Вопрос повышения надежности системы электроснабжения промышленных предприятий, занимает ключевую позицию в рамках технического перевооружения и инновационного развития промышленной отрасли и энергетики РФ. Своевременное развитие сетевой инфраструктуры на промышленных предприятиях создает предпосылки к развитию промышленных площадок, увеличению производства и повышения производительности предприятий за счет обеспечения надежности системы электроснабжения вследствие снижения аварийных ремонтов электрооборудования.
Развитие промышленных электрических сетей невозможно без реконструкции существующих главных понизительных подстанций с увеличением трансформаторной мощности.
В целях обеспечения рационального расходования электроэнергии, нормами технологического проектирования предусматривается использование наиболее надежных, и, одновременно, современных решений в части выбора оборудования и формирования электрической схемы системы электроснабжения промышленных предприятий.
Целью данной работы является: повышение надежности системы электроснабжения дожимной насосной станции ОАО «Сургутнефтегаз»».
Для достижения поставленной цели в данной ВКР проработаны следующие задачи:
1. Проведен анализ характера существующих и будущих потребителей электроэнергии;
2. Проведен анализ существующей схемы распределительных устройств на соответствие современным требованиям;
3. Проверена загрузка существующих силовых трансформаторов с учетом перспективного ввода мощностей новых потребителей;
4. Рассчитаны токи короткого замыкания;
- Определены и выбраны основные параметры необходимого электрооборудования и устройств, а также выбраны и рассчитаны уставки микропроцессорной релейной защиты [4].
1 Геологическая и климатическая характеристика местности
расположения «Быстринского месторождения»
«Быстринское месторождение» расположено в районе с суровыми климатическими условиями: где максимальная температура в зимний период опускается до (–50) °С, а в летнее время поднимается до (+34) °С. Снежный покров достигает 1,7 метров, земля промерзает на глубину более 2 м.
Климатические особенности района расположения «Быстринского месторождения» указаны в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Расчётные климатические и геологические условия района Наименование Значение Тмакс воздуха 0С (+34) Тмин воздуха 0С (-50) Тср воздуха 0С (-2,3) Относительная влажность воздуха % 80,0 Продолжительность зимнего периода, Nз, суток 200 Продолжительность летнего периода, Nл, суток 165 Степень загрязнения изоляции оборудования I Район по гололеду III (20 мм) Район по ветру III (650 Па) Средняя скорость ветра, м/с 3,0 Район по пляске проводов II Район по грозовой деятельности, час от 10 до 20 Грунт Песчаный
Разработка системы электроснабжения сельскохозяйственного района
... электроснабжения данного сельскохозяйственного района выделяются основные задачи, для решения которых требуется комплексный подход к выбору схемы электроснабжения, технико-экономическое обоснование решений, определение элементов системы электроснабжения. Требуемый уровень надежности ... данной выпускной квалификационной работе рассматривается электроснабжение сельскохозяйственного района и вопрос ...
Дожимная насосная станция распложена на одной из площадок НГДУ «Быстринскнефть». Она предназначена для перекачки нефти на предприятия по нефтепереработке и дальнейшей транспортировки подготовленной нефти в центральный нефтепровод ОАО «Сургутнефтегаз»
2 Анализ системы электроснабжения
Для электроснабжения месторождения построена ПС-110/6кВ «Быстринская», с номинальными данными, указанными в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Основные технические сведения о ПС 110/6кВ «Быстринская»
Единица фактическое Наименование технического параметра
измерения значение Номинальные напряжения распределительной
кВ 6 сети от ПС Тип питающих линий КТПП ДНС — 2 × КЛ Расстояние от ПС «Быстринская» до ДНС км 1,35 Ток КЗ на шинах источника питания кА 9,7
Необходимо отметить, что Быстринское месторождение является одним из крупнейших месторождений нефти ОАО «Сургутнефтегаза». В связи с этим, обеспечение надежной системы электроснабжения данного месторождения, является актуальной задачей, так как аварийные ситуации из-за устаревшего электрооборудования могут привести, к простою производства и аварийным ситуациям, что может существенно ухудшить экологическую обстановку в регионе.
Поэтому в данной работе при рассмотрении реконструкции электроснабжения дожимной насосной станции, особое внимание будет уделено выбору надежной схемы электроснабжения и выбору электрооборудования.
