Электроснабжение блока ультрафиолетового обеззараживания УФО очищенных сточных вод на Люберецких 2

Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 28

Электроснабжение блока ультрафиолетового обеззараживания УФО очищенных сточных вод на Люберецких 2

Введение

В данном дипломном проекте проектируется электроснабжение блока ультрафиолетового обеззараживания (УФО) очищенных сточных вод на Люберецких очистных сооружениях (ЛОС).

Основанием для разработки дипломного проекта является постановление Правительства Москвы № 289-ПП от 11.05.04 г. о целевой среднесрочной программе «Повышение экологической и эпидемиологической безопасности на городских объектах и в местах массового скопления людей на основе современных ультрафиолетовых технологий обеззараживания воды и воздуха(2005-2007г.г.)».

Применение ультрафиолетового излучения для обеззараживания очищенных сточных вод на основе использования современного ультрафиолетового оборудования нового поколения позволяет решить ряд проблем, возникающих при использовании традиционного хлорирования, а именно, исключить условия для образования в обеззараженных сточных водах хлорорганических соединений. При этом отпадает надобность в создании на территории сооружений опасного для эксплуатационного персонала и окружающей среды – хлораторной и расходного склада хлора.

Характеристика объекта

Проектируемое здание блока УФО располагается в юго-восточной части ЛОС. Отводимый участок свободен от застройки и зеленых насаждений.

Размещение проектируемого здания на отведенном участке выполнено взаимопараллельно с основными зданиями и сооружениями ЛОС и подчинено его функциональному назначению и наиболее рациональному технологическому процессу обеззараживания очищенных сточных вод.

Здание блока УФО питается от встроенной КТП. Питание КТП осуществляется по радиальным кабельным линиям от распределительного пункта РП-10 кВ. В КТП устанавливаются два силовых трансформатора типа ТМГ 10/0,4 кВ мощностью 1600 кВА.

По степени обеспечения надежности электроснабжения электроприёмники блока УФО относятся, в основном, ко второй категории.

Блок УФО предназначен для обеззараживания очищенных сточных вод. Производительность блока УФО – 1млн. м /сут. сточных вод.

Здание блока УФО состоит из:

· отделения процеживания сточных вод;

· отделения УФ - обеззараживания сточных вод;

· ТП с ГРЩ;

· венткамеры;

· небольшие подсобно-бытовые помещения.

Задачи проектирования

Проектирование внутренних инженерных сетей электроснабжения.

Электроприёмниками блока УФО являются силовое электрооборудование, слаботочные системы и электроосвещение.

Исходными данными для разработки дипломного проекта служат генплан объекта с экспликацией помещений, данные о нагрузках.

Проект разработан в соответствии с:

· ПУЭ «Правила устройства электроустановок»;

· ГОСТ Р50571 «Электроустановки зданий»;

· ГОСТ 13109-97 «Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения»;

· СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»;

· СНиП 3.05.06-85 «Электротехнические устройства»;

· СО 153-34.21.122 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций»;

· СНиП 31-03-2001 «Производственные здания».

1. Расчет электрических величин

1.1 Расчет нагрузок ГРЩ

СЕКЦИЯ 1.

ЩИТ ОСНОВНОГО ОСВЕЩЕНИЯ ЩО.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Шкаф лотковый 5¸8. ШЛ 5¸8.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Щит силовой 1. Отделение УФ- обеззараживания. ЩС 1.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Щит силовой 2. Отделение плоских сит. ЩС 2.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Суммарная нагрузка по Секции 1.

Установленная мощность, кВт:

Расчетная мощность, кВт:

где – коэффициент, учитывающий несовпадение расчетных максимумов нагрузок.

Коэффициент мощности

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Секция 2.

