МЕСТОРОЖДЕНИЯ ОАО ТНК-ВР
.pdf
СПБГУАП / Санкт-Петербург
U |
k |
|
= 4.5%,
Pх.х
= 0,54кВт,
P |
= 2,65кВТ . |
к.з |
|
|
|
Стоимость трансформаторов |
|
|
K = 2 2,5 = 5,0тыс.руб. |
|
|
Т |
На стороне 10 кВ установлены 2 разъединителя, 6 разрядника и 6 |
||
предохранителей общей стоимостью |
||
K |
O |
= 2 1500 + 6 860 + 6 628 =11,86тыс.руб. |
|
|
|
Суммарные капитальные затраты:
K |
|
= K |
Л |
+ |
|
|
|
||
|
|
|
|
K = 600
K |
Т |
+ |
|
|
+ 5 +
KО ,
11,86
(2.41)
= 616,86тыс. руб.
Эксплуатационные расходы.
Потери в линии определяют по удельным потерям, которые для принятого провода АС сечением 16 мм 2 составляют
P |
= 0,6 Вт ( А |
Л |
|
Тогда для расчетного тока одной линии
линии:
км).
I расч.
=
10,3А
активные потери в
PЛ
= p |
Л |
|
I 2 расч.
l
,
(2.42)
P |
= 0,6 10,3 |
2 |
10 |
= 0,6кВт |
|
||||
Л |
|
|
|
|
Потери в трансформаторах: реактивные потери холостого хода:
Q |
|
= |
i S |
ном.т |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
x.x |
|
100 |
|
|
|
|
||
,
(2.43)
Q |
|
= |
0,54 160 |
= 0,86кВАр |
|
x.x |
100 |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
Реактивные потери короткого замыкания: |
|
||||
Q = |
U k Sном.т |
|
, |
(2.44) |
|
|
|||||
к |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
= |
4,5 160 |
= 7,2кВАр. |
||
|
|
||||
к |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приведенные потери активной мощности при коротком замыкании:
Pм = Рм + Кэк. Qк , |
(2.45) |
Pм = 2,65 + 0,36 7,2 = 5,24кВт
СПБГУАП / Санкт-Петербург
где
К |
эк. |
= 0,36 кВт кВАр |
|
|
Полные потери в трансформаторах:
Р |
|
|
|
|
|
|
|
К |
2 |
), |
= 2 ( Р |
+ Р |
|
||||||||
Т |
|
|
|
х.х |
|
|
м |
З |
|
|
|
|
|
где КЗ |
= |
0,56 |
= 0,93 |
|
|
||
|
|
|
0,59 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
= 2 (0,59 + |
|
|
2 |
)=10,2кВт |
|||
|
|
5,24 0,93 |
||||||||
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полные потери в линии и трансформаторах: |
|
|
||||||||
|
Р |
= РЛ |
+ РТ , |
|
|
|
|
(2.47) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
= 0,6 +10,2 = 10,8кВт |
|
|||||
Стоимость потерь при |
СО =1,85 руб. |
(кВт ч) |
|
|
|
|||||
(2.46)
С |
=1,85 10,8 6300 =125,87тыс.руб. |
П |
|
Средняя мощность амортизационных отчислений
[2 с.152 табл.4.1]
Стоимость амортизации:
Р |
= 6,3% |
а |
|
С |
а |
= 0,063 К |
|
|
|
|
|
,
(2.48)
С |
= 0,063 616,86 = 38,86тыс.руб. |
а |
|
Суммарные годовые эксплуатационные расходы:
Сгод |
= СП + Са , |
|
|
(2.49) |
|
С |
|
=125,87 + 38,86 =164,73тыс.руб. |
|||
год |
|
|
|
|
|
Суммарные затраты: |
|
|
|
|
|
З = Сгод + 0,125 К |
|
, |
(2.50) |
||
|
|
|
|
|
|
З = 164,73 + 0,125 616,86 = 248,84тыс. руб.
