Диплом: Оптимизация управления проектированием системы электроснабжения завода сельскохозяйственной техники

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
45
Таблица 2.1 – Технические данные трансформаторов ГПП
Тип
Кол-
во,
шт.
S
ном
,
кВ·А
U
ном
, кВ
U
к
, %
I
хх
, %
ΔP
к
з
, кВт
ΔP
хх
,
кВт
обмотки ВН
обмотки
НН
ТДН-
16000/110
2
16000
115
11
10,5
0,4
85,0
13,0
Фактический коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном
режиме:
р.ГПП
з.ф
т ном.т
18165,84
0,56
2 16000
S
k
NS
  

,
где N
т
количество трансформаторов, шт.
Фактический коэффициент загрузки трансформаторов в аварийном
режиме:
р.ГПП
з.ав
ном.т
18165,84
1,13
16000
S
k
S
  
.
Правильный выбор типа и мощности трансформаторов, а также
правильное размещение подстанции на предприятии является основой для
рационального построения схемы распределения электрической энергии.
Особенно важен вопрос о размещении ГПП, которая определяет схему
предприятия. В этом случае проектирование систем электроснабжения
осуществляется на основе генерального плана предприятия, на который
нанесены все производственные цеха и отдельные участки предприятия.
Расположение цехов на генеральном плане предприятия определяется
технологическим процессом производства, а также архитектурно-
строительными и эксплуатационными требованиями.
Выбор места расположения подстанции начинается с построения
картограммы нагрузок [15]. Картограмма представляет собой размещенные
на генеральном плане предприятия окружности, площадь которых
соответствует в выбранном масштабе расчетным нагрузкам. Радиусы
окружностей картограммы определяются по формуле:
46
рi
i
m
S
r
,
(2.3)
где m – масштаб, на основании которого будут построены круговые
диаграммы нагрузки каждого цеха (m=1,0кВА/мм
2
, для нагрузки 0,4 кВ и
m=1,0кВА/мм
2
, для нагрузки 10 кВ);
S
рi
расчетная полная мощность цеха, кВ·А.
При построении картограммы принято равномерное распределение
нагрузок по площади цехов, при этом центры нагрузок объектов приняты
совпадающими с центрами тяжести фигур, изображающих цеха на плане.
Координаты центра электро нагрузок завода для размещения источника
питания (ГПП) можно определить по формулам:
1
0
1
;
n
рi i
i
n
рi
i
Sx
X
S
(2.4)
1
0
1
n
рi i
i
n
рi
i
Sy
Y
S
,
(2.5)
где
,
ii
xy
- координаты центра нагрузки каждого цехаﮦ;
S
рi
– расчётные нагрузки цехов [16].
Результаты расчетов в таблице2.2.
Таблица 2.2 – Данные для построения картограммы электрических нагрузок
п/п
Наименование цеха
X
i
, м
Y
i
, м
S
рнi
,
кВА
r
нi
, мм
S
рвi,
кВА
r
вi
, мм
1
Компрессорная
800
325
112,95
5,99
2377,4
27,51
2
Сварочный цех
737,5
400
2626,35
28,92
-
-
3
Механосброчный №1
612,5
400
1203,12
19,57
-
-
4
Механосброчный №2
462,5
400
2638,05
28,98
-
-
5
Термический цех
312,5
287,5
3028,39
31,05
-
-
6
Цех шестерён
312,5
487,5
2443,5
27,89
-
-
7
Участок отгрузки, склад