ЩИТ АВАРИЙНОГО ОСВЕЩЕНИЯ. ЩАО.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Шкаф лотковый 1¸4. ШЛ 1¸4.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Щит силовой 1. Отделение УФ- обеззараживания. ЩС 1.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Щит силовой 2. Отделение плоских сит. ЩС 2.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Щит вентиляции. ЩВ.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Суммарная нагрузка по Секции 2.

Установленная мощность, кВт:

Расчетная мощность, кВт:

где – коэффициент, учитывающий несовпадение расчетных максимумов нагрузок.

Коэффициент мощности

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Суммарная нагрузка по ГРЩ.

Установленная мощность, кВт:

Расчетная мощность, кВт:

где – коэффициент, учитывающий несовпадение расчетных максимумов нагрузок.

Коэффициент мощности

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

.

Данные по расчету нагрузок ГРЩ сводим в таблицу.

Таблица расчета нагрузок ГРЩ 2.1.1.

Потребитель Ру, кВт Кс Рр, кВт cosj Sр, кВА Iр, А

Секция 1

ЩО 10,01 1 10,01 0,95 10,54 16,03

ШЛ 5 201,03 1 201,03 0,96 209,41 318,54

ШЛ 6 201,03 1 201,03 0,96 209,41 318,54

ШЛ 7 201,03 1 201,03 0,96 209,41 318,54

ШЛ 8 201,03 1 201,03 0,96 209,41 318,54

ЩС 1 17,78 0,5 8,89 0,85 10,46 15,91

ЩС 2 резерв 87,05 0 0 0,81 0 0

Сумма по секции 1 918,96 823,02 0,96 857,31
1304,09

Секция 2

ЩАО 4,34 1 4,34 0,95 4,57 6,95

ШЛ 1 201,03 1 201,03 0,96 209,41 318,54

ШЛ 2 201,03 1 201,03 0,96 209,41 318,54

ШЛ 3 201,03 1 201,03 0,96 209,41 318,54

ШЛ 4 201,03 1 201,03 0,96 209,41 318,54

ЩС 1 резерв 17,78 0 0 0,85 0 0

ЩС 2 87,05 0,5 43,53 0,81 53,74 81,75

ЩВ 30 0,8 24 0,8 30 45,63

Сумма по секции 2 943,29 875,99 0,95 922,09 1402,63

Итого по ГРЩ 1862,25 1699,01 0,95 1779,4 2706,72

1.2 Расчет мощности ЭП

ШКАФ ЛОТКОВЫЙ 1¸8. ШЛ 1¸8. ОТДЕЛЕНИЕ УФ –ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ. МОДУЛЬ ЛОТКОВЫЙ ВЕРТИКАЛЬНОГО ТИПА 88МЛВ-36А-2-300м.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Компрессор LF 22-10E120.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

ЗАТВОР ЩИТОВОЙ С ВОДОСЛИВОМ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ В ЛОТКЕ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ.

Установленная мощность электродвигателя .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Затвор щитовой поверхностный с электорприводом.

Установленная мощность электродвигателя .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Суммарная нагрузка по шкафу лотковому 1. ШЛ1.

Установленная мощность, кВт:

Расчетная мощность, кВт:

где – коэффициент, учитывающий несовпадение расчетных максимумов нагрузок.

Щит силовой 1. ЩС 1. Отделение УФ- обеззараживания.

ШКАФ УПРАВЛЕНИЯ. ШУ1.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Шкаф автоматики. ША.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Щит управления кран-балкой 1. ЩУК1.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Блок химической промывки.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Погружной насос.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Минимойка «Karcher».

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Розетки 3-х фазные 1.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Розетки 3-х фазные 2.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Розетки РУ-10 кВ, РУ-0,4 кВ, тр-ные камеры, венткамера.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

ЯТП 0,25 220/12В РУ-0,4 кВ.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Суммарная нагрузка по щиту силовому 1. ЩС1.

Установленная мощность, :

Расчетная мощность, кВт:

где – коэффициент, учитывающий несовпадение расчётных

максимумов нагрузок.

