2. Внешнее электроснабжение.
Выбор схемы внешнего электроснабжения.
К внешней части системы электроснабжения промышленного предприятия (СЭС) относятся питающие сети 6-220кВ, обеспечивающие подачу электроэнергии на предприятие от точки присоединения к энергосистеме до приёмного ЦРП или до ГПП.
Схема должна удовлетворять следующим основным положениям: обеспечивать необходимую надёжность питания потребителей, быть простой и удобной в эксплуатации. Одновременно схема должна обеспечивать надёжную защиту и автоматическое восстановление питания потребителей с помощью средств автоматики, позволяющих быстро осуществлять резервирование отдельных элементов, обеспечивать возможность свободного проведения ремонтных и
противоаварийных работ.
Учитывая эти требования, схема электроснабжения промышленного предприятия можно выполнить в нескольких вариантах, из которых следует выбрать оптимальный с наименьшими затратами. Основным условием сравнения вариантов схемы является их одинаковая надёжность электроснабжения потребителей промышленного предприятия.
В современной практике электроснабжения промышленных предприятий осуществляется ступенчатый принцип построения схем. Под ступенью электроснабжения понимают узлы схемы электроснабжения, между которыми энергия, получаемая от источника питания (ИП), передаётся определённому числу потребителей.
Схемы бывают
многоступенчатыми и одноступенчатыми.
Многоступенчатыми схемы являются тогда,
когда в сеть последовательно включено
несколько
промежуточных РП одного напряжения, от
которых получают питание отдельные
крупные ЭП или группы ЭП.
Одноступенчатые схемы применяют, главным образом, на предприятиях малой мощности с небольшой территорией. Также эти схемы можно применять на
предприятиях средней мощности для питания концентрированных нагрузок,
расположенных по разные стороны от центра питания (ЦП).
Для решения выбора схемы внешнего электроснабжения предполагаю два варианта.
Вариант №1 – выбор главной понизительной подстанции (ГПП - 10/0,4 кВ) с воздушной линией (ВЛ).
вл
Г ПП
Вариант №2 – выбор главной распределительной подстанции (ГРП - 6/0,4 кВ) с кабельной линией (КЛ).
кл
ГРП
2.2. Выбор сечений воздушных и кабельных линий.
Кабельной линией называется устройство для передачи электроэнергии, состоящее из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепёжными деталями.
В группу кабелей высокого напряжения входят кабели 6-110кВ. Такие кабели изготовляются с пластмассовой бумажной пропитанной изоляцией, маслонаполненные и т.д.
Для внутризаводского электроснабжения промышленных предприятий применяются различные способы прокладки КЛ: в земляных траншеях, в кабельных каналах и туннелях, по эстакадам и галереям.
Для прокладки КЛ в траншее применяют бронированные или небронированные кабели, защищенные от коррозии джудово-битумным покровом или полихлорвиниловой изоляцией. В земляных траншеях КЛ 6-35кВ прокладывают на глубине 0,7-0,8м. Кабель укладывают на подушку из песка толщиной 0,1м и закрывают от механических повреждений красным кирпичом. В местах пересечения с проезжей частью дороги, подземные коммуникациями и на вводах в здания КЛ 6-35кВ прокладывают в асбоцементных трубах.
Не
рекомендуется в одной траншее укладывать
более шести кабелей напряжением до 10кВ
и более трех - напряжением 20-35кВ. Расстояние
между кабелями в траншее должно быть
не менее 100мм. Кабель укладывают в траншее
«змейкой» с запасом 1,5-2% общей длины
траншея и на случай возможных смещений
почвы или деформация кабеля.
Канал – это непроходное кабельное сооружение глубиной до 0,4-1,2м, покрываемое съёмными металлическими или бетонными плитами; туннель боле глубокое (до 2,5м) сооружение, устраиваемое в земле для прокладки многих кабелей (более 40) и имеющее устройство принудительной вентиляции.
Воздушные
линии (ВЛ) выполняются из изолированных
проводов, расположенных на открытом
воздухе и прикрепляемых к опорам с
помощью изоляторов и арматуры. На
промышленных предприятиях ВЛ применяют
сравнительно редко из-за загруженности
различными постройками территории
предприятия.
Обычно ВЛ используются для предприятий малой мощности и для отдельных объектов, удалённых от основной промышленной площадки.
По своему назначению и месту установки опоры ВЛ делятся на: промежуточные, устанавливаемые на прямых участках трассы ВЛ; анкерные, применяемые на пересечении дорого и других инженерных сооружений; угловые, устанавливаемые на углах поворота трассы ВЛ; концевые, устанавливаемые в начале и конце ВЛ и воспринимающие усилия от одностороннего тяжения проводов; специальные – ответвительные, перекрёстные и др. Также опоры делятся по составу изготовления на: деревянные, металлические и железобетонные.
Вариант №1 – выбор главной понизительной подстанции (ГПП - 10/0,4 кВ) с воздушной линией (ВЛ).
;
где Iр – расчётный ток, А;
Sр – полная расчётная мощность, кВА;
Uн – номинальное напряжение, кВ.
;
где Sэ
– экономическое сечение, мм
;
Iр – расчётный ток, А;
jэ – зависит от материала (1,1…1,4).
Iр = 880/ 1,73 · 10 = 50,8
Sэ = 50,8/ 1,1 = 46,1 мм².
Выбираем провод марки 3АС – 50,Iд = 210 А.
,
210≥46,7.
Проверяем выбранное сечение на потери напряжения:
r0= 1000/ J · S = 1000/ 32 · 50 = 0.625 Ом/км.
R = 0.625 · 2.5 = 1.5625 Ом.
x = 0.4 · 2.5 = 1 Ом.
∆V = 867.42+1.5625+152.42 · 1 / 10 = 150
∆U% = 150 · 100 / 10000 = 1.5%
Вариант №2 – выбор главной распределительной подстанции (ГРП - 6/0,4 кВ) с кабельной линией (КЛ).
;
где Iр – расчётный ток, А;
Sр – полная расчётная мощность, кВА;
Uн – номинальное напряжение, кВ.
;
где Sэ – экономическое сечение, мм ;
Iр – расчётный ток, А;
jэ – зависит от материала (1,1…1,4).
Iр = 880/ 1,73 · 10 = 50,8
Sэ = 50,8 / 1,4= 36,2.
Выбираем кабель марки ААБ 3×50 , Iд = 140 А,
, 140≥50,8.
Проверяем выбранное сечение на потери напряжения:
r0= 1000/ J · S = 1000/ 32 · 50 = 0.625 Ом/км.
R = 0.625 · 2.5 = 1.5625 Ом.
x =0,08 · 2,5 = 0,2 Ом.
∆V = 867.42+1.5625+152.42 · 0,2 / 10 = 20,43
∆U% = 20,43 · 100 / 10000 = 0,243%