- •1.Общая часть
- •1.1 Особенности формирования системы электроснабжения промышленных предприятий
- •1.2. Методы расчета электрических нагрузок
- •1.3. Характеристика заданного объекта электроснабжения
- •2.Расчетная часть
- •2.1. Расчет электрической нагрузки методом упорядоченных диаграмм
- •2.2. Расчет компенсации реактивной мощности. Выбор стандартных компенсирующих устройств.
- •2.3. Выбор номинального напряжения и схемы внешнего и внутреннего электроснабжения завода.
- •2.4. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции.
- •2.5. Расчет и выбор электрической сети, напряжением выше 1 кВ
- •Iрмах а
- •Iрмах а
- •Iрмах а
- •Iрмах а
- •2.6. Расчет токов кз
- •Xгпп о.Е.
- •2.7. Выбор аппаратуры напряжением выше 1000 в. Проверка аппаратов и токоведущих частей на действие токов короткого замыкания.
- •3. Охрана труда и противопожарная безопасность
- •Организационные и технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ в эу.
- •Классификация средств защиты от поражения электрическим током.
- •Заключениие
- •С писок литературы
2.7. Выбор аппаратуры напряжением выше 1000 в. Проверка аппаратов и токоведущих частей на действие токов короткого замыкания.
Таблица 6. Выбор разъединителя на высокой стороне ГПП.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=35кВ |
Uн.эу=35 кВ |
Uн≥Uн.эу 35 кВ=35 кВ |
Iн=630 А |
Iр.п/а=91 А |
Iн≥Iр.п/а 630 А > 91 А |
РВ-35/630У3 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=20 кА tt=4 c |
Iкз1=3,3 кА |
|
Разъединитель проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=57 кА |
Iу1=8,4 кА |
Iдин.ст≥Iу1 57 кА > 8,4 кА |
Разъединитель проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем РВ-35/630У3 |
||
Разъединитель внутренней установки; номинальное напряжение - 35 кВ; номинальный ток - 630 А; предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в закрытых помещениях с естественной вентиляцией. |
Таблица 7. Выбор отделителя на высокой стороне ГПП.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=35кВ |
Uн.эу=35 кВ |
Uн≥Uн.эу 35 кВ=35 кВ |
Iн=630 А |
Iр.п/а=91 А |
Iн≥Iр.п/а 630 А > 91 А |
ОД-35/630У1 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=12,5 кА tt=4 c |
Iкз1=3,3 кА |
|
Отделитель проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=80 кА |
Iу1=8,4 кА |
Iдин.ст≥Iу1 80 кА > 8,4 кА |
Отделитель проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ОД-35/630У1 |
||
Отделитель двухколонковый; номинальное напряжение - 35 кВ; номинальный ток - 630 А; предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается на открытом воздухе. |
Таблица 8. Выбор короткозамыкателя на высокой стороне ГПП.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=35кВ |
Uн.эу=35 кВ |
Uн≥Uн.эу 35 кВ=35 кВ |
КРН-35У1 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=12,5 кА tt=4 c |
Iкз1=3,3 кА |
|
Короткозамыкатель проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=42 кА |
Iу1=8,4 кА |
Iдин.ст≥Iу1 42 кА > 8,4 кА |
Короткозамыкатель проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем КРН-35У1 |
||
Короткозамыкатель рубящего типа; наружной установки; номинальное напряжение - 35 кВ; предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается на открытом воздухе. |
Таблица 9. Выбор трансформатора тока на высокой стороне ГПП
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=35кВ |
Uн.эу=35 кВ |
Uн≥Uн.эу 35 кВ=35 кВ |
Iн1=630 А Iн2=5 А |
Iр.п/а=91 А |
Iн1≥Iр.п/а 100 А > 91 А Nта= |
ТФЗМ-35А |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=3,5 кА tt=4 c |
Iкз1=3,3 кА |
|
Трансформатор тока проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=21 кА |
Iу1=8,4 кА |
Iдин.ст≥Iу1 21 кА > 8,4 кА |
Трансформатор тока проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ТФЗМ-35А |
||
Трансформатор тока с фарфоровой изоляцией; с обмоткой звеньевого типа; маслонаполненный; номинальное напряжение - 35 кВ; предназначен для наружной установки. |
Таблица 10. Выбор предохранителя на высокой стороне ГПП.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=35кВ |
Uн.эу=35 кВ |
Uн≥Uн.эу 35 кВ=35 кВ |
ПКТ 101-35-2-8У3 |
||
Предохранитель кварцевый для защиты силовых трансформаторов и линий; наличие ударного устройства; номинальное напряжение - 35 кВ; номинальный ток предохранителя -2 А; номинальный ток отключения – 8 кА; предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в закрытых помещениях с естественной вентиляцией. |
Таблица 11. Выбор трансформатор напряжения на высокой стороне ГПП.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=35кВ |
Uн.эу=35 кВ |
Uн≥Uн.эу 35 кВ=35 кВ |
НОМ-35-66У1 |
||