Щит силовой 2. ЩС 2. Отделение плоских сит.

Щит управления кран-балкой 1. ЩУК1.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Приводы щитовых затворов. ЩЗС 5.1, ЩЗС 4.1

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Приводы щитовых затворов. ЩЗС 3.1, ЩЗС 2.1

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Привод щитового затвора. ЩЗС 1.1

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Приводы щитовых затворов. ЩЗС 5.2, ЩЗС 4.2

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Приводы щитовых затворов. ЩЗС 3.2, ЩЗС 2.2

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Привод щитового затвора. ЩЗС 1.2

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Привод щитового затвора. ЩЗС1. (камера ов-27).

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Привод щитового затвора. ЩЗС2. (камера ов-1006).

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Шкаф управления плоским ситом 1¸5. ШК1¸ЩК5

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Установка МОНО.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Щит управления КНС. ЩУ КНС.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Насос отбора воды. (камера ов-1006).

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Переносной насос.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Количество

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Розетки 3-х фазные 1.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Розетки 3-х фазные 2.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Розетки бытовые. Комната персонала.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Пожарная сигнализация. Комната персонала.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Оповещение. Комната персонала.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Суммарная нагрузка по щиту силовому 2. ЩС2.

Установленная мощность, :

Расчетная мощность, кВт:

где – коэффициент, учитывающий несовпадение расчётных

максимумов нагрузок.

Щит основного освещения. ЩО.

ОСВЕЩЕНИЕ РУ-10 кВ, РУ-0,4 кВ, ТР-НЫЕ КАМЕРЫ, ВЕНТКАМЕРА.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Освещение помещения УФО-обеззараживания

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Освещение помещения плоских сит.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Освещение комнат персонала, кладовой, туалета.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Фасадное освещение.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Управление фасадным освещением.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Суммарная нагрузка по щиту основного освещения. ЩО.

Установленная мощность, :

Расчетная мощность, кВт:

где – коэффициент, учитывающий несовпадение расчетных

максимумов нагрузок.

Щит аварийного освещения. ЩАО.

ОСВЕЩЕНИЕ РУ-10 кВ, РУ-0,4 кВ, ТР-НЫЕ КАМЕРЫ, ВЕНТКАМЕРА.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Освещение помещения УФ- обеззараживания.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Освещение помещения плоских сит.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Освещение комнат персонала, кладовой, туалета.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Освещение входов.

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Светоуказатели «Выход».

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Суммарная нагрузка по щиту АВАРИЙНОГО освещения. ЩАО.

Установленная мощность, :

Расчетная мощность, кВт:

где – коэффициент, учитывающий несовпадение расчетных максимумов нагрузок.

Щит вентиляции. ЩВ.

Приточная вентиляция. П-1

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Вытяжная вентиляция. В-1

Установленная мощность .

Коэффициент спроса равен

Коэффициент мощности

Расчетная мощность, кВт:

.

Максимальная единовременная потребляемая мощность, кВА:

.

Расчетный ток, А:

.

Суммарная нагрузка по щиту вентиляции. ЩВ.

Установленная мощность, :

Расчетная мощность, кВт:

где – коэффициент, учитывающий несовпадение расчетных

максимумов нагрузок.

2. Схема питающей электросети от РП до КТП УФО

В схему питающей электросети входят:

· распределительное устройство высокого напряжения (РУ ВН) РП;

· распределительное устройство высокого напряжения (РУ ВН) КТП;

· кабельные линии от ячеек РУ ВН РП до РУ ВН КТП.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприёмники блока УФО относятся в основном ко II категории.

Электропитание от РУ ВН РП до РУ ВН КТП осуществляется по двум радиальным кабельным линиям.

Кабельные линии выполнены кабелем 2´АСБ-10 3´240, длиной 800 м.

Прокладка кабельных линий от РП до КТП производится в земле до ввода в здание.

