Расчет потерь электрической мощности и энергии в трансформаторе 10/0,4 кВ 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Расчет потерь электрической мощности и энергии в трансформаторе 10/0,4 кВ



Для ТП1:

Потерю электрической мощности в трансформаторе определяют по формуле:

                                                                   (14)

где РХХ, РКЗ – потери мощности холостого хода и короткого замыкания 

в трансформаторе, кВт;

S Н – номинальная мощность трансформатора, кВ∙А;

Потерю электрической энергии в трансформаторе 10/0,4 кВ определяют по формуле:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
29
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
                                                           (15)

  

Таким образом, произведен расчет потерь электрической мощности и энергии в трансформаторе 10/0,4 кВ.

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
30       59               
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
 Разраб.
Титов А.В.    
 Провер.
Астахов С.М.
 
 
 Н. Контр.
 
 Утверд.
 
  ПРОВЕРКА СЕТИ 0,38 кВ ПО УСЛОВИЯМ ЗАПУСКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ    
Лит.
Листов
47
Орловский ГАУ Бэл-421  
7 ПРОВЕРКА СЕТИ 0,38 кВ ПО УСЛОВИЯМ ЗАПУСКА ЭЛЕКТ-РОДВИГАТЕЛЯ

Проверку линии на глубину провала напряжения, при пуске       электродвигателей производят по наиболее мощному электродвигателю электрифицируемого объекта.

При запуске крупных асинхронных электродвигателей с                короткозамкнутым ротором потери напряжения в сети увеличиваются вследствие протекания пусковых токов, при этом напряжение может    снизиться на столько, что двигатель не запустится.

Во всех случаях, когда начальный момент приводного механизма не превышает 1/3 номинального момента электродвигателя допускают глубину провала напряжения в момент пуска асинхронного электродвигателя с  короткозамкнутым ротором на его клеммах равную 30 % от U н. Этим     условиям обычно удовлетворяют все приводы с ременной передачей, а из числа приводов непосредственным соединением электродвигателя с механизмом такие как: приводы центробежных насосов, вентиляторов и им  подобные.

При пуске электродвигателя напряжение на клеммах любого из    остальных работающих двигателей не должно снижаться больше, чем на 20 % номинального напряжения сети.

Провал напряжения при пуске электродвигателя определяется по   формуле:

                                 (16)

где Z Т – полное сопротивление трансформатора, Ом;

Z Л – полное сопротивление линии 0,38 кВ от ТП 10/0,4 кВ до    

электродвигателя, Ом;

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
31
КП.03.13.03.02.120274.ПЗ  
Z ЭД – полное сопротивление короткого замыкания двигателя, Ом; 

Сопротивление линии определяется по формуле:

                                                                                       (17)

Полное сопротивление короткого замыкания трансформатора       определяется по формуле:

                                         (18)

где U Н, I Н – номинальные напряжение и ток трансформатора стороны

  0,4 кВ, В, А;

Определим номинальный ток трансформатора по формуле:

                                           (19)

Сопротивление электродвигателя в пусковом режиме:

                                        (20)

где kn – кратность пускового тока электродвигателя равная 4-7, в       

зависимости от типа и мощности электродвигателя;

  I Н – номинальный ток электродвигателя, А;

Номинальный ток электродвигателя можно определить по формуле:

                                    (21)

Для коммунально-бытовой нагрузки характерны мощности двигателей сравнительно не большой величины. Эти двигатели используются для   привода приточно-вытяжной вентиляции в административно-общественных зданиях и привода различных механизмов в личном пользовании населения. 

Принимаем следующие по мощности двигатели:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
32
КП.03.13.03.02.120274.ПЗ  
Для административно-общественных зданий электродвигатели   наибольшей мощностью 7,5 кВт, а для механизмов находящихся в личном пользовании 4 кВт.

Для проведения расчета принимаем двигатели серии 4А с              короткозамкнутым ротором.

В таблице № 8 приведем технические данные двигателей.

Таблица № 8 –Технические данные двигателей серии 4А.

