Курсовая Иванов

сит от мощности двигателя и может быть найдена по кривым К у.дв. f (Pном )

для синхронных двигателей.

Ку.дв. 1, 6 (серия СДН, СДИ).

iу 1, 0 2 19,13 1, 6 2 19,31 70, 74кА.

Сопротивления питающей кабельной линии:

Хпит.КЛ*

худ l

Sб

0,09 0, 2

1000

0, 45 о.е. ,

Uб2

6,32

r

r

l

Sб

1, 43 0, 2

1000

7, 21 о.е.

пит.КЛ*

уд

Uб2

6,32

Ток КЗ в точке К2:

IК2

Iб

Iб

91, 65

10, 28 кА.

z*2

х*22 r*22

(4, 79 0, 45)2 7, 212

Ударный ток короткого замыкания, кА:

						I(3)
i	УД К2		2 k		УД			2 1,35 10, 28 19,63 кА .
						К2

где kУД = 1,35 - ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени Т а .

5.3. Проверка оборудования по токам к.з.

ВВТЭ-М-10-12,5/630.

По напряжению электроустановки:

			UУСТ UНОМ ;			(5.1)
			6кВ 10 кВ
По длительному току:
			IРАБ MAX IНОМ ;			(5.2)
			91А 630А .
По несиметричному току отключения:
			I П IОТКЛ ,			(5.3)
где I П I П0 I К( 3 ) ;
			10, 28кА 20 кА.
По апериодической составляющей расчетного тока:
( 2 I П iа )				2 IОТКЛ НОМ ( 1 Н / 100 ) .		(5.4)

tРЗ MIN tОВ =0,01+0,01=0,02 с,

где tОВ - собственное время отключения выключателя с приводом;

tРЗ MIN - условное наименьшее время срабатывания релейной защиты;Н 13% - содержание апериодической составляющей.

i			2 Н IОТКЛ НОМ				2 13 20		3, 7 кА .
а			100				100

По предельному сквозному току к.з. на электродинамическую устойчивость:

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	42

IРАБ MAX

I П0 I ПР СКВ ;

10, 28кА 80 кА ;

iУ iПР СКВ ;	(5.5)
19,63 кА 80 кА .

По допустимому току термической устойчивости:

B	I 2	t	T	;	(5.6)
К	T

где IT и tT - ток и время термической устойчивости.

B	I 2	(t	ОТКЛ	Т	а	) ,	(5.7)
K	П 0

где tОТКЛ =0,1с – время отключения линии;

Т а =0,01 – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з.

BK 10, 282 (0,1 0,01) 11625 кА2 / с

IТ2 tТ 802 4 25600 кА2 / с

11625 кА2 / с 25600 кА2 / с . Выключатель подходит по результатам проверки. Проверка кабеля 6 кВ (проверяется один самый нагруженный по току ка-

бель, т.к. все сечения одинаковые).

Минимальное сечение проводника должно отвечать требованиям по термической стойкости:

F FMIN ;

(5.8)

Минимальное сечение проводника, мм2 :

F

BK

,

(5.9)

MIN

C

где BK - импульс квадратичного тока к.з., кА2 / с ;

С = 98 А с2 / мм2 – тепловая функция при номинальных условиях [7].

Импульс квадратичного тока к.з., кА2 / с :

B

I 2

(t

ОТКЛ

T ) .

(5.10)

K

КЗ

a

B

10, 282 (0,1 0,01) = 11625000 А2 / с ;

K

F

11625000

= 34,8 мм2 ;

F 70 мм2

; 70 34,8 , следовательно, кабель подхо-

MIN

98

дит.

Проверка основного оборудования на 110 кВ.

Для защиты трансформатора ГПП на ВН используется выключатель ВБНТ- 110-20/1600УХЛ1.

По напряжению электроустановки:

UУСТ UНОМ ; 110кВ 110кВ .

По длительному току:

IНОМ ; 192А 1600А.

По несиметричному току отключения:

I П IОТКЛ ,

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	43

20,6 кА 63 кА .

UУСТ

По длительному току:

IРАБ MAX

По предельному сквозному току

20,6 52 кА.

где I П I П0 I К( 3 ) ;

8,1кА 20 кА .

По апериодической составляющей расчетного тока:

( 2 I П iа ) 2 IОТКЛ НОМ ( 1 Н / 100 ) .

tРЗ MIN tОВ =0,01+0,01=0,02 с,

где tОВ - собственное время отключения выключателя с приводом;

tРЗ MIN - условное наименьшее время срабатывания релейной защиты;Н 13% - содержание апериодической составляющей.