3 Расчёт электрических нагрузок
При выполнении расчета реконструкции электрической сети должно быть выполнено:
1. Надёжное обеспечение качественной электроэнергией всех потребителей данного месторождения;
2. Внедрение современных технических решений по обеспечению снижения трудоёмкости и финансовых затрат по обслуживанию данного участка электроснабжения;
3. Рациональное использование территории;
4. При реконструкции применять типовые прогрессивные проекты, серийное оборудование российского производства;
5. Охрана окружающей среды.
При реконструкции необходимо предусмотреть возможность поэтапного развития схемы электроснабжения по мере роста нагрузки, без коренного изменения электросетевых сооружений на каждом этапе.
Реконструируемую систему электроснабжения выполняем таким образом, чтобы в нормальном режиме работы все элементы системы находились с максимально возможной нагрузочной способностью.
Для этого необходимо на первоначальном этапе провести расчет электрических нагрузок потребителей ДНС.
При расчёте электрической нагрузки потребителей ДНС, пользуемся расчётными значениями, по типовым проектам указанными в таблице 3.1.
где: Sрасч. – максимальная расчетная полная электрическая мощность;
- Ррасч. – максимальная расчетная активная электрическая мощность, кВт[8];
- Qрасч. – расчетная реактивная электрическая мощность, кВАр;
- расчётный коэффициент спроса;
- расчётный коэффициент использования;
- и – коэффициенты мощности.
Таблица 3.1–Расчётные данные нагрузки КНС
Проектирование системы электроснабжения жилого микрорайона города
... проектирования системы электроснабжения города является создание экономически целесообразной системы, обеспечивающей необходимое количество и качество комплексного электроснабжения всех потребителей, а также обеспечивающих их экономическую эксплуатацию. В данном дипломном ... нагрузка микрорайон трансформатор 2.2 ... — установленная мощность электродвигателя , кВт. Мощность резервных электродвигателей, ...
Sном. Sрасч. Pрасч. Qрасч. Потребитель cosφ tgφ Kи Kс
кВА кВА кВт квар Станция перекачки нефти 4×250 0,8 0,75 0,5 1 500 400 300 Насос пожаротушения 2×75 0,8 0,75 1 1 150 120 90 Компрессорная 2×75 0,75 0,88 0,65 0,5 48,75 36,6 32,2 Кран-балка 8 0,5 1,73 0,05 1 5,6 2,8 4,8 Вентиляционная система 2×11 0,8 0,75 0,75 0,6 6,6 5,28 3,96 Мастерская 34 0,8 0,75 0,55 0,4 7,48 5,984 4,488 Освещение 4,2 0,95 0,32 0,9 1 3,78 3,591 1,14912 Здание операторной Электрообогрев
24 0,9 0,48 0,65 1 15,6 14,04 6,7392 помещений Освещение 1,5 0,95 0,32 0,92 1 1,38 1,311 0,41952 Система вентиляции и
24 0,8 0,75 0,6 0,7 8,4 6,72 5,04 кондиционирования Оргтехника 17 0,95 0,32 1 0,9 15,3 14,535 4,6512 Бытовое помещение 15 0,85 0,61 0,5 0,8 6 5,1 3,111 Итого 1445,7 768,9 615,9 453,46
4 Выбор и расчёт мощности силовых трансформаторов
ДНС являются потребителями I категории электроснабжения. Согласно ПУЭ в нормальном режиме данный потребитель должен получать питание от двух независимых взаимно резервируемых источников с системой АВР по стороне 0,4 кВ[4].
Так как, ДНС являются потребителями I категории, то на понизительной подстанции будут находится одновременно в работе два трансформатора работающих на две независимые секции шин 0,4 кВ.
Располагаемая мощность силовых трансформаторов, должна обеспечивать: в нормальном режиме работы ПС и в ремонтном (когда один трансформатор находится в состоянии ремонта, после аварийного отключения или в плановом)питание всех потребителей, без ограничения в потреблении электроэнергии.
На двухтрансформаторной подстанции при расчёте мощности трансформаторов приведем к послеаварийному режиму.
Рассчитываем мощность трансформаторов для электроснабжения ДНС с учётом перспективы развития предприятия на срок 10 лет с 30 % запасом:
- где:kз – коэффициент загрузки силового трансформатора в нормальноэксплуатационном режиме работы ТП, который должен составлять не более 0,7;
- Sмакс.расч.
– максимальная расчетная мощность ТП, для потребителей Iкатегории, указанная в таблице 3.1, максимальная расчётная нагрузка ДНС равна 768,9 кВА.
