105
Определяется ударный коэффициент максимального значения тока КЗ
точки К1
????????
, о.е., по формуле (2.74)
????????
Определяется ударный коэффициент максимального значения тока КЗ
точки К1
????????
, о.е., по формуле (2.74)
????????
Определяется ударный ток максимального значения тока КЗ
????????
, кА,
по формуле (2.73)
????????
Определяется ударный ток максимального значения тока КЗ
????????
, кА,
по формуле (2.73)
????????
Аналогичные расчёты проведены для остальных точек КЗ. Результаты
сведены в таблицу 2.24.
Выполним расчёт токов несимметричных режимов короткого
замыкания
Расчёт токов однофазного короткого замыкания
????????
, кА, производится
по формуле
????????
????
????
????
????
????????
где
– суммарное активное сопротивление нулевой
последовательности, мОм. Определяется по формуле
, (2.77)
- суммарное индуктивное сопротивление нулевой
последовательности, мОм. Определяется по формуле
106
, (2.78)
Определяется максимальное значение тока однофазного короткого
замыкания
????????
????????
, кА, по формуле (2.78)
????????
????????
???? ????
???? ????
Определяется минимальное значение тока однофазного короткого
замыкания
????????
????????
, кА, по формуле
????????
????????
???? ????
????
????
????
????
????????
????????
????????
???? ???? ???? ????
???? ????
Определяется максимальная величина тока двухфазного короткого
замыкания
????????
, кА, по формуле
????????
????????
????????
Определяется минимальная величина тока двухфазного короткого
замыкания
????????
, кА, по формуле
????????
????
????
????????
????????
????
????
Аналогичные расчёты производятся для остальных точек короткого
замыкания. Результаты заносятся в таблицу 2.24.
107
Таблица 2.24
Расчёт токов короткого замыкания
Точка
КЗ
Вид КЗ
Максимальное значение
Минимальное значение
, кА
, кА
, кА
, кА
, кА
, кА
К1
К(3)
30,37
42,94
46,47
17,7
25,02
25,2
К(2)
26,74
-
-
19,91
-
-
К(1)
31,45
-
-
21,04
-
-
К2
К(3)
21,52
30,43
30,43
13,86
19,59
19,59
К(2)
18,64
-
-
14,74
-
-
К(1)
8,33
-
-
7,72
-
-
К3
К(3)
13,49
19,08
19,08
9,86
13,94
13,94
К(2)
11,68
9,89
К(1)
5,61
5,33
2.12 Окончательный выбор коммутационных аппаратов
По полученным значениям ТКЗ производится окончательный выбор
коммутационной аппаратуры по следующим условиям.
1) Отстройка от пиковых токов тока срабатывания защиты, А,
(2.82)
где
– пусковой ток
, А, для одиночного электроприёмника или
пиковый ток
, А, для группы электроприёмников;
– ток срабатывания расцепителя, А;
– коэффициент надёжности, о.е. [16]
2) Условие чувствительности к двухфазному КЗ
????????
????????
????
????
где
– равен току срабатывания отсечки автомата
, кА.
3) Условие чувствительности к однофазному КЗ
????????
????????
????
????
4) Условие отключающей способности
108
????
????
, (2.85)
где
– ток предельной коммутационной способности аппарата, кА.
5) Условие динамической устойчивости
, (2.86)
где
– ток динамической устойчивости автомата, кА. Определяется
по справочным данным выключателя или по формуле
, (2.87)
где n – коэффициент характеризующий отношение
, о.е.
Опредлеятеся по справочным данным [18]
6) Срабатывание при однофазном КЗ на корпус или нулевой защитный
проводник
????????
, (2.88)
где – коэффициент кратности, о.е. Определяется по справочным
данным [17]
Пример окончательного выбора автоматов производится для
автоматического выключателя присоединения КТП QF5 с уставленным
автоматом ВА57-35. ЭМ расцепитель.
По таблице 2.1 пиковый ток силового пункта СП1
.
Отсечка срабатывания расцепителя устанавливается на отметке
=1250 А.
Проверяется условие (2.82)
1250 А>2,1ˑ542,77=1139,82 А.
Условие выполняется.