Потери электроэнергии:
W = P |
Т |
|
|
|
год |
|
|
W =10,8
,
6300 =
(2.51)
68,04МВт ч
Расход цветного металла (алюминия):
G = g l , |
(2.52) |
СПБГУАП / Санкт-Петербург
где
g = 44кг.
км. [1 с.459 табл.7.35] G = 44 10 = 440кг.
Вариант II. Напряжение питающей линии – 6 кВ, силовых
трансформаторы – ТМ-250/6
Капитальные затраты установленного оборудования и линии.
Линию принимаем воздушную, со сталеалюминевыми проводами АС и
железобетонными опорами. |
|
|
|
|
Экономическое сечение при работе куста в течении |
|
Ти |
5000ч за год |
|
определяется для экономической плотности тока |
j =1 А мм |
2 |
при расчетном |
|
|
|
|
|
|
токе одной линии:
I |
= |
расч. |
|
Sэк. =
S |
|
|
|
, |
|
|
(2.54) |
|
3 U |
|
|
|
|
||||
ном. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
I |
|
|
= |
250 |
= 24,1А |
|||
|
|
|
|
|||||
расч. |
|
|
1,73 |
6 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
I расч. |
, |
|
|
|
|
|
(2.55) |
|
j |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
= |
|
24,1 |
= 24,1мм |
2 |
|
|
|
|
|
|||||
эк. |
|
1 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Принимаем сечение |
АС = 25мм |
2 |
. |
Стоимость 1 км воздушной линии указанного сечения, установленного на железобетонных опорах, 65 тыс.руб./км..
Тогда при одной линии l=10км.,
KЛ = 65 10 = 650тыс.руб.
В соответствии с нагрузкой куста установлены два транс форматора типа ТМ-250/6 мощностью по 250 кВА.
Паспортные данные трансформаторов:
Uk
= 4.5%,
Pх.х
=1,05кВт,
Pк.з = 3,7кВТ .
Стоимость трансформаторов KТ = 2 3,5 = 7,0тыс.руб.
На стороне 6 кВ установлены 2 разъединителя, 6 разрядника и 6
предохранителей общей стоимостью
KO = 2 1200 + 6 650 + 6 528 = 9,46тыс.руб.
СПБГУАП / Санкт-Петербург
Суммарные капитальные затраты:
K |
|
= K |
Л + KТ |
+ KО , |
|
|
|
|
(2.56)
K |
|
= 650 + 7 + 9,49 = 666,5тыс. руб. |
|
|
Эксплуатационные расходы.
Потери в линии определяют по удельным потерям, которые для принятого провода АС сечением 25 мм 2 составляют
P |
=1,02 Вт ( А |
Л |
|
Тогда для расчетного тока одной линии
линии:
км).
I расч.
=
19,3А
активные потери в
PЛ
= p |
Л |
|
I 2 расч.