Трансформатор напряжения однофазный; с естественным масляным охлаждением; класс напряжения - 35 кВ; год разработки – 1966г.; номинальный ток отключения – 2,5 кА; предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается на открытом воздухе. |
Таблица 12. Выбор силового выключателя на низкой стороне ГПП.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=10 кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
Iн=320 А |
Iр.п/а=312,7 А |
Iн≥Iр.п/а 320 А > 312,7 А |
Iоткл.Н=10 кА |
Iк2=0,66 кА |
Iоткл.Н≥Iк2 10 кА > 0,66 кА |
ВММ-10А-320-10У2 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=10 кА tt=3 c |
Iкз2=0,66 кА |
|
Силовой выключатель проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=25,5 кА |
Iу2=1,66 кА |
Iдин.ст≥Iу2 25,5 кА > 1,66 кА |
Силовой выключатель проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2 |
||
Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения – 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха. |
Таблица 13. Выбор на высокой стороне ГПП.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
|
Uн=10кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
|
Iн1=400 А Iн2=5 А |
Iр.п/а=312,7 А |
Iн1≥Iр.п/а 400 А > 312,7 А Nта= |
|
ТПЛК-10 |
|||
Проверим по термической стойкости: |
|||
It=18,9 кА tt=4 c |
Iкз2=0,66 кА |
|
|
Трансформатор тока проходит по термической стойкости |
|||
Проверим по электродинамической стойкости: |
|||
Iдин.ст=74,5 кА |
Iу2=1,66 кА |
Iдин.ст≥Iу1 74,5 кА > 1,66 кА |
|
Трансформатор тока проходит по электродинамической стойкости |
|||
Окончательно выбираем ТПЛК-10 |
|||
Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ; |
Таблица 14. Выбор силового выключателя на КЛ от ГПП до РП
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=10 кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
Iн=320 А |
Iр.п/а=109,2 А |
Iн≥Iр.п/а 320 А > 109,2 А |
Iоткл.Н=10 кА |
Iк2=0,66 кА |
Iоткл.Н≥Iк2 10 кА > 0,66 кА |
ВММ-10А-320-10У2 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=10 кА tt=3 c |
Iкз2=0,66 кА |
|
Силовой выключатель проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=25,5 кА |
Iу2=1,66 кА |
Iдин.ст≥Iу2 25,5 кА > 1,66 кА |
Силовой выключатель проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2 |
||
Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения – 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха. |
Таблица 15. Выбор трансформатора тока на КЛ от ГПП до РП.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
|
Uн=10кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
|
Iн1=150 А Iн2=5 А |
Iр.п/а=109,2 А |
Iн1≥Iр.п/а 150 А > 109,2 А Nта= |
|
ТПЛК-10 |
|||
Проверим по термической стойкости: |
|||
It=7,1 кА tt=3 c |
Iкз2=0,66 кА |
|
|
Трансформатор тока проходит по термической стойкости |
|||
Проверим по электродинамической стойкости: |
|||
Iдин.ст=74,5 кА |
Iу2=1,66 кА |
Iдин.ст≥Iу1 74,5 кА > 1,66 кА |
|
Трансформатор тока проходит по электродинамической стойкости |
|||
Окончательно выбираем ТПЛК-10 |
|||
Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ. |
Таблица 16. Выбор силового выключателя на высокой стороне ТП1.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=10 кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
Iн=320 А |
Iр.п/а=31,6 А |
Iн≥Iр.п/а 320 А > 31,6 А |
Iоткл.Н=10 кА |
Iк2=0,66 кА |
Iоткл.Н≥Iк2 10 кА > 0,66 кА |
ВММ-10А-320-10У2 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=10 кА tt=3 c |
Iкз2=0,66 кА |
|
Силовой выключатель проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=25,5 кА |
Iу2=1,66 кА |
Iдин.ст≥Iу2 25,5 кА > 1,66 кА |
Силовой выключатель проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2 |
||
Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения – 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха. |
Таблица 17. Выбор трансформатора тока на высокой стороне ТП1.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=10кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
Iн1=50 А Iн2=5 А |
Iр.п/а=31,6 А |
Iн1≥Iр.п/а 50 А > 31,6 А Nта= |
ТПЛК-10 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=2,36 кА tt=3 c |
Iкз2=0,66 кА |
|
Трансформатор тока проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=14,8 кА |
Iу2=1,66 кА |
Iдин.ст≥Iу1 14,8 кА > 1,66 кА |
Трансформатор тока проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ТПЛК-10 |
||
Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ. |
Таблица 18. Выбор силового выключателя на высокой стороне ТП2.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=10 кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
Iн=320 А |
Iр.п/а=70,5 А |
Iн≥Iр.п/а 320 А > 70,5 А |
Iоткл.Н=10 кА |
Iкз2=0,66 кА |
Iоткл.Н≥Iк2 10 кА > 0,66 кА |