Тип

двигателя

РН, кВт

При номинальной нагрузке

IП/IН

nн, об/мин ηн, % cosφ
4А112М2У3 7,5 2900 87,5 0,88 7,5
4А160S4 У3 15 1430 88 0,89 7

 

Определим номинальный ток и сопротивление электродвигателей в пусковом режиме:

Для двигателя 4А112М2У3 мощность 7,5 кВт:

Для двигателя 4А160S4У3 мощность 15 кВт:

Определим провал напряжения при пуске двигателя для ВЛ №1:

Условие соблюдается.

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
33       59               
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
 Разраб.
Титов А.В    
 Провер.
Астахов С.М.
 
 
 Н. Контр.
 
 Утверд.
 
  РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ДЛЯ ВЫБОРА И ПРОВЕРКИ АППАРАТУРЫ И ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ  
Лит.
Листов
47
Орловский ГАУ Бэл-421  
8 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ДЛЯ ВЫБОРА И  ПРОВЕРКИ АППАРАТУРЫ И ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ

По электрической сети и электрооборудованию в нормальном режиме работы протекают рабочие токи, допустимые для данной установки и оборудования.

При аварийном режиме увеличение рабочих токов в десятки и сотни раз, приводящее к чрезмерному нагреву оборудования и созданию больших механических усилий.

Принято, что в сетях 0,38 кВ, питаемых от системы электроснабжения, напряжение на высшей стороне понижающего трансформатора 10/0,4 кВ неизменно и равно номинальному значению. Таким образом, при определении результирующего сопротивления ZΣ до точки короткого замыкания (КЗ) учитывают активные и индуктивные сопротивления лишь трансформаторов и проводов линий 0,38 кВ.

Расчеты тока КЗ сводится к определению максимального тока трехфазного КЗ на шинах 10 и 0,4 кВ трансформатора, и тока однофазного КЗ в наиболее удаленной точке линии.

Ток трехфазного КЗ на шинах 0,4 кВ определяется по формуле:

                                                                                   (22)

Ток трехфазного КЗ шин 0,4 кВ приведенный к напряжению 10 кВ определяется по формуле:

                                                                                 (23)

Значение ударного тока КЗ используемое для проверки аппаратуры на динамическую стойкость определяется по формуле:

                                                                                (24)

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
34
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
где k У – ударный коэффициент, при КЗ в сети 10 кВ и 0,38 кВ k У =1;

Ток двухфазного и однофазного КЗ в сетях 0,38 кВ, необходим для оценки чувствительности защиты, определяются по формулам:

                                                             (25)

где U Ф – фазное напряжение сети, кВ;

  Z П – полное сопротивление петли «фазный – нулевой проводник

  линии», Ом; 

Полное сопротивление петли «фазный – нулевой проводник линии» определяется по формуле:

                                              (26)

где l – длина линии 0,38 кВ от шин ТП до места однофазного КЗ, км;

r ОФ, r ОН – удельное активное сопротивление токопроводящей и    

нулевой несущей жил, Ом/км;

x ОН, x ОФ – удельное внутренне индуктивное сопротивление           

токопроводящих и нулевой несущей жил, Ом/км;   

x ОП – удельное внешнее индуктивное сопротивление петли «фазный

  – нулевой провод линии» принимаем для проводов из цветных

материалов равным xОП=0,6 Ом/км;

Определим ток КЗ на шинах 0,4 кВ КТП 1:

Приводим ток КЗ к напряжению 10 кВ для ТП 1:

Определим значения ударных токов КЗ для шин напряжения 0,4кВ и 10 кВ КТП:

КТП 1:

Для шин напряжением 0,4 кВ:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
35
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
Для шин напряжением 10 кВ:

Определим ток двухфазного КЗ:

КТП 1:

Определим значения тока однофазного КЗ для отходящих линий от КТП 1 напряжением 0,38 кВ. Для оценки чувствительности, место однофазного КЗ определяем в наиболее удаленной точке ВЛ.