312,5
600
213,12
8,23
-
-
47
готовой продукции
8
Инструментальный цех
787,5
800
323,52
10,15
-
-
9
Механический цех №1
575
800
1731,12
23,48
-
-
10
Механический цех №2
325
800
1247,12
19,92
-
-
11
Участок стружко уборки
575
762,5
237,81
8,70
-
-
12
Участок подготовки СОЖ
162,5
812,5
1886,04
24,50
-
-
13
КНС
162,5
587,5
88
5,25
1457,3
21,54
14
Цех пластмасс
162,5
412,5
545,83
13,18
-
-
15
Склад металла
758
650
67,56
4,63
-
-
16
Проходная и КПП
875
12,5
28,12
2,99
-
-
17
КПП
12,5
120
6,04
1,38
-
-
18
Административно
бытовые помещения
837,5
400
292,5
9,65
-
-
19
Административно
бытовые помещения
687,5
400
78,55
5,0
-
-
20
Административно
бытовые помещения
537,5
400
83,53
5,15
-
-
21
Административно
бытовые помещения
387,5
400
137,81
6,62
-
-
Центр нагрузок находится в точке с координатами:
X
0
= 464,2 м;
Y
0
= 480,6 м.
По расчетным данным центр нагрузок предприятия находится на
территории механосборочного цеха №2 (на рис. 2.1 цех №4). Поэтому
подстанцию целесообразно расположить на свободном месте. Новые
координаты центра ГПП: Х
`
0
=100 м; Y
`
0
=150 м. Выбранное место
расположение ГПП, центр нагрузки производственных корпусов и
предприятия изображены на рисунке 2.1.
48
17
3 2
1
4
5
6
7
8910
11
12
13
14
15
16
18192021
100
100
200
17
300
200
400
500
600 700
800
900 1000
300
400
500
600
700
800
900
Рисунок 2.1 – Ген план завода с картограммой нагрузок
-Центр нагрузки предприятия
-Обозначение нагрузки 0,4 кВ
-Обозначение нагрузки 10 кВ
2.6 Расчет токов короткого замыкания для выбора
электрооборудования
Расчет токов короткого замыкания ведется в именованных единицах с
использованием среднего напряжения. В расчете необходимо учесть
подпитку от высоковольтных электродвигателей в начальный момент
времени [17]. Расчет ведется для самого тяжелого режима, т.е. когда
секционный выключатель включен. Расчетная схема составляется на
49
основании однолинейной схемы электроснабжения завода. Расчетная схема
для этого случая изображена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Расчетная схема для расчета токов короткого замыкания
Расчетной схеме замещения соответствует схема замещения,
изображенная на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 – Схема замещения для расчета токов короткого
замыкания
50
Сопротивление энергосистемы:
2
2
б
с
к.з
115
1,59 Ом.
S 8300
U
x   
,
(2.6)
где
б
U
базисное напряжение (напряжение той ступени, на которой
произошло короткое замыкание), равное 115 кВ;
S
к
мощность короткого замыкания в точке присоединения ВЛ 110 кВ
к энергосистеме, равная 8300 МВ·А [18].
Сопротивление линии 110 кВ, Ом:
вл 0
0,4 47 18,8 Ом,x x l    
где x
0
удельное индуктивное сопротивление воздушной линии,
равное 0,4 Ом/км;
lдлина ЛЭП, равная 47 км.
Суммарное сопротивление до точки короткого замыкания К1:
1 с вл
1,59 18,8 20,39 Ом.x x x
    