Питание трансформаторов со стороны 10 кВ РУ ВН КТП выполнено кабелем типа АПвВнг 3´(1´95/16). Жилы – однопроволочный алюминиевый проводник, оболочка – вулканизированный полиэтилен, поясная изоляция – из ПВХ пластиката, не распространяющего горение, без защитного покрова.

Технические параметры кабеля:

· допустимый длительный ток .

· допустимая длительная рабочая температура жил +90єС;

· допустимый нагрев жил в аварийном режиме, не более +130єС;

· максимальная температура жил при коротком замыкании +250єС;

· срок службы 30 лет.

РУ ВН РП состоит из ячеек КРУ типа КСО 2001с ШР типа РФВЗ-10/630, ВВ типа «Эволис» 17Р1/630/25, ЛР типа РВЗ-10/630.

РУ ВН КТП состоит из двух ячеек КРУ типа КСО 298 с ВНПу-17 с ПКТ.102-10-100. Uном=10 кВ, Iном=400 А, Iкз=12,5 кА.

Для распределения электроэнергии в РУ НН КТП устанавливается главный распределительный щит (ГРЩ).

Главный распределительный щит состоит из десяти панелей ЩО-02 производства «НПФ Техэнергокомплекс», Uном=400/230 В, Iном=3150 А, Iкз=30 кА.

3. Токи короткого замыкания.

Расчет токов короткого замыкания в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ необходимых для: выбора и проверки электрооборудования по условиям КЗ; выбора коммутационных аппаратов, уставок релейной защиты и заземляющих устройств, выполнен согласно ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением 0,4 кВ», [23].

При расчетах токов КЗ в электроустановках до 1 кВ учтены следующие параметры:

· индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи, включая силовые трансформаторы, проводники, трансформаторы тока, токовые катушки автоматических выключателей;

· активные сопротивления элементов короткозамкнутой цепи;

· активные сопротивления различных контактов и контактных соединений;

· значения параметров асинхронных электродвигателей.

· сопротивление электрической дуги в месте КЗ;

· изменение активного сопротивления проводников короткозамкнутой цепи вследствие их нагрева при КЗ;

· влияние комплексной нагрузки (электродвигатели, преобразователи, термические установки, лампы накаливания) на ток КЗ, если номинальный ток электродвигателей нагрузки превышает 10 % начального значения периодической составляющей тока КЗ, рассчитанного без учета нагрузки.

При расчетах:

· максимально упрощена эквивалентная внешняя сеть по отношению к месту КЗ;

· учтены электродвигатели и комплексная нагрузка, непосредственно примыкающие к месту КЗ;

· не учитывается ток намагничивания трансформаторов;

· не учитывается насыщение магнитных систем электрических машин;

· коэффициент трансформации трансформаторов принимается равным отношению средних номинальных напряжений тех ступеней напряжения сетей, которые связывают трансформаторы.

· не учитывается влияния асинхронных электродвигателей, если их суммарный номинальный ток не превышает 10 % начального значения периодической составляющей тока в месте КЗ, рассчитанного без учета электродвигателей.

Токи КЗ в электроустановках рассчитаны в именованных единицах.

ГРЩ проверяется по режиму короткого замыкания в соответствии с требованиями гл. 1.4 [1].

По режиму КЗ согласно гл. 1.4.2.2 [1]. проверяются :

· распределительные шкафы;

· автоматические выключатели.

Стойкими при токах КЗ являются те аппараты и проводники, которые при расчетных условиях выдерживают воздействия этих токов, не подвергаясь электрическим, механическим и иным разрушениям или деформациям, препятствующим их дальнейшей нормальной эксплуатации.

При выборе расчетной схемы для определения токов КЗ, исходили из следующих условий:

· из предусматриваемых для данной электроустановки условий длительной ее работы;

· не считаться с кратковременными видоизменениями схемы этой электроустановки, которые не предусмотрены для длительной эксплуатации (например, при переключениях);

· ремонтные и послеаварийные режимы работы электроустановки к кратковременным изменениям схемы не относятся.