Проверяется условие (2.83)
????????
Условие выполняется.
Проверяется условие (2.84)
109
????????
Условие выполняется.
Проверяется условие (2.85)
40 кА>31,441 кА.
Условие выполняется.
За неимением справочных данных определяется ток
электродинамической стойкости выключателя ВА57-35
, кА, по
формуле (2.86)
Проверяется условие (2.87)
84 кА>46,46 кА.
Условие выполняется.
Проверяется условие (2.88)
7,723 кА>1,25ˑ1,250=1,563 А.
Условие выполняется.
Аналогичные проверки произведены для остальных выключателей.
Результаты сведены в таблицу 2.27.
Таблица 2.27
Окончательная проверка коммутационной аппаратуры
Автоматический
выключатель
,
кA
????????
, кA
????????
,
о.е
????????
, кA
????????
,
о.е.
????
????
, кA
кA
,
кA
, кA
QF5:КТП-СП1
(ВА57-35)
125
0
14,74
11,7
9
7,72
6,18
31,44
40
84
46,46
QF18:СП1-34(1)
(ВА57-33)
800
9,89
12,3
6
5,33
6,66
21,52
35
73,5
30,44
Все выбранные выключатели удовлетворяют заявленным требованиям
и проходят по всем условиям.
110
2.13 Расчет внешнего электроснабжения
Так как кабель напряжением 10 кВ, то выбор производится методом
экономического сечения [15].
Определяется экономическое сечение
эк
F
, мм
2
эк
р
эк
j
I
F
, (2.89)
Выполняется расчёт расчетной нагрузки I
р
, А, на 1 кабель в
нормальном режиме. В случае для трансформаторной подстанции
производится по формуле
.
3
ном тр
р
н
S
I
nU
, (2.90)
где S
р
– суммарная мощность трансформаторов, подключаемых к
линии или расчетная мощность распределительного или силового пунктов,
кВА;
n – число кабелей;
U
н
– номинальное напряжение, кВ;
j
эк
= 1,4 А/мм
2
– экономическая плотность тока для кабелей c
алюминиевыми жилами [16].
Определяется экономическое сечение кабеля
, мм
2
, по формуле
(2.90)
Так как к КТП кабель приходит с улицы по траншее, то необходимо
использовать бронированный кабель. Предварительно выбирается кабель
ААБ 3х25.
Выполняется проверка по допустимому токовому нагреву.
Предполагается, что кабель будет прокладываться в земле.
111
'
90 1 0,8 1 72.
доп
I
Проверяется условие допустимого нагрева (2.47)
72 > 32,64.
Условие допустимого нагрева кабеля в нормальном режиме
выполняется.
Проверяется условие нагрева в аварийном режиме.
Расчетная нагрузка на кабель в послеаварийном режиме
пав
р
I
, А, зависит
от конечного пункта кабеля. Для линий, идущих к КТП предполагается
перегрузка 130% от расчётного значения
1,3
пав
рр
II
, (2.91)
Расчетная нагрузка на кабель в послеаварийном режиме
пав
р
I
, А, по
формуле (2.91)
1,3 32,64 4 ,432
пав
р
I
.
Допустимая перегрузка определяется исходя из загрузки кабеля в
нормальном режиме и способе прокладки. Допустимая перегрузка по
отношению к номинальной в послеаварийном режиме в течение 1 часа при
прокладке в земле и при предварительной загрузке 60% составляет 1,3.
Для кабельной линии условие допустимой перегрузки в
послеаварийном режиме определяется, по формуле:
1,3
пав
доп доп
II
>
пав
р
I
, (2.92)
1,3·72>42,43,
93,6>42,43
Выбранный кабель проходит по условию допустимой перегрузке в
послеаварийном режиме.
Далее производится проверка по допустимой потере напряжения.
Суммарная потеря напряжения от ГПП до удаленных нагрузок не должна
превышать 5%.
Потеря напряжения
U
, %, определяется по формуле
112
1%
p КЛ
доп U
I
U
I
, (2.93)
где
КЛ
– длина кабельной линии, м;
1%U
– длина кабеля, на которой напряжение падает на 1%. Для
сечения 50 мм
2
и напряжения U=10 кВ равен 510 м [23].