l
,
(2.57)
P |
2 |
10 = 3,79кВт |
=1,02 19,3 |
||
Л |
|
|
Потери в трансформаторах: реактивные потери холостого хода:
Q |
|
= |
i S |
ном.т |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
x.x |
|
100 |
|
|
|
|
||
,
(2.58)
Q |
|
= |
0,54 250 |
= 1,35кВАр |
|
x.x |
100 |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
Реактивные потери короткого замыкания:
Q = |
U k Sном.т |
, |
(2.59) |
||
|
|||||
к |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Q |
= |
4,5 250 |
= 11,25кВАр. |
|
|
|
|
|||
|
к |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
||
Приведенные потери активной мощности при коротком замыкании:
Pм = Рм + Кэк. Qк , |
|
|
(2.60) |
|
||
|
Pм = 3,7 + 0,36 11,25 = 7,75кВт |
|
||||
Где Кэк. = 0,36 кВт кВАр |
|
|
|
|
|
|
Полные потери в трансформаторах: |
|
|
|
|
||
Р = |
|
|
К |
2 |
), |
(2.61) |
2 ( Р |
+ Р |
|
||||
Т |
х.х |
м |
З |
|
|
|
где КЗ = 0,93
РТ = 2 (1,05 + 7,75 0,932 )=15,5кВт
Полные потери в линии и трансформаторах:
СПБГУАП / Санкт-Петербург
Р |
= РЛ + РТ |
, |
|
|
|
(2.62)
Стоимость потерь при
Р |
= 3,79 +15,5 = 19,3кВт |
|
|
С |
=1,85 руб. (кВт ч) |
О |
|
С |
П |
=1,85 19,3 6300 = 224,94тыс.руб. |
|
|
Средняя мощность амортизационных отчислений
[2 с.152 табл.4.1]
Стоимость амортизации:
Р |
= 6,3% |
а |
|
С |
= 0,063 666,5 = 41,99тыс.руб. |
а |
|
Суммарные годовые эксплуатационные расходы:
С |
год |
= 224,94 + 41,99 = 266,93тыс.руб. |
|
|
Суммарные затраты:
З = 266,93 + 0,125 666,5 = 350,24тыс. руб.
Потери электроэнергии:
W = 19,3 6300 = 121,59МВт ч
Расход цветного металла (алюминия):
где g = 67,9кг
км. [1 с.459 табл.7.35]
G = 67,9 10 = 679кг.
|
|
|
|
|
Таблица 2.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатели |
|
|
|
|
капиталь-ные |
эксплуа- |
суммар-ные |
масса |
потери |
|
Варианты |
затраты |
тацонные |
затраты, |
цветного |
электро- |
|
|
тыс.руб. |
расходы, |
тыс.руб. |
металла, |
энергии, |
|
|
|
тыс.руб. |
|
кг. |
МВт ч |
|
Вариант I |
616,9 |
164,73 |
248,84 |
440 |
68,04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант II |
666,5 |
266,93 |
350,24 |
679 |
121,59 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Как видно из таблицы I вариант схемы электроснабжения куста
технически и экономически более выгодна чем II, поэтому выбираем I вариант
электроснабжения.
СПБГУАП / Санкт-Петербург
2.8 Расчет токов короткого замыкания
Коротким замыканием называется всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы,
электрическое соединение различных частей электроустановки между собой или землей, при котором токи резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.
Короткое замыкание в сети может сопровождаться:
-прекращением питания потребителей
-нарушением нормальной работы других потребителей
-нарушением нормального режима работы энергосистемы
Для предотвращения коротких замыканий и уменьшения их последствий необходимо:
-устранить причины, вызывающие короткие замыкания
-уменьшить время действия защиты
-применять быстродействующие выключатели
|
|
|
|
|
хс = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L=10 км |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
х0 = 0,4 Ом/ км |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
К1 |
|
|
|
|
|
|
К1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Sном = 160 кВА |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Uк =4,5% |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
К2 |
|
|
|
|
|
К2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L=100 м |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