Расчет токов КЗ приближенно произведен для начального момента КЗ.

В качестве расчетного вида КЗ принимается:

· для определения электродинамической стойкости аппаратов – трехфазное КЗ;

· для выбора аппаратов по коммутационной способности – двухфазное КЗ в конце отходящей кабельной линии;

Расчетный ток КЗ определяется, исходя из условия повреждения в такой точке рассматриваемой цепи, при КЗ в которой аппараты и проводники этой цепи находятся в наиболее тяжелых условиях (исключения см. в п. 1.4.7 и п. 1.4.17, [1]). Со случаями одновременного замыкания на землю различных фаз в двух разных точках схемы допустимо не считаться.

При составлении эквивалентных схем замещения параметры элементов исходной расчетной схемы приведены к ступени напряжения сети, на которой находится точка КЗ, а активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражены в миллиомах.

При расчете токов КЗ в электроустановках, получающих питание непосредственно от сети энергосистемы, принято допущение, что понижающие трансформаторы подключены к источнику неизменного по амплитуде напряжения бесконечной мощности, следовательно эквивалентное индуктивное сопротивление системы будет равно нулю.

В электроустановках до 1 кВ при определении токов КЗ для выбора аппаратов и проводников исходили из следующего:

· все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки КЗ, работают одновременно с номинальной нагрузкой;

· короткое замыкание наступает в такой момент времени, при котором ток КЗ будет иметь наибольшее значение;

· электродвижущие силы всех источников питания совпадают по фазе;

· расчетное напряжение каждой ступени принимается на 5% выше номинального напряжения сети;

· учитывается влияние на токи КЗ присоединенных к данной сети асинхронных электродвигателей.

Элементы цепи, защищенной плавким предохранителем с токоограничивающим действием, проверяются на электродинамическую стойкость по наибольшему мгновенному значению тока КЗ, пропускаемого предохранителем.

Расчет токов короткого замыкания .

Для схемы, приведенной на рис.4.1, определить максимальные значения тока при трехфазном коротком замыкании в точка К(1) и минимальное значение тока при двухфазном коротком замыкании в точке К(2).

Таблица 4.1.

Исходные данные:

Трансформатор Т-1:
ТМГ-1600/10/0,4

S_т.ном =1600 кВ×А, U_BH = 10 кВ

U_Н _H = 0,4 кВ, Р_к.ном =16,5 кВт,

U_к =6,0 %

Коэффициент трансформации N=U_ВН / U_НН =25

Кабельная линия W1:
3´8´(ВВГ 1´185)+8´(ВВГ 1´185)

r₀ _W1 = 0,07 мОм/м

х₀ _W1 = 0,06 мОм/м

l_W ₁ = 30 м

Кабельная линия W2:
2´(ВВГ 4´95)+ПВЗ 1´95

r₀ _W2 = 0,9 мОм/м

х₀ _W2 = 0,46 мОм/м

l_W ₂ = 30 м

Активное сопротивление контактных соединений кабеля
r_конт. _W1 = 0,1 мОм

r_конт. _W2 = 0,02 мОм

Сопротивление контактов выключателя QF1 NW32N1 r_конт. _QF1 = 0,5 мОм

Сопротивление катушки выключателя QF1 NW32N1
r_кат. _QF1 = 0,8 мОм

х_кат. _QF1 = 0,07 мОм

Сопротивление контактов выключателя QF2 NS400N
r_конт. _QF2 = 0,15 мОм

Сопротивление катушки выключателя QF2 NS400N
r_кат. _QF2 = 0,5 мОм

х_кат. _QF2 = 0,17 мОм

Сопротивление контактов разъединителя QS1 Р 63
r_конт. _QS1 = 0,2 мОм

Измерительные трансформаторы тока:

ТА1,ТА2- ТШП 0,66-2500/5 I_ном = 2500 А

ТА3- ТШП 0,66-400/5 I_ном = 400 А

х_ТА1 = х_ТА2 =0,02 мОм;

х_ТА3 =0,12 мОм

Активное сопротивление дуги в точке короткого замыкания r_Д =5 мОм

Т1

W1

QF1

TA1

К-1 TA2

РУ-0,4 кВ ГРЩ

QS1

QF2

TA2

W2

К-2

ШЛ-8

Рис. 4.1. Схема для расчетов токов КЗ

Е/400

rT/1,03

xT/5,91

rW1/0,26

xW1/0,22

rКОНТ.W1/0,1

rQF1/0,5

rКАТ.QF1/0,8

xКАТ.QF1/0,07

xTA1/0,02

xTA2/0,02

K -1

rQS1/0,2

rQF2/0,15

rКАТ.QF2/0,5

xКАТ.QF2/0,17

xTA3/0,12

rW2/22,5

xW2/11,5

К-2

rКОНТ.W2/0,02

Рис.4.2. Схема замещения для расчета токов КЗ

Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности (рис. 4.2).

Т1:

W1:

W2:

Суммарное активное сопротивление до точки КЗ К-1.

Суммарное реактивное сопротивление до точки КЗ К-1.

Ток трехфазного КЗ в расчетной точке К-1.

Ударный ток трехфазного КЗ в расчетной точке К-1.

Определяем минимальный ток КЗ с учетом влияния электрической дуги и повышением сопротивления кабеля вследствие нагревания его током.

Суммарное активное сопротивление до точки КЗ К-1.

где – коэффициент, учитывающий повышение активного сопротивления кабеля (для приближенных вычислений)

Ток трехфазного КЗ в расчетной точке К-2.

Суммарное активное сопротивление до точки КЗ К-2.

Суммарное реактивное сопротивление до точки КЗ К-2.

Ток трехфазного КЗ в расчетной точке К-2.

Ток двухфазного КЗ в расчетной точке К-2.

Ударный ток двухфазного КЗ в расчетной точке К-2.

Определяем минимальный ток КЗ с учетом влияния электрической дуги и повышением сопротивления кабеля вследствие нагревания его током.

Суммарное активное сопротивление до точки КЗ К-2.

где – коэффициент, учитывающий повышение активного сопротивления кабеля (для приближенных вычислений)

Результаты расчетов токов КЗ сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2

Расчетная точка КЗ I_П.О. _MAX , кА i_УД. _MAX , кА I_П.О. _MIN , кА i_УД. _MIN , кА

К-1 34 60,4 23,12 33,25

К-2(2) 6,3 6,36 5,03 7,53

Для вычисления токов короткого замыкания для остальных точек внутренней сети производятся аналогичные расчеты.

4. Выбор электрооборудования ГРЩ

4.1 Выбор выключателей ГРЩ

Выбор электрооборудования производится на основании сравнения расчетных данных с паспортными данными.

Условия выбора электрооборудования.

Условия выбора выключателя:

· по напряжению Uycт £Uном;

· по номинальному току Iраб.мах £Iном ;

· по отключающей способности Iкз < Iном.откл.;

· по электродинамической устойчивости Iуд < Iном.дин.

· по термической стойкости эл.обор. к токам Вк<Iтемп² х tтемп, кА² ´с,

где Вк - тепловой импульс тока, кА² с; Iтерм ² - среднеквадратичное значение тока за время его протекания, кА;t терм - длительность протекания тока КЗ, с.

Выключатели вводов QF1, QF2- NW32H1.