Периодическая составляющая тока короткого замыкания в точке К1:
(3)
б
к1
1
115
3,25 кА.
3 3 20,39
U
I
x
  

Установившееся значение тока короткого замыкания (ток короткого
замыкания без учета подпитки от высоковольтных электродвигателей):
3,25 кА.I
Ударный ток КЗ в точке К1:
(3)
уд.к1 уд к1
2i K I  
,
(2.7)
где K
уд
ударный коэффициент, о.е.
а
0,01
0,01
T
0,05
уд
1 1 1,82,K e e
    
где T
а
постоянная времени затухания апериодической
составляющей, равная 0,05 с в точке короткого замыкания К1, с.
(3)
уд.к1 уд к1
2 2 1,82 3,25 8,36 кА.i K I      
Апериодическая составляющая тока КЗ:
51
а
T
(3)
а к1
2,i I e
  
(2.8)
где τ – расчетное время, с.
рз св
0,3 0,1 0,4 с,tt
    
где t
рз
время срабатывания релейной защиты, с учетом
продолжительности ступени селективности, равное в точке К1 0,3 с;
t
св
собственное время отключения выключателя, для современных
выключателей не превышает 0,1 с. [19].
а
0,4
T
(3) 3
0,05
а к1
2 2 3,25 1,51 10 кА.i I e e
       
Тепловой импульс от тока КЗ в точке К1:
   
2 2 2
к.к1 к1 а
\ 3,25 0,4 0,05 4,75 кА с.В I T
     
Сопротивление трансформатора ГПП:
2
2
бк
т
ном
%
10,5 10,5
0,72 Ом,
100 100 16
Uu
x
S
  

где S
ном
номинальная мощность трансформатора, МВ·А;
u
К
% – напряжения короткого замыкания трансформатора, %.
Суммарное сопротивление до точки К2 со стороны энергосистемы, с
учетом приведения к напряжению 10,5 кВ:
   
2
2
б
к2 с вл т
22
10,5
1,59 18,8 0,72 0,88 Ом.
115
U
x x x x
U
      
Периодическая составляющая тока короткого замыкания в точке К2,
без учета подпитки от высоковольтных электродвигателей:
(3)
б
к2
2
10,5
6,88 кА.
3 3 0,88
U
I
x
  

Установившееся значение тока короткого замыкания (ток короткого
замыкания без учета подпитки от высоковольтных электродвигателей):
6,88 кА.I
Ток подпитки от асинхронных двигателей рассчитывается по формуле:
52
д
подп ном
д* кл ms
"
"
E
II
xx

,
(2.9)
где
д
E

сверхпереходная ЭДС асинхронного электродвигателя,
равная 0,9;
д*
x

сверхпереходное сопротивление электродвигателя, равное 0,2 для
а
синхронных электродвигателей, о.е.;
x
к
л.ms
сопротивление кабельной линии питающей один
электродвигатель, о.е;
I
ном
номинальный ток электродвигателей, кА [20].
ном
ном
ном
3 cos
P
I
U

  
,
(2.10)
где P
ном
номинальная мощность одного электродвигателя, по
таблице 4.1, кВт;
U
ном
номинальное напряжение электродвигателя, по таблице 4.1, В;
ηКПД двигателя, по таблице 4.1, о.е.;
cosφ – коэффициент мощности электродвигателя, по таблице 4.1, о.е.
Номинальный ток асинхронного двигателя HXR450GL4:
ном
ном
ном
560
39,21 А.
3 cos 3 10 0,97 0,85
P
I
U

  
     
Сопротивление кабельной линии до высоковольтного двигателя, Ом:
б ном
кл ms 0 0
22
ср ср
cos
SP
x x l x l
UU

   

,
(2.11)
где x
0
удельное индуктивное сопротивление кабельной линии,
принимаемое равным, в данных условиях, 0,08 Ом/км;
lдлина кабельной линии, км;
S
б
базисная мощность, за которую принимается полная мощность
электродвигателей, кВ·А [21].
Сопротивление кабельной линии до двигателя HXR450GL4:
53
ном
кл ms 0
22
ср
560
0,08 1,2 0,59 Ом.
cos 0,97 0,85 10,5
P
x x l
U

    
   
Ток подпитки от электродвигателя HXR450GL4:
д
подп.НXR450 ном
д* кл ms
"
0,9
39,21 0,044 кА.
x" x 0, 2 0,59
E
II    

Номинальный ток синхронного двигателя СТД-630-4:
ном
ном
ном
630
40,3 А.
3 cos 3 10 0,95 0,95
P
I
U

  
     
Сопротивление кабельной линии до двигателя СТД-630-4:
ном
кл ms 0
22
ср
630
0,08 0,4 0,2 Ом.
cos 0,95 0,95 10,5
P
x x l
U

    
   
Ток подпитки от электродвигателя СТД-630-4:
д
подп.CTД ном
д* кл ms
"
1,05
40,3 0,105 кА.
" 0, 2 0,2
E
II
xx
    