х0 = 0,08 Ом/ км |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
К3 |
|
|
|
|
|
|
|
К3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Sном = 100 кВА |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Uк |
=5,5% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К4 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
К4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L=930 м |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
х = 0,08 Ом/ км |
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
К5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
К5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M
Рисунок 2.3 - Расчетная схема и схема замещения. Расчет тока короткого замыкания в точке К1
Сопротивление воздушной линии xвл, Ом, вычисляют по формуле
СПБГУАП / Санкт-Петербург
x |
= x |
L |
в л |
0 |
|
x |
= 0,4 10 = 4Ом |
вл |
|
(2.63)
Суммарное сопротивление до точки К1
формуле
x
k1
, Ом, вычисляют по
Силу
где U
|
x |
= xc |
+ xв л |
|
(2.64) |
|
|
k1 |
|
|
|
|
|
тока короткого замыкания |
Ik1 |
, кА, вычисляют по формуле |
||||
|
Iк1 = |
U |
бк1 |
, |
|
(2.65) |
|
|
|
||||
|
|
3 x |
|
|
|
|
|
|
|
к1 |
|
|
|
бк1 |
- базисное напряжение в точке К1, кВ |
|||||
Силу ударного тока
i |
у1 |
|
I |
|
= |
10,5 |
=1,52кА |
||
k1 |
3 |
4 |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||
, кА, вычисляют по формуле
где
i |
у1 |
= к |
у |
|
2 I |
k1 |
|
|
|
|
k |
- ударный коэффициент |
у |
|
(2.66)
i |
у1 |
=1,8 |
2 |
|
|
|
Мощность короткого замыкания |
Sk |
|||||
S |
k1 |
= |
3 U |
ном |
I |
k1 |
|
|
|
|
|||
1,52 = 3,87кА |
|
1 |
, МВА, вычисляют по формуле |
|
(2.67) |
S |
k1 |
= |
3 10,5 1,52 = 27,64МВА |
|
|
|
Расчет тока короткого замыкания в точке К2 |
|
|
|
|||||||||||||
Активное сопротивление трансформатора |
r |
|
, Ом, вычисляют по |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тр |
|
|
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r тр |
= |
P |
|
|
|
|
|
|
|
(2.68) |
||||||
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
S |
н.т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
U |
% |
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
(2.69) |
|||||
r = |
|
|
|
k |
|
|
|
|
− r |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
тр |
160 |
|
|
тр |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
r |
|
= |
2,65 |
= 0,015Ом |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
тр |
160 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
СПБГУАП / Санкт-Петербург
r |
= 0,015 |
0,4 |
10 |
3 |
= 0,015Ом |
|
|||||
|
|
||||
тр |
|
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Индуктивное сопротивление трансформатора
формуле
x |
|
U |
|
|
2 |
|
|
= |
к |
− r |
2 |
||||
|
|
||||||
тр |
100 |
|
*тр |
||||
|
|
||||||
|
|
|
|
||||
xтр, Ом, вычисляют по
(2.70)
x |
= x |
|
U |
|
|||
тр |
тр |
|
S |
|
|
|
2 |
10 |
|
|
н |
3 |
н |
|
(2.71)
х*тр =
4,5 |
|
2 |
|
− 0,015 |
2 |
||
|
|
|
|
160 |
|
|
|
= 0,024 Ом
|
|
0,4 |
2 |
|
|
|
x |
= 0,0024 |
|
10 |
3 |
= 0,024Ом |
|
|
|
|||||
|
|
|
||||
тр |
|
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Сопротивление хΣк1 приводят к U=0,4 кВ по формуле
x0 |
|
U |
бk 2 |
2 |
|
(2.72) |
||
= x |
|
|
|
|
||||
|
|
|
||||||
k1 |
k1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uбk1 |
|
|
|
|||
|
0 |
|
|
|
0,4 |
2 |
||
|
x k1 |
= 4 |
|
|
|
= 0,006Ом |
||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
10,5 |
|
|
|
Суммарное сопротивление до точки К2
Z |
|
= |