Расчетные данные Каталожные данные

Uуст.=400 В Uном.=690 В

Imax=2706,72 А Iном.откл.=2900 А

Iп0=34 кА Iдин=65 кА

iуд.=60,4 кА iдин.=65 кА

Выключатель секционный QF3- NW25H1

Расчетные данные Каталожные данные

Uуст.=400 В Uном.=690 В

Imax=1402,63 А Iном=1500 А

Iп0=34 кА Iдин=65 кА

iуд.=60,4 кА iдин.=65 кА

Выключатели ШЛ1¸8- QF1.2, QF1.4, QF1.6, QF1.7, QF2.2, QF2.4, QF2.6,QF2.7- NS400N.

Расчетные данные Каталожные данные

Uуст.=400 В Uном.=690 В

Imax=318,54 А Iном=400 А

Iп0=34 кА Iдин=70 кА

iуд.=60,4 кА iдин.=70 кА

Выключатели ЩС1- QF1.3, QF2.3- NS160N

Расчетные данные Каталожные данные

Uуст.=400 В Uном.=690 В

Imax=15,91 А Iном=25 А

Iп0=34 кА Iдин=70 кА

iуд.=60,4 кА iдин.=70 кА

Выключатели ЩС2- QF1.5, QF2.3- NS160N

Расчетные данные Каталожные данные

Uуст.=400 В Uном.=690 В

Imax=81,75 А Iном=100 А

Iп0=34 кА Iдин=70 кА

iуд.=60,4 кА iдин.=70 кА

Выключатель ЩО QF1.1- NS160N

Расчетные данные Каталожные данные

Uуст.=400 В Uном.=690 В

Imax=16,03 А Iном=25 А

Iп0=34 кА Iдин=70 кА

iуд.=60,4 кА iдин.=70 кА

Выключатель ЩАО QF2.1- NS160N

Расчетные данные Каталожные данные

Uуст.=400 В Uном.=690 В

Imax=6,95 А Iном=10 А

Iп0=34 кА Iдин=70 кА

iуд.=60,4 кА iдин.=70 кА

4.2 Выбор марки и сечения отходящих от ГРЩ кабельных линий

Сечения проводов и кабелей выбраны в соответствии с гл. 1.3. [1] по условию нагрева длительным расчетным током в нормальном и послеаварийном режимах и проверяются по потере напряжения. Соответствуют току выбранного аппарата защиты, условиям окружающей среды.

Условия выбора:

Сечения проводников должны быть проверены по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение S, мм² , определяется из соотношения : ,мм² ,

где I- расчетный ток,А; JЭК=2,2 нормированное значение экономической плотности тока,А/мм² .

Сечение, полученное в результате расчета, округляется до ближайшего стандартного сечения и производится проверка по длительно допустимому току в нормальном и послеаварийном режимах работы, а также по потере напряжения в указанных режимах. В нашем случае послеаварийный режим идентичен нормальному, поэтому производим проверку только для одного режима.

По длительному допустимому току в нормальном режиме:

где К1=1- коэффициент, зависящий от температуры земли и воздуха, принимаемый по таблице 1.3.3. [1];

К2=0,7-снижающий коэффициент для проводов и кабелей, прокладываемых в коробах, принимаемый по таблице 1.3.12. [1].

По потере напряжения в нормальном режиме:

Выбор сечения кабеля к ЩО.

Определяем экономически целесообразное сечение кабеля:

мм²

Принимаем к прокладке кабель ВВГнг 5´6. IДЛ.ДОП.=42 А; r0=12,66 Ом/км; x0=0,84 Ом/км; l=30м.

Проверяем выбранный кабель по длительному допустимому току в нормальном режиме:

А

Проверяем выбранный кабель по потере напряжения в нормальном режиме:

Выбранный кабель отвечает требуемым параметрам.

Выбор сечения кабеля к ЩАО.

Определяем экономически целесообразное сечение кабеля:

мм²

Принимаем к прокладке кабель ВВГнг 5´4. IДЛ.ДОП.=35 А; r0=14,6 Ом/км; x0=1,12 Ом/км; l=30м.