Расчет тока однофазного КЗ для ВЛ №1:

Определим сопротивление петли «фазный – нулевой проводник»

Определим однофазный ток КЗ:

Расчет тока однофазного КЗ для ВЛ №2:

Определим сопротивление петли «фазный – нулевой проводник»

Определим однофазный ток КЗ:

Расчет тока однофазного КЗ для ВЛ №3:

Определим сопротивление петли «фазный – нулевой проводник»

Определим однофазный ток КЗ:

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
36       59               
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
 Разраб.
Титов А.В    
 Провер.
Астахов С.М.
 
 
 Н. Контр.
 
 Утверд.
 
  ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ КТП 10/0,4 кВ  
Лит.
Листов
47
Орловский ГАУ Бэл-421  
9 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ КТП 10/0,4 кВ

Автоматические выключатели и их уставки выбираются по следующему условию:

Номинальное напряжение U Н.А и ток I Н.А автоматов должны соответствовать условиям нормального режима:

           

где U Н – номинальное напряжение сети, В;

  I рас. max – максимальный расчетный ток защищаемой линии, А;

Предельно допустимый ток отключения автомата должен соответствовать условию:

Номинальный ток теплового расцепителя должен соответствовать следующему условию:

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя (отсечки) определяется следующим условием:

- для линий без двигательной нагрузки:

                                                                             (27)

- для линий с двигательной нагрузкой:

                                                                 (28)

где I пуск. max – пусковой ток электродвигателя максимальной мощности,

А;

Коэффициенты чувствительности определяют для каждого расцепителя в отдельности:

                                                     (29)

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
37
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
где  - минимальные значения тока однофазного КЗ в наиболее

   удаленной точке линии и тока двухфазного КЗ в месте установки

   автомата, соответственно, А;

Произведем выбор автоматического выключателя для ВЛ №1:

Расчетный ток линии составляет:  

Максимальный ток трехфазного КЗ линии составляет 4778,3 А;

Выбираем уставку теплового расцепителя для автоматического выключателя:

При выборе уставки электромагнитного расцепителя принимаем линию без двигательной нагрузки, потому что расчетный ток линии больше пускового тока самого мощного двигателя:

Определим коэффициенты чувствительности, при однофазном и двухфазном КЗ:

При однофазном КЗ в наиболее удаленной точке:

Условие выполняется;

При двухфазном КЗ на шинах ТП:

Расчет для всех линий выполняется аналогично, данные расчета сводим в таблицу № 9;

Таблица № 9 выбор уставок автоматических выключателей для защи-ты отходящих линий

Условия выбора Автоматического выключателя ВЛ №1 ВЛ №2 ВЛ №3 ВЛ №4
Расчетный ток линии, А 100,9 104,4 100,9 103,7

Продолжение таблицы № 9

Тип автомата АВ2М-4В АВ2М-4В АВ2М-4В АВ2М-4В
Номинальный ток автомата, А 400 400 400 400
Номинальное напряжение автомата, А 500 500 500 500
Ток уставки расцепителя автомата по перегрузке, А 160 160 125 125
Ток уставки расцепителя автомата по КЗ. А 800 800 800 800
Коэффициент чувствительности при однофазном КЗ 3,7 7,6 1,08 4
Коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ 8,22 8,22 8,22 8,22

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
38
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
Произведем выбор вводного автоматического выключателя:

Для КТП 1:

Полный рабочий ток равняется:

Выбираем уставку теплового расцепителя для автоматического выключателя:

Для КТП 1:

При выборе уставки электромагнитного расцепителя принимаем линии без двигательной нагрузки, потому что, расчетный ток линий больше пускового тока самого мощного двигателя:

Для КТП 1:

Определим коэффициенты чувствительности при двухфазном КЗ на шинах ТП:

Для КТП 1:

Принимаем вводной автоматический выключатель АВМ-10 СВ с уставками по перегрузке 400 А и КЗ 2500 А.

Выбор трансформатора тока для подключения щитка учета электроэнергии.

Выбор трансформатора ведем по условию:

где I НОМ.ТТ – номинальный ток трансформатора тока, А;

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
39
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
Выбираем трансформатор тока ТШН-0,66, номинальное напряжение трансформатора 660 В, класс точности 0,5, номинальный ток трансформатора 400 А.