ВММ-10А-320-10У2 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=10 кА tt=3 c |
Iкз2=0,66 кА |
|
Силовой выключатель проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=25,5 кА |
Iу2=1,66 кА |
Iдин.ст≥Iу2 25,5 кА > 1,66 кА |
Силовой выключатель проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2 |
||
Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения – 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха. |
Таблица 19. Выбор трансформатора тока на высокой стороне ГПП.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=10кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
Iн1=100 А Iн2=5 А |
Iр.п/а=70,5 А |
Iн1≥Iр.п/а 100 А > 70,5 А Nта= |
ТПЛК-10 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=4,72 кА tt=3 c |
Iкз2=0,66 кА |
|
Трансформатор тока проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=74,5 кА |
Iу2=1,66 кА |
Iдин.ст≥Iу1 74,5 кА > 1,66 кА |
Трансформатор тока проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ТПЛК-10 |
||
Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ. |
Таблица 20. Выбор силового выключателя на высокой стороне ТП3.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=10 кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
Iн=320 А |
Iр.п/а=70,2 А |
Iн≥Iр.п/а 320 А > 70,2 А |
Iоткл.Н=10 кА |
Iк2=0,66 кА |
Iоткл.Н≥Iк2 10 кА > 0,66 кА |
ВММ-10А-320-10У2 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=10 кА tt=3 c |
Iкз2=0,66 кА |
|
Силовой выключатель проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=25,5 кА |
Iу2=1,66 кА |
Iдин.ст≥Iу2 25,5 кА > 1,66 кА |
Силовой выключатель проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2 |
||
Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения – 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха. |
Таблица 2 1. Выбор трансформатора тока на высокой стороне ТП3.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=10кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
Iн1=100 А Iн2=5 А |
Iр.п/а=70,2 А |
Iн1≥Iр.п/а 100 А > 70,2 А Nта= |
ТПЛК-10 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=4,72 кА tt=3 c |
Iкз2=0,66 кА |
|
Трансформатор тока проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=74,5 кА |
Iу2=1,66 кА |
Iдин.ст≥Iу1 74,5 кА > 1,66 кА |
Трансформатор тока проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ТПЛК-10 |
||
Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ. |
Таблица 22. Выбор силового выключателя для ЭД.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=10 кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
Iн=320 А |
Iр.п/а=25,7 А |
Iн≥Iр.п/а 320 А > 25,7 А |
Iоткл.Н=10 кА |
Iк3=2,3 кА |
Iоткл.Н≥Iк2 10 кА > 2,3 кА |
ВММ-10А-320-10У2 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=10 кА tt=3 c |
Iкз3=2,3 кА |
|
Силовой выключатель проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=25,5 кА |
Iу3=4,68 кА |
Iдин.ст≥Iу2 25,5 кА > 4,68 кА |
Силовой выключатель проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2 |
||
Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения – 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха. |
Таблица 23 . Выбор трансформатора тока для ЭД.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=10кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
Iн1=30 А Iн2=5 А |
Iр.п/а=25,7 А |
Iн1≥Iр.п/а 30 А > 25,7 А Nта= |
ТПЛК-10 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=1,42 кА tt=3 c |
Iкз3=2,3 кА |
|
Трансформатор тока проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=7,4 кА |
Iу3=4,68 кА |
Iдин.ст≥Iу1 7,4 кА > 4,68 кА |
Трансформатор тока проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ТПЛК-10 |
||
Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ. |
Таблица 24. Выбор силового выключателя на высокой стороне ТП4.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=10 кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
Iн=320 А |
Iр.п/а=109,2 А |
Iн≥Iр.п/а 320 А > 109,2 А |
Iоткл.Н=10 кА |
Iкз3=2,3 кА |
Iоткл.Н≥Iк2 10 кА > 2,3 кА |
ВММ-10А-320-10У2 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=10 кА tt=3 c |
Iкз3=2,3 кА |
|
Силовой выключатель проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=25,5 кА |
Iу3=4,68 кА |
Iдин.ст≥Iу2 25,5 кА > 4,68 кА |
Силовой выключатель проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ВММ-10А-320-10У2 |
||
Маломасляный выключатель; номинальное напряжение - 10 кВ; номинальный ток - 320 А; номинальный ток отключения – 10 кА предназначен для работы в районах с умеренным климатом; устанавливается в помещениях со свободным доступом воздуха. |
Таблица 25. Выбор трансформатора тока на высокой стороне ТП4.