(х |
0 |
+ х |
|
) |
2 |
+ r |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
k 2 |
|
|
к1 |
|
тр |
|
|
тр |
|
вычисляют по формуле
(2.73)
Z |
|
= |
2 |
+ 0,015 |
2 |
= 0,034Ом |
k 2 |
(0,006 + 0,024) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Сила тока короткого замыкания
Ik 2 |
= |
0,4 |
= 6,8кА |
||||
|
|
|
|
||||
1,73 |
|
0,034 |
|||||
|
|
|
|||||
Сила ударного тока
iуk 2 =1,2 
2 6,8 =11,5кА
Мощность короткого замыкания
S |
k 2 |
=1,73 0,4 6,8 |
= 4,7кА |
|
|
|
Расчет тока короткого замыкания в точке К3
Активное сопротивление кабельной линии rкл , Ом, вычисляют по формуле
СПБГУАП / Санкт-Петербург
rкл = r0 L |
(2.74) |
r |
=1,25 0,1 = 0,125Ом |
кл |
|
Индуктивное сопротивление кабельной линии
xкл = 0,08 0,1 = 0,008Ом
Суммарное сопротивление до точки К3
Z |
|
= |
(х |
0 |
+ х |
|
+ х |
|
) |
2 |
+ (r |
+ r |
) |
2 |
k 3 |
к1 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
тр |
|
кл |
|
|
тр |
кл |
|
|
(2.75)
Z |
|
= |
(0,006 + 0,024 + 0,008) |
2 |
+ (0,015 + 0,125) |
2 |
= |
k 3 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,145Ом |
|
|
|
|
|||
Сила тока короткого замыкания
Ik 3 |
= |
|
|
0,4 |
|
=1,59кА |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|||||
|
3 |
0,145 |
|
|
||
Сила ударного тока
iуk 3 =1,2 
2 1,59 = 2,69кА
Мощность короткого замыкания
S |
k 3 |
= |
3 0,4 1,59 =1,1МВА |
|
|
|
Расчет тока короткого замыкания в точке К4
Активное сопротивление трансформатора
r тр = 1,28100 = 0,013Ом
|
|
r |
|
= 0,013 |
0,42 |
103 = 0,032Ом |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
тр |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Индуктивное сопротивление трансформатора |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
5,5 |
2 |
|
|
|
|
||
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||||
|
|
= |
|
|
− 0,013 |
= 0,053Ом |
|||||||
|
тр |
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
2 |
|
|
|
||
|
|
x |
|
= 0,053 |
|
10 |
3 |
= 0,085Ом |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
тр |
|
|
|
100 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Полное сопротивление трансформатора Zтр2 , Ом, вычисляют по |
|||||||||||||
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
тр2 |
= |
|
|
x2 |
+ r2 |
|
|
|
|
|
|
(2.76) |
|
|
|
|
тр2 |
тр2 |
|
|
|
|
||||
СПБГУАП / Санкт-Петербург
Z |
|
= |
2 |
+ 0,032 |
2 |
= 0,09Ом |
тр2 |
0,085 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Приводим сопротивление
Z |
k 3 |
кU = 1,2кВ |
|
|
|
|
|
1,2 |
|
2 |
|
Z |
0 |
= 0,145 |
= 0,103Ом |
|||
|
|
|||||
k 3 |
||||||
|
|
0,4 |
|
|
||
|
|
|
|
Суммарное сопротивление до точки К4 вычисляют по формуле
Z |
k 4 |
= Z |
0 |
+ Z |
|
|
|
|
|
||
|
|
k 3 |
|
тр2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
k 4 |
= 0,103 + 0,09 = 0,193Ом |
|
|
|
|
|
|
|
(2.77)
Сила тока короткого замыкания
Ik 3 |
= |
0,4 |
|
=1,1кА |
|||
|
|
|
|
||||
1,73 |
0,21 |
||||||
|
|
|
|||||
Сила ударного тока
i |
уk 4 |
=1,2 |
2 1,1 =1,87кА |
|
|
|
Мощность короткого замыкания
Sk 3 =1,73 0,4 1,1 = 0,76МВА
Расчет тока короткого замыкания в точке К5
Активное сопротивление кабельной линии rкл =1,25 0,98 =1,225Ом Индуктивное сопротивление кабельной линии xкл = 0,08 0,98 = 0,078Ом
Полное сопротивление кабельной линии
Zкл 2 = 
1,2252 + 0,0782 =1,73Ом
Суммарное сопротивление до точки К5 |
|
Z k 5 = Z k 4 + Z кл 2 |
(2.78) |
Z k 5 = 0,193 +1,73 = 1,923Ом
Сила тока короткого замыкания
Ik 5 |
= |
1,2 |
= 0,18кА |
|||
|
|
|
||||
1,73 |
1,923 |
|||||
|
|
|
||||
Сила ударного тока