Для КТП 1:

Условие выполняется.

Выбор тока плавкой вставки предохранителя:

Для обеспечения селективности срабатывания автоматических выключателей на отходящих линиях и предохранителей на высшей стороне трансформатора выполним согласование, нанесем ток срабатывания автоматического выключателя приведенный к высшей стороне трансформатора на ампер-секундную характеристику предохранителя.

Определим номинальный ток первичной обмотки трансформатора по формуле:

                                                                             (30)

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
40
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
Для защиты трансформатора выбираем предохранитель типа ПКТ с кварцевым наполнителем, ток плавкой вставки 40 А.

Произведем выбор линейного разъединителя по следующим условиям:

По допустимому ударному току КЗ:

По допустимой величине наибольшего значения ударного тока трехфазного КЗ:

где  - допустимый ударный ток КЗ разъединителя, А;

    - расчетный ударный ток КЗ, А;

Выбираем разъединители типа РЛНД-10/200 на подстанцию. Амплитуда предельного сквозного тока КЗ разъединителя составляет 15000 А в течении 10 с.

Условия выполняются.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
41       59               
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
 Разраб.
Титов А.В    
 Провер.
Астахов С.М.
 
 
 Н. Контр.
 
 Утверд.
 
  ВЫБОР ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ И ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ  
Лит.
Листов
47
Орловский ГАУ Бэл-421  
10 ВЫБОР ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ И ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

Защиту от перенапряжения ВЛИ напряжением 0,38 кВ выполняют в следующем случае:

- проходящие по открытой и высокой местности;

- в зонах со среднегодовой грозовой активностью более 40 ч;

- в населенной местности и в местах скопления людей;

- стыкующиеся с кабельными линиями или кабельными вставками;

- заканчивающихся вводом в здание с дорогостоящим электрооборудованием.

Для защиты от перенапряжения, вызванных грозовыми разрядами, при монтаже ВЛИ 0,38 кВ необходимо предусмотреть использование:

- заземляющих устройств, состоящих из заземлителя, размещенного в земле, и заземляющих проводников (спусков) для деревянных опор или заземляющих выпусков арматуры железобетонных стоек.

Аппаратов защиты от перенапряжений: разрядников и ограничителей перенапряжений (ОПН).

Заземляющие устройства выполняемые согласно требованиям гл. 1.7 и 2.4.25-2.4.26 ПУЭ необходимо применять.

В качестве заземляющих проводников на опорах ВЛИ 0,38 кВ следует применять оцинкованную круглую сталь диаметром не менее 6 мм. допускается применять не оцинкованную круглую сталь диметром не менее 6 мм имеющим антикоррозийное покрытие.

Разрядники и ОПН устанавливаются на опорах ВЛИ 0,38 кВ для защиты кабельных вставок от грозовых перенапряжений.

Ограничители перенапряжения являются более современными

защитными аппаратами от перенапряжений по сравнению с

 

разрядниками.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
42
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
Для защиты от перенапряжения ВЛИ напряжением 038 кВ применяем ограничитель перенапряжения типа LVA-440А.

В начале и конце каждой магистрали устанавливаем зажимы для подсоединения переносного заземления и приборов контроля. В качестве зажима используем адаптер типа РМСС.

Заземление КТП 10/0,4 кВ осуществляется присоединением оборудования к заземляющему устройству.

Для подстанций напряжением 6-10/0,4 кВ должно быть выполнено одно общее заземляющее устройство, к которому должны быть присоединены:

1) нейтраль трансформатора на стороне напряжением до 1 кВ;

2) корпус трансформатора;

3) металлические оболочки и броня кабелей напряжением до 1 кВ и выше.

Сопротивление заземляющего устройства к которому присоединена нейтраль трансформатора, должна быть не более 4 Ом при номинальном напряжении 380 В.

Сопротивление заземлителя расположенного в непосредственной близости от нейтрали трансформатора КТП не должно быть более 30 Ом.

В сельских электрических сетях в качестве стержневого заземлителя рекомендуется применять угловую сталь или трубу.

