Электроснабжение предприятия

t] ; р,max ≤ [р,max]. Кроме указанных трех режимов ПУЭ устанавливают и другие расчетные режимы, которые рассмотрены ниже.5.1.Удельные нагрузки на проводПри механическом расчете проводов ВЛ 110 кВ и сечением 70 мм² при длине пролета I прол. целесообразно пользоваться удельными механическими нагрузками на провод, то есть нагрузкамиприведенными к 1м длины пролета и 1 мм² сечения провода,где Iпрол. 0,9 •Iг =0,9 • 135 =121,5м ; Iг = 135м – габаритный пролет.Удельная нагрузка на провод от собственного веса провода определяется через Р = 492 даН/мм² одного км провода и его сечения q, как даН/мм².Удельная нагрузка от веса гололеда на проводе, исходя из цилиндрической формы гололедных отложений, составляет:Р2 = •qо •С max (q + C max ) / q, где qо = 0,9•103 даН/м3 = 0,9•10-3 даН/м•мм² - плотность льда; Сmax = 10мм – максимальная толщина стенки гололеда ;d = 9,2мм – диаметр провода АС-70/11.Тогда получим:Р2 = даН/м•мм².Суммарная удельная нагрузка Р3 от веса провода и гололеда определяется суммированием нагрузок Р1 и Р2, поскольку обе эти нагрузки имеют одинаковое вертикальное направление.В этом случае имеем:Р3 = Р1 + Р2 = 7 • 10-3 + 7.75•10-3 = 14.8•10-3даН/м•мм².Ветровая нагрузка действует на провод в горизонтальном направлении.При расчете удельной нагрузки от воздействия ветра, учитываем максимальный скоростной напор ветра:Qmax = 55 даН/м².Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу, при отсутствии гололеда составляет:даН/м•мм²,Удельная нагрузка от давления ветра при наличии на проводе гололеда составляет: даН/м•мм²,где qвет.=0,25• Qmax – при расчете удельной нагрузки Р5 считается невозможным одновременное воздействие на провод и максимального напора ветра и максимального гололеда, поэтому принимаем напор ветра qвет.=0,25• Qmax.Удельная нагрузка от ветра и веса провода без учета гололеда и с учетом того, что ветровая и весовая нагрузки направлены соответственно горизонтально и вертикально, составляет:даН/м•мм².Удельная нагрузка от ветра и веса провода, покрытого гололедом, составляет:даН/м•мм².Удельная нагрузка Рmax выбирается из двух расчетных удельных нагрузок Р6 и Р7, а так как Р7 = 15,8•10-3 даН/м•мм² Р6 = 9.8 даН/м•мм², в расчетах принимаем Рmax = Р7 = 15,8•10-3 даН/м•мм².5.2.Уравнение состояния провода и определение исходного режимаДля режима «i» и режима «j» характеризующихся удельными нагрузками Рi и Рj и температурами ti и tj, связь между механическими напряжениями в проводе i и j в этих режимах выражается уравнением состояния провода.Это уравнение имеет следующий вид:i + а•Е•i – Р2i •I2•Е / 242i = j + а•Е•j – Р2j •I2•Е / 242j.Для расчета механической прочности провода выберем метод определения режима. Исходный режим – режим наибольшей внешней нагрузки с параметрами Рmax = 15,8•10-3 даН/м•мм² и г = -5оС. Подставив параметры исходного режима в левую часть уравнения состояния провода, вычислим значение: С = [р.max] + а•Е•r – Р2мах•I2r•Е / 24 [р.max]2 = = 13+18,3•10-6•8,9•103•(-5)•(15,8•10-3)2•702•8,9•103/24•132== 8,52 даН/мм².В правую часть уравнения подставим параметры режима низшей температуры Р1 и min. Уравнение сведется к неполному кубическому уравнению вида:3min,t + A•2min,t + B = 0, где А = а•Е•min – C ;В = Р2i•I2г•Е / 24 ;таким образом, А = 18,3•10-6•8,9•103•(-20) – 8,52 = - 11,78 ;В = (4,1•10-3)2•1202•8,9•103/24 = - 89,8 ;3min,t – 11,78•2min,t – 89,8 = 0;min,t =13-(133+89,8+132 + (-11,78)/(3•132+2•(-11,8)•13)= =1,5 даН/мм². Решаем кубическое неполное уравнение методом касательных. В качестве начального приближения принимаем допустимое напряжение, то есть о = [].При выполнении условия i+1 - i = 0,1расчет следует прекратить, поскольку требуемая точность достигнута.min = 10,9 ≤ 11,6 – условия выполняются, расчет прекращаем.Далее, в правую часть уравнения подставляем параметры режима среднегодовой температуры Р1 и ср:3t,ср + А2t,ср + В = 0,где А = - 7,7 ;В = - 89,8 ;t.ср = 3,2 даН/мм² 8,7 даН/мм², то есть условие выполняется. 5.3.Расчет монтажных стрел провесаОсновной задачей механического расчета провода является определение таких условий его монтажа, чтобы в процессе эксплуатации линии механические напряжения в проводе в режимах низшей температуры, среднегодовой температуры и наибольшей внешней нагрузки не превышали допустимых значений.Монтаж провода осуществляется при отсутствии гололеда, сильного ветра, но при любой температуре. Следовательно, монтажный режим характеризуется удельной нагрузкой Р1 и температурой монтажа м.