			2 Н IОТКЛ НОМ
i						2 13 20		3, 7 кА .
а			100			100

По предельному сквозному току к.з. на электродинамическую устойчивость:

I П0 I ПР СКВ ; 8,1кА 52 кА ;

iУ iПР СКВ ;

По допустимому току термической устойчивости:

BК IT2 tT ;

где IT и tT - ток и время термической устойчивости.

BK I П2 0 (tОТКЛ Та ) ,

где tОТКЛ =0,1с – время отключения линии;

Т а =0,01 – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з.

BK 8,12 (0,1 0,01) 7217 кА2 / с IТ2 tТ 802 4 25600 кА2 / с

7217 кА2 / с 25600 кА2 / с . Выключатель подходит по результатам проверки.

Проверка разъединителя РДЗ-110/1600У1. По напряжению электроустановки:

UНОМ ; 110кВ 110кВ .

IНОМ ; 188А 1600А.

к.з. на электродинамическую устойчивость:

iУ iПР СКВ ;

По допустимому току термической устойчивости:

BК IT2 tT ;

где IT и tT - ток и время термической устойчивости.

BK I П2 0 (tОТКЛ Та ) ,

где tОТКЛ = 0,1с – время отключения линии;

Т а =0,01 – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з.

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	44

BK 8,12 (0,1 0,01) 7217 кА2 / с IТ2 tТ 802 4 25600 кА2 / с

7217 кА2 / с 25600 кА2 / с . Разъединитель подходит по результатам проверки. Выбор гибких шин РУ ВН.

Для расчетных значений Iраб,норм 94 А, Iраб.утж. 188 А выбирается про-

вод

АС-70 S 70 мм2 , Iдоп 295 А.

Минимальное значение по термической стойкости :

Smin	Bk			0,72 106		2	,
		C			91	9,7 мм

где C 91 – тепловой коэффициент для алюминия.

Проверка шин на схлестывание не производится, так как Iп0 20 кА. Проверка по условию коронирования не производится, так как мини-

мально допустимое сечение провода (U 110 кВ ) 70 мм2 .

Выбор изоляторов Выбор проходных изоляторов на НН

Выбирается проходной изолятор ИП-10/1000-750УХЛ1 (табл.5.1).

Таблица 5.1 Выбор и проверка проходных изоляторов на НН.

Условие провер-

Расчетные данные

Каталожные данные

ки

Uном.сети Uном

Uном.сети 10 кВ

Uном 10 кВ

I раб.утж. Iном

Iраб.утж. 188 А

Iном 1000 А

l 10 7 )

( 3 i2

F

у

Fдоп 7500к.г.с. 7357,5Н

Fрасч. Fдоп

расч

2a

Fдоп 0,6 Fрасч 0,6 7357,5

1.9 10 7

3 20,62

87,28Н

4414,5Н

2 0.8

Выбор опорных изоляторов на ВН.

Выбираем опорный изолятор стержневого типа ОНС-110-300:

Таблица 5.2 Выбор и проверка опорного изолятора

					Расчетные условия			Каталожные данные
					Uном.сети = 110		кВ	Uном = 110 кВ
					Iраб,утяж = 188		А	Iном = 1000 А
								Fдоп=0,6∙Fразр=0,6∙3430=2058Н
Fрасч	( 3 i2у КП 10 7 )						,
					a
Fрасч=			∙20,62∙1,9∙1∙10-7/(0,8)=174,56 Н
		3

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	45

6. Качество электроэнергии в сети напряжением выше 1000 В

6.1. Расчет потерь напряжения в сети напряжением выше 1000 В

и цеховых трансформаторах

Произведем расчет отклонения напряжения для

электроприемника

ТП№1 в максимальном режиме работы.

Определяем падение напряжения в высоковольтной воздушной линии

ВЛ1:

UВЛ РВЛ * r0 _ ВЛ * LВЛ QВЛ * x0 _ ВЛ * LВЛ

U0

10926 ,65* 0,428* 71,1 4297,34* 0,44* 71,1 11 В

(6.1)

110000

Определяем напряжение в конце воздушной линии 110 кВ.

