2.2Выбор величины напряжения

Ориентировочное значение оптимальной величины нестандартного напряжения определяется по формуле Cтила-Никагосова: (2.1)

где Р_Σр – передаваемая расчетная активная мощность, МВт;

l – расстояние, принимаем l=4 км.

Передаваемая расчетная активная мощность определяется по формуле:

, (2.2)

где P_pi – расчетная суммарная активная мощность шахты, согласно

данным таблицы 2.1, P_pi= 12442 кВт;

к_Σ – коэффициент участия в максимуме нагрузки,

согласно [7,с.50], к_Σ =0,85.

Тогда Р_Σp = 12,442x0,85=10576 кВт,

По полученной величине нестандартного напряжения принимается ближайшее номинальное напряжение питающей сети.

Принимается стандартное номинальное напряжение U_н=35 кВ.

2.3Выбор силовых трансформаторов гпп

Расчетная мощность ГПП определяется по формуле:

(2.3)

где cos φ_к – коэффициент мощности с учетом компенсации нагрузки

cos =0,95-0,98, принимается cos =0,97.

При выборе силовых трансформаторов необходимо предусматривать возможность работы одного трансформатора в случае выхода из строя второго. При этом оставшийся в работе, должен обеспечить электроэнергией всех потребителей первой и часть потребителей второй категории. Потребители третьей категории могут быть отключены до устранения неисправности или на время ремонта.

Мощность силового трансформатора определяется по формуле:

S_н ≥ (0,65- 0,75) х S_р. (2.4)

Тогда S_н ≥ (0,65 - 0,75 ) х 10903 = (7087 – 8177) кВ·А.

Принимаются два силовых трансформатора типа ТДТНШ-10000/35. Технические данные трансформаторов представлены в [2, с. 76].

Технические данные: S_н =10000 кВ·А, U_вн=36,5 кВ, U_нн=6,3 кВ,

Р_хх=12 кВт, Р_кз=75 кВт.

2.4Электрический расчет воздушных и кабельных лэп

Электроснабжение шахты осуществляется по двум воздушным линиям. Каждая линия должна быть рассчитана на пропуск 75% всей нагрузки и на пропуск 100% нагрузки потребителей I и II категорий.

Экономическое сечение проводов определяется по формуле:

S_э= (2.5)

где I_р.н – максимальный (расчетный) ток нагрузки в линии при раздельной

работе ЛЭП;

i_э – экономическая плотность тока, согласно [8, с. 158] i_э=1,1 А/мм².

Расчетный ток в линии определяется по формуле:

I_{р .н}= (2.6)

Принимается провод марки АС-95.

Выбор воздушной ЛЭП по допустимой нагрузке произведем исходя из соотношения: (2.7)

где – длительно допустимый ток в ЛЭП, согласно [8, с. 159] для АС-95

=320 А; – расчетный ток в ЛЭП при аварийном режиме работы.

(2.8)

320 А > 180 А. Выбранный провод удовлетворяет всем требованиям.

Выбор кабельных ЛЭП, питающих ЦПП, №1.

Расчетная мощность определяется по формуле: (2.9)

где Р_Σр – суммарная расчетная активная мощность;

cos φ – коэффициент мощности потребителей принимаем , cos φ =0,6.

(2.10)

где Р_р1 – расчетная суммарная мощность потребителей, согласно

данных таблицы 2.1 Р_pi =4962 кВт.

Р_Σр=4962·0,75=3722 кВт, S_р=

Экономическое сечение жил кабеля определяется по формуле:

S_э= (2.11)

где i_э =2,5 А/мм², согласно [8, с.158].

Тогда I_р.н= , I_р.н= (2.12)

где U_н – номинальное значение напряжения, U_н=6,6 кВ.

Предварительно принимается кабель марки 2ЦСКН 3х120.

Выбор кабеля по допустимой нагрузке проводится, исходя из соотношения:

I _д.д ≥ I _р.а,

где I_д.д =250 А, согласно [5, с. 181].

I_р.а= , I_р.а= (2.13)

500 А ≥ 496 А. Условие выполняется.

Принимается кабель марки 2хЦСКН 3 x120.

Выбор кабеля питающего РПП 1, №2. Р_∑р=2572х0,75=1929 кВт.

S_р= I_р.н=

Экономическое сечение жил кабеля: S_э=

Предварительно принимается кабель марки СБН 3х150, I _д..д =290 А.

290 А ≥ 281,2 А. Условие выполняется.

Принимается кабель марки СБН 3х150.

Выбор кабельной ЛЭП, питающих РПП2, №3. Р_∑р=396х0,75=297 кВт.

S_р= I_р.н= S_э=

Предварительно принимается кабель марки СБН 3x35 , I _д.д =110 А.

110 А ≥ 43,3 А.

Условие выполняется. Принимается кабель марки СБН 3х35.

Выбор кабельной ЛЭП, питающих КТСВП-250-6/0,69-УХЛ5-ВВ, №4.