Сопротивление одного заглубленного вертикального электрода определяется по формуле:

                                           (31)

где ρР – расчетное значение удельного сопротивления грунта, Ом·м;

  l В – длина стержня, м;

  d – эквивалентный диаметр элемента, для уголка он равен 0,95 от

  ширины уголка, для полосы 0,5 от ее ширины, м;

  t – глубиа заложения верхнего конца вертикального элемента, до
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
43
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
0,8 м;

Расчетное значение удельного сопротивления грунта определяется по выражению:         

                                                                                           (32)

где К – коэффициент сезонности, равный 1,5 для вертикальных         

заземлителей и 2,2 – для горизонтальных заземлителей;

ρ – удельное сопротивление земли в месте установки подстанции,

для Орловской области ρ=60 Ом·м;

Примерное число вертикальных стержней без учета их взаимного экранирования определяются по выражению:

                                                                                             (33)

где R ЗУ – общее сопротивление заземляющего устройства при           

  использовании его одновременно для электроустановок до 1 кВ и 

  свыше 1 кВ, Ом;

Общее сопротивление заземляющего устройства для электроустановок до и свыше 1 кВ:

                                                                                 (34)

                                                                                   (35)

где I ЗНЗ - ток замыкания на землю в сети выше 1 кВ (с изолированной

нейтралью);

Ток замыкания на землю определяется по формуле:

                                                                 (36)

где U Н – номинальное напряжение, UН=10 кВ;

L ВЛ, L КЛ – длина воздушных и кабельных электрически                 

соединенных между собой (отходящих от общих шин линий), км;

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
44
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
Для выравнивания потенциала со стороны входа к подстанции должно быть не менее двух вертикальных стержней, причем подойти к КТП можно как с одной, так и с другой стороны. Поэтому число вертикальных стержней должно быть не менее четырех.

Результирующее сопротивление вертикальных стержневых заземлителей определяется по формуле:

                                                                                 (37)

где ηк.в – коэффициент использования вертикальных стержней (при  

четырех стержнях ηк.в =0,5);

Сопротивление соединительной полосы можно определить по формуле:

                                                                    (38)

где l Г – длина всей соединительной полосы, м;

Результирующее сопротивление горизонтального контура с учетом экранирования вертикальными стержнями:

                                                                                    (39)

где ηк.г – коэффициент использования горизонтального заземлителя (в замкнутом контуре с четырьмя вертикальными стержнями ηк.г =0,45);

Общее сопротивление заземляющего устройства КТП 10/0,4 кВ определяется по формуле:

                                                                                (40)

Определим удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезонности:

Для вертикальных заземлителей:

Для горизонтальных заземлителей:

Определим сопротивление одного заглубленного вертикального

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
45
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
электрода:

Определим общее сопротивление для электроустановок до и свыше 1 кВ:

Определим примерное число вертикальных стержней без учета их взаимного экранирования:

Принимаем 28 вертикальных заземлителей.

Результирующее сопротивление вертикальных стержневых заземлителей:

Сопротивление соединительной полосы:

Результирующее сопротивление горизонтального контура с учетом экранирования вертикальными стержнями:

Общее сопротивление заземляющего устройства КТП 10/0,4 кВ:

Сопротивление заземляющего устройства удовлетворяет требованиям ПУЭ.

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
46       59               
КП.03.13.03.02.120038.ПЗ  
 Разраб.
Титов А.В.    
 Провер.
Астахов С.М.
 
 
 Н. Контр.
 
 Утверд.
 
ВЫБОР СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ    
Лит.
Листов
47
Орловский ГАУ Бэл-421  
11 ВЫБОР СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРО-СНАБЖЕНИЯ

Обеспечение надежности электроснабжения потребителей является наиболее важной проблемой (после обеспечения необходимого качества электроэнергии), стоящей перед электроснабжением сельскохозяйственных потребителей.

Для повышения надежности электроснабжения произвели замену автоматических выключателей на отходящих линиях АВМ на АВ2М.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2021-07-18; просмотров: 268; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.138.33.87 (0.197 с.)