Периодическая составляющая тока короткого замыкания с учетом
подпитки от высоковольтных электродвигателей:
(3) (3)
к2 к2 подп.HXR подп.СТД
6,88 0,044 0,105 7,02 кА.I I I I
      
Ударный коэффициент со стороны энергосистемы и
электродвигателей соответственно:
а
0,01
0,01
T
0,02
уд
1 1 1,61;K e e
    
а
0,01
0,01
T
0,06
уд.д
1 1 1,85,K e e
    
где T
а
постоянная времени затухания апериодической
составляющей, равная 0,02 с в точке короткого замыкания К2 и 0,06 для
электродвигателей, с.[22].
Ударный ток в точке К2 со стороны энергосистемы и
электродвигателей:
(3)
уд.э.к2 уд к2
2 2 1,61 6,88 15,66 кА;i K I      
(3)
уд.HXR.к2 уд.д к2
2 2 1,85 0,044 0,11 кА;i K I      
(3)
уд..СТД.к2 уд к2
2 2 1,85 0,105 0,27 кА.i K I      
54
Суммарный ударный ток в точке К2:
уд. к2 уд.э.к2 уд.HXR.к2 уд.СТД.к2
15,66 0,11 0,27 16,04 кА.i i i i
      
Ввиду небольшого значения постоянной времени затухания
апериодической составляющей в ветви электродвигателей апериодическая
составляющая тока подпитки от них имеет значительно меньшее значение по
сравнению с апериодической составляющей тока короткого замыкания.
Апериодическая составляющая тока КЗ:
а
0,3
T
(3) 6
0,02
а .к2 к2
2 2 6,88 2,94 10 кА;i I e e
       
рз св
0,2 0,1 0,3 с.tt
    
Тепловой импульс от тока КЗ со стороны энергосистемы и
электродвигателей в точке К2:
   
2 2 2
к.к2 к2 а
T 6,88 0,3 0,02 15,14 кА с;ВI
     
   
2 2 2
к.HXR.к2 подпHXR а
T 0,044 0,3 0,06 0,0006 кА с;ВI
     
   
2 2 2
к.СТД.к2 подпСТД а
T 0,105 0,3 0,06 0,0039 кА с.ВI
     
Тепловой импульс от тока КЗ с учетом подпитки от высоковольтных
электродвигателей:
2
к2 к.к2 к.HXR.к2 к.CТД.к2
B 15,14 0,0006 0,0039 15,1445 кА с.B B B
       
[23].
Сопротивление кабельной линии питающей ТП-3:
кл.тп3 0
0,08 0,5 0,04 Ом,x x l    
где x0 удельное индуктивное сопротивление кабельной линии,
принимаемое равным, в данных условиях, 0,08 Ом/км;
lдлина кабельной линии, км.
Суммарное сопротивление до точки короткого замыкания К3 в цепи
тока короткого замыкания от энергосистемы:
 
 
к3 к2 клтп3
0,88 0,04 0,92 Ом.x x x

    
[24].
Периодическая составляющая тока короткого замыкания в точке К3,
без учета подпитки от синхронных высоковольтных электродвигателей:

Смотрите также:

"Автоматизация обработки заявок ООО "Проектно-Строительная Компания"
"Автоматизация процесса аттестации персонала для ООО "Нэт Бай Нэт Холдинг"
"Анализ интернет-активности конкурентов ( на примере конкурентов "Газпром нефть")
"Бухгалтерский учёт и аудит расчётов с подотчётними лицами в организации на примере ООО "ЛОЦ 10""
«Психологическое сопровождение персонала в организации на примере ООО «Крокус»
Cовершенствование деловой оценки персонала в организации (на примере ООО "Даймонд кейтеринг развитие")
PR как средство продвижения организации (на примере ПАО "Тамбовский завод "Комсомолец им. Н.С. Артемова")
PR-коммуникации в сфере общественного питания (на примере кафе-кондитерской «Cream Cheese»)
SMM как средство повышения эффективности работы учреждений социокультурной сферы (на примере Малого театра)
Value-based education: ценности в системе образования и способы их реализации на уроке английского языка. Опыт Европейских стран