Потеря напряжения для кабельной линии, идущей от ГПП к КТП1:
32,64 100
0,089.
72 510
U
%
Данный кабель признаётся годным к установке.
Выводы. Во второй главе выполнен расчет электрических нагрузок. В
результате которого определено, что силовая активная нагрузка составляет
658 кВт, а реактивная 344,67 кВАр. При этом величина осветительной
нагрузки составляет 26,29 кВт и 5,34 кВАр соответственно. Для обеспечения
надежности питания потребителей были выбраны два трансформатора ТМЗ-
630/10 со схемой соединения треугольник-звезда с нулевым проводником.
После обоснованного выбора конденсаторных батарей удалось снизить
потребление реактивной мощности на 121,8 кВАр.
Кабельные линии выбирались по допустимому токи и проверялись по
допустимой потере напряжения. Питающая сеть выполнена кабелями марки
АВВГ, а распределительная проводами марки АПВ.
Выбор коммутационной аппаратуры производился в два этапа. После
выбора автоматических выключателей по номинальному и пусковым токам.
Был выполнен расчет токов кроткого замыкания. После этого были уточнены
марки выключателей, отвечающие заданной коммутационной способности и
согласованы с выбранным кабельными линиями.
113
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ
ЭФФЕКТИВНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА
3.1 Определение экономической эффективности и надежности
проектных решений
Капитальные затраты – это полная первоначальная стоимость
оборудования, которая определяется по формуле, тыс.руб.[19].
К=Ц+З
тр
+З
мн
, (3.1)
где Ц – оптовая цена оборудования, тыс.руб.;
З
тр
– затраты на транспорт, (6% от оптовой цены), тыс.руб.;
З
мн
– затраты на монтаж, (8% от оптовой цены), тыс.руб..
Определяем первоначальную стоимость аппаратуры автоматизации,
тыс.руб.
Ц=78000 тыс. руб.
З
тр
=78000·0,06=4700 тыс. руб.
З
мн
=78000·0,08=6240 тыс. руб.
К= 78000+4700+6240=88940 тыс.руб.
Эксплуатационные затраты – это, текущие расходы, связанные с
ежедневным обслуживанием и ремонтом, а также с ежемесячным осмотром и
ремонтом электрооборудования. Эти расходы включают: расходы на оплату
труда, социальные мероприятия, материальные затраты, амортизацию
основных фондов. Эксплуатационные затраты определяются как:
З = Са + Сз + Сс + Ст + Сэ + Спр, (3.2)
где Са – амортизационные отчисления;
Сз – зарплата обслуживающего персонала;
Сс – отчисления на социальные нужды от зарплаты;
Ст – затраты на техническое обслуживание;
Сэ – затраты на электроэнергию;
114
Спр – другие затраты.
Расчет амортизационных отчислений произведем в таблице 3.1:
Таблица 3.1.
Амортизационные отчисления
Наименование
Капитальные
затраты, тыс.руб..
Норма
амортизации, %
Сума амортизации,
тыс. тыс.руб.
Элементы СЭС
88940
50
44500
Дополнительное потребление электроэнергии отсутствует. Так как
отсутствует зарплата для дополнительного обслуживающего персонала:
Спр = 0 тыс.руб..
Затрат на техническое обслуживание для электроустановок принимаем
1% от капитальных затрат:
Ст = 88940•0,01 = 890 тыс.руб.
З=44500+890=45390 тыс.руб.
Косвенная экономия связана с выполнением требования выпуска
необходимой продукции предприятием. При внедрении вновь
спроектированной системы электроснабжения часы возможного простоя
оборудования из-за перебоев в электроснабжении снизятся с 3 ч до 1 ч в год.
При этом гипотетически возможный не случившийся ущерб за пять лет
составит:
Е=У
ч
·2·5=15300·2·5=153000 тыс.руб.
где У
ч
– возможный часовой ущерб, полученный из статистических
данных предприятия.
Общая годовая экономия с учетом эксплуатационных затрат:
полн
Э
= Е - З = 153000-45390=107610 тыс.руб.
Расчет коэффициента сравнительной экономической эффективности
капитальных затрат: