Электроснабжение бумажной фабрики (стр. 4 из 13)
Так как среднеквадратичная мощность Pср.кв. =13752,85 кВт (согласно пункту 2.2), то намечаем к установке трансформаторы типа ТДН – 10000/110.
На эксплуатационную перегрузку трансформатора проверять не будем, т.к. Sср.кв.< 2*Sтр.
Проверим их на послеаварийную перегрузку:
Коэффициент максимума:
.Средневзвешенный cosφ:
.Коэффициент послеаварийной перегрузки:
(5.2.1),где Pi – мощность, превышающая мощность PTP, кВт;
∆ti – время перегрузки, ч.
. 
Рисунок 7. Выбор трансформаторов ППЭ.
Так как
=1,552 > 0,9·Kmax =0.9·1,721 = 1,549, то тогда коэффициент перегрузки К2= =1,552.Для системы охлаждения «Д» и времени перегрузки 24 часа и среднегодовой температуры региона +8,4ºС из [8] К2ДОП=1,6.
К2ДОП=1,6 > К2=1,552 следовательно, трансформаторы ТДН–10000/110 удовлетворяют условиям выбора.
5.3 Выбор ВЛЭП
Так как в исходных данных не оговорены особые условия системы питания, то согласно [6], питание фабрики осуществляется по двухцепной воздушной ЛЭП. При этом выбираются марка проводов и площадь их сечения.
В данном случае в качестве питающей линии примем провода марки АС, что допустимо по условиям окружающей среды.
Выбор сечений проводов для напряжений 35 кВ и выше согласно [2], производится по нагреву расчётным током. Затем выбранные провода проверяются по экономической плотности тока и по условиям короны.
Принимается большее из полученных значений. При этом проводники любых назначений согласно [2] должны удовлетворять условиям выбора по нагреву, как в нормальных, так и в послеаварийных режимах, а также в период ремонта и возможных неравномерностей распределения токов между линиями (например, когда одна из линий отключена).
Кроме указанных условий выбора существуют так называемые «условия проверки», такие, как термическая и электродинамическая стойкость к коротким замыканиям, потери о отклонения напряжения на границе балансовой принадлежности (ГБП) сетей, механическая прочность.
В тех случаях, если сечение проводника, выбранное по первым трём условиям, оказалось меньше, чем по другим, то принимается большее сечение, полученное по условиям проверки.
Для воздушных ЛЭП напряжением выше 1 кВ и при ударном токе КЗ 50 кА и более для предупреждения схлестывания проводов делается проверка на динамическое действие токов КЗ. Если ЛЭП оборудована быстродействующим автоматическим выключателем, то делается проверка проводов на термическую стойкость к токам КЗ [2]. Расчетный ток послеаварийного режима:
, (5.3.1) 
А.Принимаем провод сечением F=16 мм2 с допустимым током IДОП=111 А.
Экономическое сечение провода:
, (5.3.2),где Iр — расчётный ток послеаварийного режима, А;
jэ — экономическая плотность тока, А/мм2.
Экономическая плотность тока jэ для неизолированных алюминиевых проводов при числе часов использования максимума нагрузки в год от 3000 до 5000 (Тmax=3952,08 ч) согласно [2] равна 1,1.
мм2.Принимаем провод сечением 95 мм2 с допустимым током IДОП=330 А.
Согласно [2] проверка проводов по образованию короны определяется в зависимости от среднегодовых значений плотности и температуры воздуха на высоте (над уровнем моря) данной местности, по которой будет проложена ЛЭП, а также приведённого радиуса (диаметра) и коэффициента негладкости проводника. В данном проекте будем пользоваться для этой цели упрощённой эмпирической формулой определения критического напряжения, при котором возникает общая корона при хорошей погоде:
, (5.3.3),где d – расчётный диаметр витого провода, см;
Dcp – среднегеометрическое расстояние между фазными проводами, см.
Если Uкр > Uн, то сечение провода выбрано верно, в противном случае необходимо принять большее сечение и сделать перерасчёт.
Для принятого ранее сечения 95 мм2 согласно [7] d=13,5мм=1,35см; Dcp=5м=500 см для ЛЭП 110 кВ, тогда по выражению (5.3.3) получим:
кВ.Uкp=147,2 кВ > Uн =110кВ, следовательно, окончательно принимаем провод марки АС сечением Fp=95мм2.
Проверку выбранных проводов ЛЭП на термическую стойкость не производим, так как в задании нет данных об устройствах быстродействующих АПВ линий.
Необходимость проверки на электродинамическую стойкость определяется после расчёта токов короткого замыкания.
Согласно ГОСТ 13109-87 на границе раздела (ГБП) трансформаторных подстанций 110/10-6 кВ, питающих цеховые КТП, освещение, асинхронные и синхронные электродвигатели напряжением до и выше 1000 В, нижняя граница отклонений напряжения VH110=-5% от номинального, верхняя граница VB110=+12%. Тогда расчётный диапазон отклонении напряжения на зажимах 110 кВ УВН ППЭ в любом режиме нагрузки d110= VB110– VH110=12%–(–5%)=17%. Проверим потерю напряжения в ЛЭП
, (5.3.4)где Р, Q — расчётные нагрузки на провода, МВт, Мвар;
г, х — активное и индуктивное сопротивления проводов на 1 км длины, Ом/км;
1 — длина проводов, км;
ΔU% — расчётные потери напряжения, %.
.Таким образом, выбранные провода ВЛЭП-110 сечением 95 мм2 с допустимым током Iдоп=330 А удовлетворяют и условиям нижней границы отклонений напряжения на ГБП в режиме наибольших (послеаварийных) нагрузок.