Температура монтажа может изменяться в пределах:м.minмм.max, где м.max – высшая температура, установленная на основе метеорологических наблюдений и округленная с точностью до 5оС.Выбираем:м.1 = -20оС; м.2 = 0оС; м.3 = 10оС; м.4 = 20оС; м.5 = 40оС; м.6 = 70оС.Шаг изменения температуры применяем м. = 10оС. Для решения сравнения состояния провода воспользуемся параметрами исходного режима [исх.], Рисх., Qисх.:С = [исх] + а•Е•исх.– Р2исх.•I2•Е / 24 [исх]2 = 4,1 даН/мм².Сводим уравнения к неполному кубическому:3м+ A•2исх + B = 0, где А = - 11,78 ;В = - 89,8 ;м = 1,5. Так же выполняем расчет м для всех температур монтажа. По полученным расчетным данным строится монтажный график м=f(м) для сечения провода q = 70 мм² и длины пролета I= 120м. Пользоваться зависимостью м=f(м) при монтаже провода неудобно, поэтому от механического напряжения в проводе переходят к его стреле провеса, которая вычисляется по выражению:n1 = Р1•I2 / 8•м1 = 4,1•10-3•1202 / 8•1,5 = 4,9м.Расчет сводим в табл. № Таблица №м, оС-20-100+10+20+40+70м7,96,85,854,43,52,7n0,911,21,41,62,02,6Следовательно, при монтаже провода его стрелу провеса следует устанавливать в соответствии с зависимостью fм=f(м). Следует заметить, что зависимость имеет линейный характер, представленный на рис. Рис. Монтажный график провода.5.4.Проверка габарита воздушных линийПУЭ [ ] устанавливают наименьшее допустимое расстояние от низшей точки провисания провода до земли или подъемных сооружений. Это расстояние называется габаритом ВЛ. Наименьшие допустимые значения габарита hг = 7м для ВЛ-110 кВ в населенной местности. Рис. Фрагмент ВЛ электропередачи.Для двухцепной опоры величина габарита воздушной линии hг определяется условием:hг Н – hm-n – 2•hn-n – – n.max, где Н = 22,6м – высота выбранной унифицированной опоры ;hm-n = 2,7м – расстояние между точками провеса троса и верхнего проводов ; hn-n = 4м – расстояние между точками подвеса верхнего и нижнего проводов ; = 1м – длина гирлянды изоляторов ;n.max = 2,6м – максимальная стрела провеса провода.hг 22,6 – 2,7 – 2• 4 – 1 – 2,6 ;7м 8,3 – условие выполняется.Следовательно, опора выбрана правильно. 6.ВЫБОР ГЛАВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ГПП И СХЕМЫ СОБСТВЕННЫХ НУЖДКак рассматривалось ранее, на ГПП устанавливаем два трансформатора ТДН-16000/110. Питание ГПП осуществляется по двухцепной ВЛ-110 кВ от районной подстанции, находящейся от предприятия на расстоянии 18 км. Для повышения надежности электроснабжения предприятия при плановом ремонте одной из линий предусматриваем неавтоматизированную ремонтную перемычку с двумя разъединителями. Эта перемычка позволяет также присоединять оба трансформатора к одной линии; сохранить в работе трансформатор при повреждении питающей его линии, переключив его на вторую линию (перекрестное питание); обеспечить питание подстанции на время ремонта трансформатора. На стороне вторичного напряжения принимаем одиночную секционированную систему сборных шин с двумя секциями.При построении системы электроснабжения исходим из раздельной работы линий и трансформаторов, так как при этом снижаются токи короткого замыкания, упрощаются схемы коммутации и релейная защита.Для защиты трансформаторов ГПП, а также для коммутации на стороне высшего напряжения 110 кВ принимаем к установке элегазовые выключатели типа ВГУ. На стороне низшего напряжения 10 кВ устанавливаем вакуумные выключатели в цепи трансформатора: вводные выключатели, секционный выключатель и выключатели на отходящих линиях. Более подробно о коммутационных, измерительных и защитных аппаратов будет изложено в соответствующих разделах. РУ 110 кВ выполняем открытым (ОРУ). ОРУ должны обеспечить надежность работы, безопасность и удобство обслуживания при минимальных затратах на сооружение, возможность расширения, максимальное применение крупно блочных узлов заводского изготовления. Все аппараты ОРУ обычно располагаются на невысоких основаниях (металлических или железобетонных). По территории ОРУ предусматриваются проезды для возможности механизации монтажа и ремонта оборудования. Шины могут быть гибкими из многопроволочных проводов или из жестких труб. Первые крепятся с помощью подвесных изоляторов на порталах, а вторые — с помощью опорных изоляторов на железобетонных или металлических стойках. Кабели оперативных цепей, цепей управления, релейной защиты и автоматики прокладываются в лотках из железобетонных конструкций без заглубления их в почву или в металлических лотках, подвешенных к конструкциям ОРУ.