5 Разработка схем электроснабжения

В этом разделе принимаются варианты выполнения внешнего электроснабжения главной понизительной подстанции и внутризаводского электроснабжения, основывающиеся на надежности и экономичности. Внешнее электроснабжение выполняется воздушными линиями электропередач по схеме с ГПП.

Для внутризаводского электроснабжения могут быть приняты радиальные, магистральные или смешанные схемы в зависимости от размещения электрических нагрузок по территории предприятия, их величины, от категории потребителей по требуемой степени надежности питания. Все элементы схемы должны находиться в нормальном режиме под нагрузкой, а при аварии одного из элементов оставшиеся в работе должны принять на себя существующую нагрузку потребителей 1 и 2 категорий с учетом допустимой перегрузки.

В курсовом проекте в системах внешнего и внутреннего электроснабжения предприятия используется раздельная работа линий и трансформаторов с целью увеличения надежности электроснабжения и уменьшения токов короткого замыкания.

6 Выбор системы электроснабжения предприятия

Выбор системы электроснабжения предприятия в целом производится на основании технико-экономических расчетов систем внешнего и внутреннего электроснабжения предприятия.

6.1 Выбор системы внешнего электроснабжения предприятия

1 Определение напряжения питающих линий

Внешнее электроснабжение предприятия выполняется, как правило, по радиальной схеме или схеме глубокого ввода.

Ориентировочно величина напряжения может быть определена из выражения, кВ:

(25)

где l - длина линии, км,

P_Р.ВН. - расчетная активная мощность, передаваемая по линиям ,МВт.

,

(26)

кВт,

кВ.

Предполагается сравнить два уровня напряжения 35кВ и 110кВ.

2 Выбор сечения ВЛ

Выбор сечения производиться по экономической плотности тока.

Экономическое сечение, мм²:

,

(27)

где j_эк – экономическая плотность тока, определяемая в зависимости от материала

проводника, от географического положения предприятия, от времени наибольших

нагрузок, А/мм²,

I_Р.ВН. - расчетный ток нормального режима, А:

,

(28)

где S_Р.ВН. - мощность, передаваемая по линиям, кВА,

U_Н - номинальное напряжение линий, кВ,

n - число линий, шт.

Для воздушных линий с алюминиевыми проводами, Европейской части РФ, Т_НБ=6400ч, j_эк=1,0 А/мм², /1/.

А,

А.

Экономическое сечение, мм²,

мм²,

мм².

Далее в расчетах принимаются 3 ближайших сечения на каждое напряжение.

35кВ: АС70, АС95, АС120.

110кВ: АС70, АС95, АС120.

Выбранные сечения проверяются по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах. Проверка по нагреву заключается в проверке по допустимому току провода.

Послеаварийный режим для линии заключался в аварийном отключении линии, когда первая линия берет на себя нагрузку обеих линий. В этом случае:

,

А,

А.

Условие допустимого нагрева проводов:

,

.

Выбранные сечения проверяются по потере напряжения в нормальном и послеаварийном режимах.

, (29)

где r₀ и х₀ –погонные активные и индуктивные сопротивления линий, Ом/км,

Р_Р.ВН. и Q_Р.ВН. – расчетные активная и реактивная мощности, передаваемые по

линиям с учетом потерь в трансформаторах ГПП, кВт, квар.

Потери напряжения не должны превышать 5% от номинального в нормальном режиме и 10% в послеаварийном режиме.

Проверка по потере напряжения для АС-70 при U=35 кВ, %:

,

.

Параметры проводов и проверка по нагреву и потере напряжения приведены в таблице 10.

Таблица 10 – Проверка выбранных сечений

U, кВ	F, мм2	l, км	n, шт	rо, Ом/км	хо, Ом/км	b0.10-6, См/км	Iдоп, А	Iр, А	2Iр, А		%
35	70	10,254	2	0,46	0,417	-	265	103,493	206,486	2,934	5,868
	95	10,254	2	0,33	0,407	-	330	103,493	206,486	2,264	4,528
	120	10,254	2	0,27	0,399	-	380	103,493	206,486	1,95	3,9
110	70	10,254	2	0,46	0,444	2,55	265	32,93	65,86	0,301	0,602
	95	10,254	2	0,33	0,434	2,61	330	32,93	65,86	0,233	0,466
	120	10,254	2	0,27	0,427	2,66	380	32,93	65,86	0,202	0,404

Полученные сечения удовлетворяют требованиям по нагреву и потере напряжения в нормальном и послеаварийном режимах работы.

3. Определение мощности трансформаторов, установленных на ГПП.

Номинальная мощность трансформатора, кВА,

,

(30)

где - количество трансформаторов на ГПП,

К_з - коэффициент загрузки, зависящий от состава потребителей по категориям

надежности, принимаемый равным 0,7,

– полная мощность трансформаторов ГПП, кВА,

.

В случае аварии одного из трансформаторов другой будет на время устранения аварии работать с 40%-ной перегрузкой (40%-ная перегрузка обеспечится путем отключения потребителей 3 категории).

,

,

На ГПП при напряжениях 35 кВ и 110 кВ устанавливаются два трансформатора по 10000кВА.

Реальный коэффициент загрузки трансформатора, о.е.:

,

(31)

.

При напряжении 35 кВ устанавливаются два трансформатора ТДН-10000/35/10 по /2/.

При напряжении 110 кВ устанавливаются два трансформатора ТДН-10000/110/10 по /2/.