- •Выпускная квалификационная работа
- •Задание на выполнение выпускной квалификационной работы
- •Генеральный план завода Ведомость электрических нагрузок завода
- •Аннотация
- •Содержание
- •Введение
- •1. Описание и анализ технологического процесса производства
- •Определение расчётных электрических нагрузок
- •2.1 Расчёт нагрузки освещения территории завода
- •2.2 Расчётные нагрузки цехов
- •2.3 Расчёт суммарной мощности завода
- •2.4 Расчёт мощности компенсирующих устройств
- •2.5 Расчётные нагрузки на шинах низкого напряжения на подстанции глубокого ввода электроэнергии (пгв)
- •2.6 Расчётные нагрузки на шинах высшего напряжения на подстанции глубокого ввода электроэнергии (пгв)
- •3. Построение картограмм нагрузок и определение центра электрических нагрузок, построение суточного и годового графиков нагрузки
- •3.1 Построение картограмм нагрузок и определение цэн
- •3.2 Построение суточного и годового графиков нагрузки
- •4. Расчёт системы питания
- •4.1 Выбор рационального напряжения питания
- •4.2 Компенсация реактивной мощности системы распределения
- •4.3 Выбор силовых трансформаторов пункта приёма электрической энергии (пгв)
- •4.4 Выбор схемы высшего напряжения подстанции
- •4.5 Выбор питающих линий электропередач
- •4.6 Выбор схемы распределительного устройства низшего напряжения , пункта приёма электрической энергии
- •5 Расчёт системы распределения электроэнергии
- •5.1 Выбор класса напряжения системы распределения
- •5.2 Выбор схемы распределения электроэнергии
- •5.3 Выбор распределительных пунктов (рп)
- •5.4 Выбор мощности и места размещения цеховых трансформаторных подстанций
- •5.5 Потери мощности в трансформаторах цеховых подстанций
- •5.6 Транспорт электрической энергии в системе распределения
- •5.7 Выбор сечения и марки проводников системы распределения
- •6. Расчёт токов короткого замыкания
- •7. Выбор и проверка элементов системы электроснабжения
- •7.1 Выбор и проверка высоковольтных коммутационных аппаратов
- •7.2 Выбор и проверка вспомогательного электрооборудования
- •7.3 Выбор и проверка коммутационных аппаратов 0,4 кВ
- •8. Проверка кабельных линий на термическую стойкость
- •9. Расчет параметров элементов системы внутризаводского электроснабжения для моделирования средствами Matlab/Simulink
- •10. Расчет и моделирование установившихся режимов системы внутризаводского электроснабжения средствами Matlab/Simulink
- •Заключение
- •Список литературы
6. Расчёт токов короткого замыкания
Определим токи симметричного трехфазного замыкания методом эквивалентных ЭДС [13].
Расчет производим исходя из следующих положений. Все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки, работают с номинальной нагрузкой. Синхронные машины имеют автоматические регуляторы напряжения и устройства быстродействующей форсировки возбуждения. Короткое замыкание наступает в такой момент времени, при котором ток КЗ имеет наибольшее значение. Электродвижущие силы всех источников питания совпадают по фазе. Расчетное напряжение каждой ступени принимают на 5 % выше номинального напряжения сети (среднее номинальное напряжение).
Схема расчетного участка электрической сети и схема замещения приведены на рисунке 11.
Рисунок 11 – Электрическая схема замещения
При расчете токов КЗ на напряжении выше 1 кВ учитываем только сопротивления линий электропередачи и обмоток электрических машин, реакторов. Сопротивлениями контактов, шин, трансформаторов тока и т.д. пренебрегаем в виду их малости
Расчет токов короткого замыкания на линейных вводах высшего напряжения трансформатора ППЭ (в точке К-1).
Принимаем за базисное условие Sб = Sс = 1 000 MBA (задано вариантом
работы), xс = 0,6 о.е. (задано вариантом работы), Uб-1 = 110 кВ, Ес = 1.
Определим базисный ток:
(77)
Сопротивление воздушной линии АС - 150/24 (при 110 кВ: r0 = Ом; х0 = Ом):
(78)
(79)
Результирующее сопротивление схемы замещения до точки К-1:
(80)
(81)
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-1:
(82)
Определяем ударный коэффициент:
(83)
(84)
Ударный ток КЗ в точке К-1:
(85)
Расчет токов короткого замыкания на секции шин 6кВ (в точке К-2).
Принимаем за базисное условие Sб = Sс = 1 000 MBA; Uб-2 = 6 кВ.
Определим базисный ток:
Расчет сопротивления трансформатора ТРДН-63000/110/6.
(86)
где - напряжение короткого замыкания (паспортные данные трансформатора).
(87)
где - коэффициент расщепления принимаем равным - 3,5.
(88)
Результирующее сопротивление схемы замещения до точки К-2
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-2
Определяем ударный коэффициент:
Ударный ток КЗ в точке К-2:
Найдём токи подпитки от синхронных двигателей. Наиболее тяжёлый случай:
когда происходит КЗ при включенном секционном выключателе, тогда учитываются токи подпитки от шести двигателей (соответственно два СДН-2-16-36-6 по 1000 кВт от цеха №12 и четыре СДН-2-16-36-6 от цеха №10).
Токи подпитки для двигателей берем из справочника [8, стр. 132]
(89)
где - количество двигателей в цеху, – мощность двигателя, МВА.
Поскольку длина кабельных линий менее 300 м, то можно не учитывать их сопротивление.
Ток подпитки и ударный коэффициент от двигателей цеха № 10 и 12:
где Та – берем из справочника [8, стр. 132].
Ударные токи цехов № 10 и 12:
Ударный ток КЗ в точке К-2
Расчет токов короткого замыкания в точке К-3
Систему принимаем системой бесконечной мощности, сопротивление системы равно нулю. (Sс = ; хс = 0) [1].
Расчёт приведём для самой мощной КТП цеха на плане № – 2 (Блок цехов № 1) SТР = 2919,05кВА
Сопротивление силового трансформатора ТП 2.1 (ТМГ – 2500/6) [8]:
rтр = 0,64 мОм, xтр = 3,46 мОм
Сопротивлением трансформатора тока с коэффициентом трансформации 500/5 [8]:
rТА = 0,02 мОм, хТА = 0,02 мОм
Сопротивление автоматического выключателя при Iраб = 4 218,27 А:
rав = 0,1 мОм, хав = 0,05 мОм
Сопротивление шинопровода ШМА68П на 4 000 А:
rш = ro L (90)
хш = хo L (91)
где ro = 0,013 мОм, и хo = 0,015 мОм [8]; L– принятая нами длина шин (3 м.).
rш = 0,013 3 = 0,04 мОм, хш = 0,015 3 = 0,05 мОм
Сопротивление контактов:
rк = 0,01 мОм - для контактных соединений шинопроводов [8];
rк = 1 мОм - для контактных соединений коммутационных аппаратов [8].
Сопротивление дуги [8]:
rд = 3 мОм
Результирующее сопротивление схемы замещения
(92)
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-3.
Ударный коэффициент
Ударный ток КЗ
На точке К-3 расчет токов короткого замыкания.
Результаты расчётов токов КЗ сведены в таблицу 15.
Таблица 15 – Результаты токов короткого замыкания
Точка КЗ |
Напряжение UH, кВ |
Периодическая составляющая тока КЗ , кА |
Ударный ток КЗ iуд, кА |
К-1 |
110 |
5,47 |
12,19 |
К-2 |
6 |
24,08 |
63,85 |
К-3 |
0,4 |
36,08 |
52,40 |