Выбор схемы внутризаводского электроснабжения, расчет и выбор кабелей

В настоящее время приняты следующие основные принципы построения схем электроснабжения:

· Отказ от «холодного резерва». Все элементы электроснабжения должны быть постоянно под нагрузкой.

· Раздельная работа линий и трансформаторов, так как параллельная работа приводит к увеличению токов КЗ, удорожанию релейной защиты, особенно на коротких внутризаводских линиях.

· Основной принцип - максимальное приближение источников высокого напряжения к электроустановкам. Это сводит к минимуму количество сетевых звеньев, число ступеней промежуточной трансформации и коммутации.

Для распределительной сети предприятия возможно использование магистральных, радиальных или смешанных (магистральных и радиальных) схем. Выбор схемы внутризаводского электроснабжения производится в зависимости от величины и местоположения цеховых КТП и ГПП, категории приемников электроэнергии, потребляемой мощности и условий окружающей среды. Одиночная магистральная схема применяется для потребителей 3-й категории по надежности электроснабжения. Двойная магистральная схема достаточно надежна для питания потребителей 1 и 2 категорий, так как при повреждении на линии или трансформаторе все нагрузки могут получать электроэнергию по второй магистрали. Ввод резервного питания происходит автоматически с помощью АВР. Магистральным схемам следует отдавать предпочтение как более экономичным [3].Распределительные электросети предприятий, как правило, выполняются кабелями или токопроводами. Радиальные схемы распределения электроэнергии следует применять при нагрузках, расположенных в различных направлениях от источника питания. Эти сети, как правило, следует выполнять кабельными линиями. Радиальным схемам следует отдавать предпочтение при повышенных требованиях к надежности электроснабжения (при питании электроприемников 1 категории).

Пример размещения цеховых КТП и кабельных линий на генплане завода приведен на рис. 2.

Для выбора места расположения КТП, питающей объекты №3-7, необходимо определить ЦЭН для них.

Расположение КТП делается с учетом минимально допустимых расстояний до пожаро- и взрывоопасных зон (цеха 4 и 5), (см. ПУЭ табл. 7.3.13, п. 7.3.84 и п. 74.28).

К одной магистральной линии могут подключаться 2-3 трансформатора мощностью 2500-1000 кВА или 4-5 трансформаторов меньшей мощности.

Размещение кабельных линий на генплане осуществляется таким образом, чтобы не было их обратного хода к источнику питания (ГПП, ПГВ, ГРП).

Прокладку кабельных линий по территории завода рекомендуется осуществлять в земляных траншеях, т.к. она является наиболее дешевой.

Сечение Fэ кабелей распределительной сети 6-20 кВ выбирается по экономической плотности тока по формуле (23).Полученное значение Fэ округляется до ближайшего меньшего стандартного значения сечения Fст. Затем сечение проверяется по следующим условиям:

· Пот нагреву рабочим током

⦥ ,

(45)

где -коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды [2]; - коэффициент снижения токовой нагрузки, зависящий от количества кабелей, проложенных в одной траншее [3];Iдоп- длительно допустимый ток одиночного кабеля, эксплуатируемого при комнатной температуре [4],А;

· По нагреву тока в послеаварийном режиме

⦥ ,

(46)

где -допустимая перегрузка кабеля в послеаварийном режиме [2];Iп/ав-расчетный ток послеаварийном режиме:

· Для однотрансформаторных подстанций

=

(47)

· Для однотрансформаторной подстанций с резервированием

= ,

(48)

где -номинальная полная мощность трансформатора, кВА; -номинальное напряжение, кВ;

· По потере напряжения ∆ в послеаварийном режиме

= l( cosφ+ sinφ)⋅100/ 10%,

(49)

где удельные активное и индуктивное сопротивления, соответственно, кабельной линии, Ом/км;

· По термической стойкости

= , (50)

· где -ток короткого замыкания КЗ в установившемся режиме, А; –фактическое время протекания тока КЗ,с;

= + ,

(51)

где -время срабатывания релейной защиты, с; -полное время выключателя, с; С - постоянная, зависящая от металла проводника.

При несоблюдении одного из перечисленных выше условий необходимо принять стандартное сечение, больше на одну ступень, и повторить его проверку.

Потери активной, реактивной мощности и годовой активной электроэнергии в КЛ необходимо определять используя формулы (28-30).

Расчет сечений магистральной линии необходимо начинать с конечного ее участка.

Марка кабеля выбирается с учетом химической активности, наличия блуждающих токов в земле и возможности механических повреждений. На предприятиях используются кабели марок ААШвУ, ААБУ и др. Кабели из сшитого полиэтилена до настоящего времени не нашли широкого распространения на промышленных предприятиях из-за некоторых особенностей эксплуатации.

Способ прокладки КЛ распределительной сети предприятия необходимо выбирать исходя из количества кабелей, идущих в одном направлении, условий окружающей среды и с учетом того, что прокладка в кабельных траншеях является наиболее дешевой.