6. ВЫБОР СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
В систему распределения СЭС предприятий входят РУНН пунктов приём электроэнергии (ПГВ), комплектные трансформаторные (цеховые) подстанции (КТП), распределительные пункты (РП) напряжением 6-10 кВ и линии электропередачи (кабели, токопроводы), связывающие их с ПГВ [2].
6.1 Выбор рационального напряжения системы распределения
Согласно методических указаний [5] для дипломного (учебного) проектирования, если нагрузка ЭП напряжением 6 кВ составляет от суммарной мощности предприятия менее 15%, то можно принять без технико-экономического расчёта (ТЭР) рациональное напряжение системы распределения 10 кВ. Когда нагрузка 6 кВ составляет 40% и более от суммарной мощности, можно без ТЭР принять Upaц=6 кВ. В интервале 20-40% технико-экономическое сравнение вариантов системы с 6 или 10 кВ обязательно.
Процентное содержание нагрузки 6 кВ в общей нагрузке предприятия:
, (6.1.1),где SM –полная мощность предприятия согласно пункту 2.1, кВА;
– полная нагрузка напряжением выше 1000 В, кВА.С использованием данных пункта 2. 1 получим, что
кВА.Тогда
.Таким образом, окончательно без ТЭР принимаем Upaц=10 кВ.
6.2 Выбор числа РП, ТП и мест их расположения
Прежде чем определять место расположения и число РП и ТП, произведём расчёт средних нагрузок цехов за наиболее загруженную смену на напряжении до 1000 В по формулам:
, (6.2.1), 
, (6.2.2), 
, (6.2.3), 
, (6.2.4).Пример расчета для цеха №1:
коэффициент максимума:
;средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену:
кВ;средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену:
квар;средняя полная нагрузка этого цеха:
кВА.Расчёт для остальных цехов сведён в таблицу 7.
Таблица 7. Средние нагрузки цехов за наиболее загруженную смену
| № цеха | Pм, кВт | QM, квар | Кс, о.е. | Ки, о.е. | Км, о.е. | Рср, кВт | Qcp, квар | Sср, кВА |
| 1 | 52,08 | 82,79 | 0,6 | 0,5 | 1,2 | 43,4 | 68,99 | 81,5 |
| 2 | 310,24 | 192,35 | 0,7 | 0,6 | 1,17 | 265,16 | 164,4 | 311,99 |
| 3 | 2030,24 | 1522,68 | 0,8 | 0,7 | 1,14 | 1780,91 | 1335,68 | 2226,14 |
| 4 | 250,08 | 257,03 | 0,6 | 0,5 | 1,2 | 208,4 | 214,19 | 298,84 |
| 5 | 2103,04 | 1303,88 | 0,8 | 0,7 | 1,14 | 1844,77 | 1143,75 | 2170,5 |
| 6 | 859,22 | 532,72 | 0,8 | 0,7 | 1,14 | 753,7 | 467,3 | 886,81 |
| 7 | 2192,32 | 1644,24 | 0,8 | 0,7 | 1,14 | 1923,09 | 1442,31 | 2403,86 |
| 8 | 614 | 294,72 | 0,7 | 0,6 | 1,17 | 524,79 | 251,8 | 582,11 |
| 9 | 227,36 | 170,52 | 0,5 | 0,4 | 1,25 | 181,89 | 136,42 | 227,36 |
| 10 | 42,08 | 29,34 | 0,4 | 0,3 | 1,33 | 31,64 | 22,06 | 38,57 |
| 11 | 111,48 | 69,12 | 0,7 | 0,6 | 1,17 | 95,28 | 59,08 | 112,11 |
| 12 | 65,3 | 48,97 | 0,5 | 0,4 | 1,25 | 52,24 | 39,18 | 65,3 |
| 13 | 247,56 | 153,49 | 0,8 | 0,7 | 1,14 | 217,16 | 134,64 | 255,51 |
| 13(6кВ) | 960 | -460,8 | 0,8 | 0,7 | 1,14 | 842,1 | -404,21 | 934,09 |
| 14 | 246,3 | 184,72 | 0,6 | 0,5 | 1,2 | 205,25 | 153,94 | 256,56 |
| 15 | 270,16 | 275,56 | 0,5 | 0,4 | 1,25 | 216,13 | 220,45 | 308,72 |
| 16 | 42,7 | 32,02 | 0,4 | 0,3 | 1,33 | 32,1 | 24,07 | 40,12 |
| 17 | 85,92 | 64,44 | 0,5 | 0,4 | 1,25 | 68,74 | 51,55 | 85,92 |
| 18 | 53,28 | 46,89 | 0,6 | 0,5 | 1,2 | 44,4 | 39,075 | 59,14 |
| 19 | 160,08 | 120,06 | 0,5 | 0,4 | 1,25 | 128,06 | 96,05 | 160,08 |
| 20 | 644,32 | 399,48 | 0,8 | 0,7 | 1,14 | 565,19 | 350,42 | 665,01 |
| 20(6кВ) 0)))) | 1120 | -537,6 | 0,8 | 0,7 | 1,14 | 982,46 | -471,58 | 1089,78 |
| 21 | 1829,3 | 1134,17 | 0,8 | 0,7 | 1,14 | 1604,65 | 994,88 | 1888,04 |
| 22 | 2074,34 | 1555,75 | 0,8 | 0,7 | 1,14 | 1819,6 | 1364,69 | 2274,49 |
| 23 | 31,8 | 27,98 | 0,3 | 02 | 1,5 | 21,2 | 18,65 | 28,23 |
ТП в цехе предусматриваются, если Scp > 200 кВА.