Проверяем выбранный кабель по длительному допустимому току в нормальном режиме:

А

Проверяем выбранный кабель по потере напряжения в нормальном режиме:

Выбранный кабель отвечает требуемым параметрам.

Выбор сечения кабеля к ЩС1.

Определяем экономически целесообразное сечение кабеля:

мм²

Принимаем к прокладке кабель ВВГнг 5´6. IДЛ.ДОП.=42 А; r0=12,66 Ом/км; x0=0,84 Ом/км; l=30м.

Проверяем выбранный кабель по длительному допустимому току в нормальном режиме:

А

Проверяем выбранный кабель по потере напряжения в нормальном режиме:

Выбранный кабель отвечает требуемым параметрам.

Выбор сечения кабеля к ЩС2.

Определяем экономически целесообразное сечение кабеля:

мм²

Принимаем к прокладке кабель ВВГнг 5´70. IДЛ.ДОП.=180 А; r0=1,56 Ом/км; x0=0,48 Ом/км; l=80м.

Проверяем выбранный кабель по длительному допустимому току в нормальном режиме:

А

Проверяем выбранный кабель по потере напряжения в нормальном режиме:

Выбранный кабель отвечает требуемым параметрам.

Выбор сечения кабеля к ЩВ.

Определяем экономически целесообразное сечение кабеля:

мм²

Принимаем к прокладке кабель ВВГнг 5´25. IДЛ.ДОП.=95 А; r0=4,44 Ом/км; x0=0,55 Ом/км; l=40м.

Проверяем выбранный кабель по длительному допустимому току в нормальном режиме:

А

Проверяем выбранный кабель по потере напряжения в нормальном режиме:

Выбранный кабель отвечает требуемым параметрам.

Выбор сечения кабеля к ШЛ1.

Определяем экономически целесообразное сечение кабеля:

мм²

Принимаем к прокладке кабель 2´(ВВГнг 4´95)+ПВЗ 1´95. IДЛ.ДОП.=520А; r0=0,9 Ом/км; x0=0,46 Ом/км; l=70м.

Проверяем выбранный кабель по длительному допустимому току в нормальном режиме:

А

Проверяем выбранный кабель по потере напряжения в нормальном режиме:

Выбранный кабель отвечает требуемым параметрам.

Выбор сечения кабеля к ШЛ2.

Определяем экономически целесообразное сечение кабеля:

мм²

Принимаем к прокладке кабель 2´(ВВГнг 4´95)+ПВЗ 1´95. IДЛ.ДОП.=520А; r0=0,9 Ом/км; x0=0,46 Ом/км; l=65м.

Проверяем выбранный кабель по длительному допустимому току в нормальном режиме:

А

Проверяем выбранный кабель по потере напряжения в нормальном режиме:

Выбранный кабель отвечает требуемым параметрам.

Выбор сечения кабеля к ШЛ3.

Определяем экономически целесообразное сечение кабеля:

мм²

Принимаем к прокладке кабель 2´(ВВГнг 4´95)+ПВЗ 1´95. IДЛ.ДОП.=520А; r0=0,9 Ом/км; x0=0,46 Ом/км; l=60м.

Проверяем выбранный кабель по длительному допустимому току в нормальном режиме:

А

Проверяем выбранный кабель по потере напряжения в нормальном режиме:

Выбранный кабель отвечает требуемым параметрам.

Выбор сечения кабеля к ШЛ4.

Определяем экономически целесообразное сечение кабеля:

мм²

Принимаем к прокладке кабель 2´(ВВГнг 4´95)+ПВЗ 1´95. IДЛ.ДОП.=520А; r0=0,9 Ом/км; x0=0,46 Ом/км; l=55м.

Проверяем выбранный кабель по длительному допустимому току в нормальном режиме:

А

Проверяем выбранный кабель по потере напряжения в нормальном режиме: