаратов и токоведущих частей по условиям короткого замыкания. Схема замещения приведена на рис. 2. На схеме обозначено:

• Х_с, - индуктивное сопротивление энергосистемы;

• R_тр.1, Х_тр.1,R_тр.2, Х_тр.2 - активное и индуктивное сопротивления короткого замыкания понижающего трансформатора ТД 10000/35 главной понизительной подстанции;

• R_1-4, X_1-4 - активное и индуктивное сопротивления кабельной линии высоковольтной передачи 6 кВ от ГПП до подстанции протяженностью 2060 м;

Начальное действующее значение периодической составляющей тока трёхфазного короткого замыкания в расчетной точке определяется выражением:

(14)

где U_ср = 6,3 кВ - напряжение на шинах обмотки низкого напряжения трансформатора типа ТД 10000/35, [4, с.22]

R_ - активное сопротивление цепи короткого замыкания до расчетной точки, Ом;

Х_ - индуктивное сопротивление цепи короткого замыкания до расчетной точки, Ом;

где - максимальное индуктивное сопротивление энергосистемы, приведённое к стороне низкого напряжения трансформатора типа ТМ 6300/35.

(15)

где U_вн - номинальное напряжение обмотки высокого напряжения трансформатора типа ТД 10000/35, кВ;

Х_с.max = 6,97 Ом - максимальное индуктивное сопротивление короткого замыкания энергосистемы.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока двухфазного короткого замыкания:

(16)

Ударный ток трёхфазного короткого замыкания определяется из выражения:

(17) где k_у = 1,8 - ударный коэффициент

Мощность трёхфазного короткого замыкания определяется из выражения:

(18)

1. Расчет для точки К1 и К4

R_Σ(1,4)=R_тр=0,0074 Ом

X_Σ(1,4)=X_тр=0,0416 Ом

кА

кА

кА

2. Расчет для точек К2,К3,К5, К6

R_Σ(2,3,5,6)=R_тр+R₁=0,0074+2,216=2,1334 Ом

Ом

X_Σ(2,3,5,6)=X_тр+Х₁=0,416+0,384=0,8 Ом

Ом

кА

кА

кА

3. Расчет для точки К7,К8,К9,К10

R_Σ(7-10)=R_тр+R₁+R₅=0,0074+2,126+0,086=2,219 Ом

Ом

Х_Σ(7-10)=Х_тр+Х₁+Х₅=0,416+0,384+0,037=0,837 Ом

Ом

кА

кА

Данные расчётов токов короткого замыкания сведём в итоговую таблицу 5

Таблица 5 - Данные расчётов токов короткого замыкания

Расчётная точка	Начальное действующее значение периодической составляющей тока трёхфазного короткого замыкания , кА	Начальное действующее значение периодической составляющей тока двухфазного короткого замыкания , кА	Мощность трёхфазного короткого замыкания ,МВА	Ударный ток трёхфазного короткого замыкания ,кА
1	19,68	17,02	214,49	50,1
2	1,5	1,3	16,35	3,82
3	1,5	1,3	16,35	3,82
4	19,68	17,02	214,49	50,1
5	1,5	1,3	16,35	3,82
6	1,5	1,3	16,35	3,82
7	0,5	0,4325	5,44	1,27
8	0,5	0,4325	5,44	1,27
9	0,5	0,4325	5,44	1,27
10	0,5	0,4325	5,44	1,27