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Сравнение |
Uн=10кВ |
Uн.эу=10 кВ |
Uн≥Uн.эу 10 кВ=10 кВ |
Iн1=200 А Iн2=5 А |
Iр.п/а=109,2 А |
Iн1≥Iр.п/а 200 А > 109,2 А Nта= |
ТПЛК-10 |
||
Проверим по термической стойкости: |
||
It=9,45 кА tt=3 c |
Iкз3=2,3 кА |
|
Трансформатор тока проходит по термической стойкости |
||
Проверим по электродинамической стойкости: |
||
Iдин.ст=74,5 кА |
Iу3=4,68 кА |
Iдин.ст≥Iу1 74,5 кА > 4,68 кА |
Трансформатор тока проходит по электродинамической стойкости |
||
Окончательно выбираем ТПЛК-10 |
||
Трансформатор тока с литой изоляцией; проходной; для КРУ; номинальное напряжение - 10 кВ. |
Выберем шину на низкой стороне ГПП:
Сечение шин выбирается по длительно допустимому току и проверяется на электрическую и электродинамическую стойкость.
Условие выбора по длительно допустимому току:
Iдд ≥ Iрп/а
Iрп/а=312,7 А
Выберем Iдд=365 А,
365 А>312,7 А
Сечение шины F=120 мм2
Выбираем алюминиевую шину прямоугольного сечения А30х4
Проверим то термической стойкости:
Определим тепловой импульс тока КЗ:
Bк= , кА∙с
Bк=0,662×(0,3+0,01)=0,14 кА∙с
Условие проверки по термической стойкости F≥Fмин
Определим минимально допустимое сечение по условию термической стойкости. Коэффициент зависящий от материала и температуры примем С=88.
Fмин= , мм2
Fмин= мм2
120 мм2 > 4,3 мм2
Сечение шины проходит по термической стойкости.
Проверим по электродинамической стойкости:
Определим электродинамическую силу, действующую на эту шину:
Fэл.д= , Н (50)
где l – расстояние между изоляторами шинной конструкции, см
– ударный ток короткого замыкания для точки КЗ2, кА
d – расстояние между шинами соседних фаз, см
Fэл.д=
Определим изгибающий момент, который создает эта сила:
M= , Н∙м (51)
где Fэл.д – электродинамическая сила, действующая на эту шину, Н
l –расстояние между изоляторами шинной конструкции, М
M= Н∙м
Определим механические напряжения в материале шин от изгиба:
σрасч= , МПа (52)
где М – изгибающий момент, который создает сила, Н∙м
W – момент сопротивления сечения, который зависит от формы и расположения шин, см3
Выберем расположение шин плашмя.
Определим момент сопротивления сечения:
W= , см3 (53)
где b – ширина сечения шины, см
h – длинна сечения шины, см
W= см3
σрасч= МПа
Условие проверки шин на электродинамическую стойкость:
σрасч ≤ σдоп
Для алюминиевых шин σдоп=75 МПа
0,32 МПа<75МПа
Шина проходит по электродинамической стойкости.
Окончательно выбираем алюминиевую шину прямоугольного сечения А30х4.