U1 U0

UKЛ 110000 11 109989 , В

(6.2)

Определим параметры трансформатора для определения потери напряжения в

нем:

R

P * U 2

120* 1100002

0,0011 Ом;

K

HOM

T

SHOM2

250000002

XT

UK * UHOM2

6 ,5* 1100002

0,00012 Ом.

100* SHOM

100* 25000000

Определяем потерю напряжения в трансформаторе ГПП:

UT

Р * R Q * X

2

Р * X

Q * R

2

T

T

T

T

T

X

T

T

U1

U1

30926,65* 0,0011 8297,34* 0,00012 * 1000 0,31В.

109989

Определяем напряжение на низкой стороне трансформатора ГПП, при-

веденное к высокой стороне:

U U

1

U

109989 0,31 109988,69 В.

2

T

Определим отклонение напряжения в на шинах 6 кВ ГПП.

V 5% U1 UHOM * 100% 5% 109988,69 110000 * 100% 4,99 %

(6.3)

0

UHOM

110000

Определяем падение напряжения в высоковольтной кабельной линии

КЛ1:

где

,

- это активная и реактивная

мощности передаваемые по одной КЛ в максимальном режиме работы.

Определяем напряжение в конце кабельной линии 10 кВ.

Лист

140211.65 ПЗ

Изм.

Кол.уч. Лист № док

Подп.

Дата

46

Определим отклонение напряжения в конце кабельной линии 10 кВ.

Отрегулируем напряжение на трансформаторе устройством ПБВ - «поднимем» напряжение на величину +2,5%.

Произведем необходимые пересчеты:

Определим параметры трансформатора для определения потери напряжения в нем:

Определяем потерю напряжения в трансформаторе:

Определяем напряжение на низкой стороне трансформатора приведенное к высокой стороне:

Определим отклонение напряжения на низкой стороне трансформатора:

6.2. Оценка отклонения напряжения на зажимах высоковольтных потребителей электроэнергии и шинах низкого напряжения цеховых трансформаторов

Расчеты для КТП и высоковольтных электроприемников сведем в таблицу 6.1.

В минимальном режиме работы расчетная нагрузка равна Pmin Pmax * 0.3 .

Согласно произведенным расчетам на всех трансформаторах всех КТП в режиме максимальной нагрузки и режиме минимальной нагрузки, а также в послеаварийном режиме работы напряжение на стороне НН «поднято» устройством ПБВ на ступень +2,5.

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	47

Таблица 6.1 Определение отклонения напряжения в максимальном режиме работы

№ КТП/электроприемника			ТП-7	СД1
	1		2	6
Режим макс/мин/ПА			макс	макс
напряжение в узле, В.			6300	6300
отклонение напряжения, %			4,99	4,99
параметры кабеля 10 кВ		r, ом/км	0,59
		х, ом/км	0,09
		L, км	0,088
нагрузка кабеля		Р, кВт.	1337,29
		Q, кВАр.	143,06
напряжение в узле, В.			6293,27
отклонение напряжения, %			4,93
параметры кабеля 6 кВ		r, ом/км		0,59
		х, ом/км		0,09
		L, км		0,066
нагрузка кабеля		Р, кВт.		468
		Q, кВАр.		0
напряжение в узле, В.				6297,07
отклонение напряжения, %				4,95
с учетом регулирования		напряжение в узле, В.	6355,61	---
		отклонение напряже-	7,56	---
		ния, %
параметры т-ра		r, ом	0,71	---
		х, ом	3,79	---
нагрузка т-ра		Р, кВт.	1337,29	---
		Q, кВАр.	143,06	---
напряжение в узле, В.			6273,45
отклонение напряжения, %			2,7

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	48

Таблица 6.2 Определение отклонения напряжения в минимальном режиме работы

№ КТП/электроприемника			ТП-7	СД1
	1		2	6
Режим макс/мин/ПА			макс	макс
напряжение в узле, В.			6000	6000
отклонение напряжения, %			0	0
параметры кабеля 10 кВ		r, ом/км	0,59
		х, ом/км	0,09
		L, км	0,088
нагрузка кабеля		Р, кВт.	401,187
		Q, кВАр.	42,918
напряжение в узле, В.			5997,88
отклонение напряжения, %			-0,021
параметры кабеля 6 кВ		r, ом/км		0,59
		х, ом/км		0,09
		L, км		0,066
нагрузка кабеля		Р, кВт.		140,4
		Q, кВАр.		0
напряжение в узле, В.				5999,08
отклонение напряжения, %				-0,015
с учетом регулирования		напряжение в узле, В.	6247,83	---
		отклонение напряже-	2,48	---
		ния, %
параметры т-ра		r, ом	0,71	---
		х, ом	3,79	---
нагрузка т-ра		Р, кВт.	401,187	---
		Q, кВАр.	42,918	---
напряжение в узле, В.			6096,01
отклонение напряжения, %			0,82