Открытое РУ должно быть ограждено. РУ низшего напряжения ГПП выполняем закрытым и для его устройства используем комплектные распределительные устройства( КРУ) выкатного исполнения, так как от РУ 10 кВ запитаны ответственные потребители ( I и II категории) и может понадобиться быстрая замена выключателя. Для ремонта и ревизии его выкатывают с помощью тележки на которой он установлен, и заменяют другим, что более удобно и быстро, а главное занимает меньше времени, по сравнению с заменой выключателя в стационарных камерах типа КСО. Кроме выключателя, на выкатной тележке монтируют трансформаторы напряжения и ограничители перенапряжений, силовые предохранители, разъёмные контакты соединений главной цепи. 7.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И ТИПОВ ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП-10/0,4 кВ И ВЫБОР КОМПЕНСИРУЮШИХ УСТРОЙСТВ ДО И ВЫШЕ 1000 В 8.ВЫБОР ВНУТРИЗАВОДСКОЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ 10 кВ И СЕЧЕНИЯ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 9.УЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ……………….. 10.РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ ОТХОДЯЩИХ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 10 кВ…………………………………………………………. 11.ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ И ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ ПОДСТАНЦИИ 110/10 кВ…………………………………………… 12.РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА НА ПОДСТАНЦИИ 110/10 кB………………………………………………………………………….. 13.КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОЕКТА……………………………… 14.ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ И МОЛНИЕЗАЩИТА ПОДСТАНЦИИ 110/10 кВ………………………………………………………………………….. 15.БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ……………………………… 16.ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И СМЕТНО-ФИНАНСОВЫЙРАСЧЕТ……………………………………………………………………………ЗАКЛЮЧЕНИЕСПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВПравила устройства электроустановок – М.: Энергоатомиздат, 2011 г.Пособие по дипломному проектированию: комплекс учебно-методических материалов / Г.Я.Вагин, Е.Н.Соснина, А.М.Мамонов, Е.В.Бородина; Нижегород. Гос. техн. ун-т им. P.E.Алексеева. Нижний Новгород, 2009. – 167 с. Б. А. Князевский, Б. Ю. Липкин «Электроснабжение промышленных предприятий», М.: «Высшая школа», 1986 г.Специальные вопросы электроснабжения. Составитель – А. И. Гардин, - НГТУ, 1988 г.Справочник по проектированию электроснабжения под ред. Ю. Г. Барыбина и др. – М.: «Энергоатомиздат», 1990 г.«Электроснабжение и электрооборудование цеха» / Методические указания – Н. Н., 2002 г.«Характеристики электрооборудования напряжением 0.4 кВ» / Справочное пособие – Н.Н., 2002 г. Козулин В.С., Рожкова Л.Д. Электроснабжение -М.: Энергоатомиздат, 1987 Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов. М.: Энергия. 1973. 584 с.Вагин Г.Я. Специальные вопросы электроснабжения промышленных предприятий: Учебное пособие. Горький. ГПИ. 1986. 76 с.Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат. 1984. 472 с.Шидловский А.К., Вагин Г.Я., Куренный Э.Г. Расчеты электрических нагрузок систем электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат. 1992. 224 с.Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1989.-608 с.Головкин Н.Н., Карпова Э.Л., Федоров О.В. Технико-экономические расчеты в дипломном проектировании. Учебное пособие. Н.Новгород, НГТУ, 1991.-104 с.ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Введен с 01.01.99. ИПК издательство стандартов, 1998.Защита электроустановок от прямых ударов молнии: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров и др. Н.Новгород, 2001. – 11с.Защитное заземление электроустановок: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров и др. Н.Новгород, 2001. – 19с.Методические указания к выполнению графической части курсовых и дипломных проектов / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров. Н.Новгород, 2002. – 33с.Методические указания к выполнению графической части курсовых и дипломных проектов для студентов специальностей 1002 и 1004. Н.Новгород, НГТУ. 2002.Стандарт предприятия. Проекты (работы) дипломные и курсовые. Общие требования к оформлению пояснительных записок и чертежей. – СТП I-У-НГТУ-88.Г.Я.Вагин, Н.Н.Головкин, О.В.Маслеева Пособие по дипломному проектированию для студентов специальности 1004 "Электроснабжение". Н.Новгород, НГТУ, 2004.-137 с.