Р_∑р=250х0,75=187,5 кВт. S_р= I_р.н= S_э=

Предварительно принимается кабель марки ЭВТ 3х25+1х10+4х4 , I _д.д =120 А. 120 А ≥ 27,3 А.

Условие выполняется. Принимается кабель марки ЭВТ 3х25+1х10+4х4.

Проверка воздушных и кабельных ЛЭП по потерям напряжения

Проверка воздушных ЛЭП. В сетях напряжением 35 кВ необходимо считаться с влиянием емкости сети на потери напряжения. Определение потерь напряжения в этих линиях ведется в следующем порядке. Активную и реактивную мощности, передаваемые по одной цепи ЛЭП определим по формуле:

(2.14)

(2.15)

где tgφ – коэффициент реактивной мощности с учетом компенсации

реактивной нагрузки, cosφ =0,97 данному значению соответствует

tgφ =0,25.

Активную составляющую напряжения на вводе ГПП определим как: (2.16)

где г, х – соответственно активное и индуктивное сопротивление

воздушной ЛЭП; r = r₀ · l, x = x₀ · l. (2.17)

где г_о – активное сопротивление единицы длины линии, согласно

[8, с. 156] г_о=0,27 Ом/км; 1 – длина линии, 1=4 км;

х₀ – индуктивное сопротивление единицы длины линии,

согласно [8,с.158] х₀= 0,347 Ом/км.

Следовательно, r₁ =0,27·4=1,08 Ом, x₁ =0,347·4=1,388 Ом.

Реактивную составляющую напряжения на вводе ГПП определим как: (2.18)

Подводимое к трансформатору ГПП напряжение определяется как:

(2.19)

Вычисляется фактическая величина потери напряжения в ВЛ определим по формуле: (2.20)

Проверка кабельных ЛЭП. Выбранные кабельные линии проверяются по потерям напряжения. Согласно ПУЭ допускается потеря напряжения 5 %. Минимально допустимое напряжение у потребителя 5700 вольт, то есть позволительная потеря напряжение в линии от трансформатора до потребителя 900 вольт.

Потери напряжения в кабельных линиях 6 кВ определяются по формуле:

(2.21)

где cosφ – коэффициент мощности, cosφ=0,6 данному значению

соответствует sinφ =0,8;

r, x – соответственно активное и индуктивное сопротивление

кабельной ЛЭП. r = r₀ · l, x = x₀ · l. (2.22)

Проверка кабельных ЛЭП, питающих ЦПП по потерям напряжения,

где г₀ – активное сопротивление единицы длины линии,

г₀=0,153/2=0,077 Ом/км; l – длина линии, l =1,05 км;

х_о – индуктивное сопротивление единицы длины линии, согласно [2,с.96]

х₀= 0,076/2=0,038 Ом/км.

Следовательно, r₂ =0,077 ·1,05=0,081 Ом, х₂ =0,038 ·1,05=0,04 Ом.

Тогда ∆U₁= · 271,3 ·(0,081 · 0,6 +0,04 · 0,8) = 32,7 В,

∆U₁= · 542,6 ·(0,081 · 0,6 + 0,04 · 0,8) = 65,4 В.

Проверка кабельной ЛЭП, питающей РПП 1 по потерям напряжения

г₀=0,122 Ом/км, l =0,325 км, х₀=0,074 Ом/км.

Следовательно, r₃ =0,122 · 0,325=0,04 Ом, х₃ =0,074 · 0,325 =0,024 Ом.

Тогда ∆U₂= · 281,2·(0,04 · 0,6 +0,024 · 0,8) = 21 В.

Проверка кабельной ЛЭП, питающей РПП2 по потерям напряжения г₀=0,52 Ом/км, l=0,020 км, х_о=0,087 Ом/км.

Следовательно, r₄ =0,52 · 0,02 =0,0104 Ом, х₄ =0,087 · 0,02 =0,00174 Ом.

Тогда ∆U₃= · 43,3 ·(0,0104 · 0,6 +0,00174 · 0,8) = 0,57 В.

Проверка кабельной ЛЭП, питающей КТСВП-250-6/0,69-УХЛ5-ВВ по потерям напряжения г₀=0,74 Ом/км, l =0,35 км, х_о= 0,091 Ом/км.

Следовательно, r₅ =0,74 · 0,35 = 0,259 Ом, х₅ =0,091 · 0,35 = 0,032 Ом.

Тогда ∆U₄= · 27,3 · (0,259 · 0,6 +0,032 · 0,8) = 8,5 В.

Падение напряжения в линиях 6кВ: ∆U= ∆U₁+∆U₂+∆U₃+∆U₄, (2.23)

∆U_н =32,7+21+0,57+8,5=62,8 В, 900В ≥ 62,8 В.

∆U_а=65,4+21+0,57+8,5=95,5 В, 900В ≥ 95,7 В.

Условие выполняется.