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	49

Таблица 6.3 Определение отклонения напряжения в послеаварийном режиме работы

№ КТП/электроприемника					ТП-7	СД1
			1		2	6
	Режим макс/мин/ПА				макс	макс
	напряжение в узле, В.				6300	6300
отклонение напряжения, %					4,99	4,99
параметры	кабеля	10 кВ		r, ом/км	0,59
				х, ом/км	0,09
				L, км	0,088
нагрузка кабеля				Р, кВт.	2674,58
				Q, кВАр.	286,12
	напряжение в узле, В.				6286,55
отклонение напряжения, %					4,87
параметры	кабеля 6	кВ		r, ом/км		0,59
				х, ом/км		0,09
				L, км		0,066
нагрузка кабеля				Р, кВт.		468
				Q, кВАр.		0
	напряжение в узле, В.					6297,07
отклонение напряжения, %						4,95
-
учетом регу	лирования			напряжение в узле, В.	6348,71	---
				отклонение напряже-	7,49	---
				ния, %
с
параметры т-ра				r, ом	0,71	---
				х, ом	3,79	---
нагрузка т-ра				Р, кВт.	2674,58	---
				Q, кВАр.	286,12	---
	напряжение в узле, В.				6283,78
отклонение напряжения, %					-2,2

6.3. Выбор схемы пуска высоковольтных двигателей

Синхронные двигатели получили широкое распространение в промышленности для электроприводов, работающих с постоянной скоростью (компрессоров, насосов и т.д.). В последнее время, вследствие появления преобразовательной полупроводниковой техники, разрабатываются регулируемые синхронные электроприводы.

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	50

Достоинства синхронных электродвигателей Синхронный двигатель несколько сложнее, чем асинхронный, но обла-

дает рядом преимуществ, что позволяет применять его в ряде случаев вместо асинхронного.

1.Основным достоинством синхронного электродвигателя является возможность получения оптимального режима по реактивной энергии, который осуществляется путем автоматического регулирования тока возбуждения двигателя. Синхронный двигатель может работать, не потребляя и не отдавая реактивной энергии в сеть, при коэффициенте мощности (cosф) равным единице. Если для предприятия необходима выработка реактивной энергии, то синхронный электродвигатель, работая с перевозбуждением, может отдавать ее в сеть.

2.Синхронные электродвигатели менее чувствительны к колебаниям напряжения сети, чем асинхронные электродвигатели. Их максимальный момент пропорционален напряжению сети, в то время как критический момент асинхронного электродвигателя пропорционален квадрату напряжения.

3.Синхронные электродвигатели имеют высокую перегрузочную способность. Кроме того, перегрузочная способность синхронного двигателя может быть автоматически увеличена за счет повышения тока возбуждения, например, при резком кратковременном повышении нагрузки на валу двигателя.

4.Скорость вращения синхронного двигателя остается неизменной при любой нагрузке на валу в пределах его перегрузочной способности.

Способы пуска синхронного электродвигателя Возможны следующие способы пуска синхронного двигателя: асин-

хронный пуск на полное напряжение сети и пуск на пониженное напряжение через реактор или автотрансформатор.

Асинхронный пуск синхронного электродвигателя Схема возбуждения синхронного двигателя с глухоподключенным воз-

будителем довольно проста и может применяться в том случае, если пусковые токи не вызывают падения напряжения в сети больше допустимого и статистический момент нагрузки Мс < 0,4 Мном.

Асинхронный пуск синхронного двигателя производится присоединением статора к сети. Двигатель разгоняется как асинхронный до скорости вращения, близкой к синхронной.

В процессе асинхронного пуска обмотка возбуждения замыкается на разрядное сопротивление, чтобы избежать пробоя обмотки возбуждения при пуске, так как при малой скорости ротора в ней могут возникнуть значительные перенапряжения. При скорости вращения, близкой к синхронной, срабатывает контактор КМ (цепь питания контактора на схеме не показана), обмотка возбуждения отключается от разрядного сопротивления и подключается к якорю возбудителя. Пуск заканчивается.

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	51