Sном.Тр – наибольшая стандартная мощность трансформатора, в справочной литературе, кВА;
- По справочному материалу выбираем типовую мощность силовых трансформаторов с = 2×1000кВА.
Выбранная мощность трансформатора должна соответствовать требованию:
где: – коэффициент аварийной перегрузки при отключении одного из трансформаторов (согласно ПУЭ, в послеаварийном режиме разрешается на 40%)[3].
Коэффициент загрузки силового трансформатора в послеаварийном режиме или ремонтном режиме работы рассчитываем по выражению 4.2:
Согласно ПТЭ перегрузка трансформаторов в аварийном режиме допускается сверх номинального тока до 40%.
Выбранный трансформатор соответствует всем требованиям. Таблица 4.1 – Номинальные данные выбранного трансформатора
Напряжение обмотки Потери, Тип UКЗ, Iхх,
SномкВА кВ кВт трансформатора % %
ВН НН ΔPХХ ΔPКЗ
ТМ-1000/6 1000 6 0,4 3 11,2 5,5 1,5
5 Расчет и выбор КУ на шинах 0,4 кВ ТП
В настоящее время компенсация реактивной мощности на ПС, снабжающие потребителей с большой реактивной нагрузкой, является неотъемлемой частью системы надёжного и экономически выгодного электроснабжения.
Компенсация реактивной мощности
... активной энергии расходуется на потери. Реактивная мощность не связана с полезной работой ЭП и расходуется на создание электромагнитных полей в электродвигателях, трансформаторах, линиях. Из курса ТОЭ известно, что реактивная мощность ... процесса, ведущие к выравниванию графика нагрузки и улучшению энергетического режима оборудования (равномерное размещение нагрузок по фазам, смещение времени ...
Так, как на ПС-6/0,4 кВ «Быстринская» на секциях 0,4 кВ, основным потребителем являются асинхронные электродвигатели, являющиеся потребителем с реактивной нагрузкой, подключаем компенсирующую установка реактивной мощности 0,4 кВ.
Для расчёта мощности компенсирующего устройства нужны следующие данные, представленные в таблице 5.1.
Таблица 5 – Данные для расчёта мощности КУ cosφ tgφ Ррасч. Qрасч. Sрасч. 0,77 0,68 250,14 172,56 967,0
При этом данные в таблице 5.1 определялись по следующим формулам:
Чтобы к шинам 0,4 кВ реконструируемой ПС, показанной на рисунке 5.1, подключить компенсирующее установку, выполним расчет номинальной реактивной мощности КУРМ и ступень её регулирования.
Рисунок 5.1 – Схема подключения к шинам НН КУ
При выполнении расчётов УКРМ принимаем, что секционный автомат 0,4 кВ находится во включенном состоянии, и две работающие секции шин рассматриваем как одну секцию, и рассчитываем как:
- где: . – расчётная активная мощность нагрузки;
- номинальная мощность УКРМ.
Потребляемая активная мощность на секциях 6 кВ КТП является суммой потерь активной мощности в силовом трансформаторе и мощности нагрузки:
- где: ΔPТр – потери активной мощности в трансформаторе в соответствии с паспортными параметрами завода изготовителя, кВт;
- Pрасч. – расчётная активная мощность на шинах 0,4 кВ;
Потребляемую реактивную мощность на шинах 6 кВ рассчитывается как:
- где: ΔQТ – потери реактивной мощности в трансформаторе в соответствии с параметрами завода изготовителя;
- ΔQКУ – мощность ступени регулирования УКРМ.
Рассчитываем реактивную мощность нагрузки на стороне 0,4 кВ как:
где: Ʃ S0,4 кВ – потребляемая полная мощность на шинах 0,4 кВА ТП.
В силовых трансформаторах значения потерь активной и реактивной электроэнергии не постоянны и зависит от потребляемой мощности, подключенной к шинам трансформатора.
Потерю мощности в силовом трансформаторе на основании таблице 4.1 по выражениям 5.5; 5.6:
- где: ΔPТр. – нагрузочные потери активной мощности в трансформаторе;
- ΔPxx – потери активной мощности холостого хода в трансформаторе, кВт;
- ΔPк – потери активной мощности короткого замыкания в трансформаторе, кВт;
- где ΔQТр..
– нагрузочные потери реактивной мощности в трансформаторе; Iхх – ток холостого хода трансформатора, %; Uк – напряжение короткого замыкания трансформатора, %. Рассчитываем номинальную мощности компенсирующей установки реактивной мощности по выражениям 5.7; 5.8:
- где: tgϕ макс– коэффициента реактивной мощности с максимальным значением, принимаем равному 0,1;
- tgϕ мин – коэффициента реактивной мощности с минимальным значением, принимаем равному 0.
При потреблении электроэнергии tgϕ может иметь как отрицательное, так и положительное значение. При избыточном значении реактивной мощности компенсирующей установки на шинах получим перекомпенсацию реактивной мощности в сеть, это нежелательно, как и недокомпенсация, это так же приведёт к потери электроэнергии в электросети.
Произведём подбор номинальной мощности КУ по условию 5.9:
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ДОШКОЛЬНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
... холодное водоснабжение создают комфортные условия для нахождения детей в детском саду. Наряду с выполнением функционального назначения система электроснабжения должна соответствовать требованиям электро и пожаробезопасности. При строительстве дошкольных ...
где: QКУ.макс и QКУ.мин – граничные значениями реактивной мощности установки.
Выбираем по каталогу установку компенсации реактивной мощности с номинальной типовой мощностью 500 кВАр.
Номинальные данные КУРМ занесены в таблицу 5.1
Таблица 5.1 – Заводские данные компенсирующих устройств реактивной мощности.
Uном., Q Шаг регулировки, Число Наименование
кВ кВАр кВАр ступеней
АУКРМ-0,4-500-20-25 0,4 500 25 20
Рассчитываем значение реактивной мощности на шинах 0,4 кВ реконструируемой ПС с подключенной установкой КРМ по выражению 5.10:
По данному выражению видно, что потребляемая мощность на шинах 0,4 кВ значительных изменений не вызовет.
Выбранная мощность компенсирующей установки подходит для использования в расчётной ПС.
Минимальной величиной изменения значения реактивной мощности компенсирующей установки – является ступенью регулирования реактивной мощности, зависимость которой зависит от нагрузки, подключенной к шинам ПС. Если произойдёт уменьшение активной нагрузки, то должна уменьшаться и реактивная мощность компенсирующего устройства.
При расчёте ступени регулирования реактивной мощности нужно учесть, что снижение активной нагрузки, значение реактивной нагрузки на шинах может оказаться меньше значения ступени регулирования КУ, и tgϕ выйдет за границы допустимых значений максимальных и минимальных значений.
Для предотвращения работы компенсирующего устройства в режиме перекомпенсации реактивной мощности произведём расчет ступени регулирования. в режиме минимальной загрузки силовых трансформаторов.
Рассчитаем потери активной мощности в трансформаторе в режиме минимальной загрузки, где за полную мощность нагрузки примем активную расчётную нагрузку, считая, что реактивная мощность компенсировалась устройством КРМ по выражению 5.11:
Опираясь на результаты расчёта, для цеховой комплектной трансформаторной подстанции 6/0,4 кВ рассматриваемого объекта выбираем два масляных трансформатора: 2 ТМ-1000-6/0,4. Так как все электроприёмники дожимной насосной станции относятся к первой категории надёжности электроснабжения, то электроснабжение цеха необходимо осуществлять от двух независимых источников питания [2].
Исходя из меньшей стоимости (масляные трансформаторы в 2 раза дешевле сухих) и категории пожароопасности (дожимная насосная станция относится к помещениям с высокой пожароопасностью (категория В)), было принято решение о выборе для цеховой КТП масляных трансформаторов, с установкой КУ АУКРМ-0,4-500-20-25 и с шагом ступени 25 квар.
6 Выбор схемы питающей сети 6/0,4кВ
6.1 Выбор схемы питающей сети 6 кВ
Схема внешнего электроснабжения – это элемент системы электроснабжения производственного объекта, предназначенный для питания производственных площадок нефтедобывающего предприятия, а также распределения электрической энергии по территории производства [12].
Выбранная схема должна быть надёжной, гибкой, безопасной и практичной (соответствовать характеру производимых работ и условиям окружающей среды) [5].
В нашем случае в качестве источника электроэнергии для дожимной насосной станции является ПС 110/6 «Быстринская».
Передачу электроэнергии потребителю от источника электроснабжения возможно осуществлять по магистральной, радиальной, и смешанной схеме.
Электроснабжение птицефабрики на 77 тыс. голов кур РУП «Белоруснефть–Особино» ...
... электроснабжении допустим только на время автоматического ввода резервного питания. На птицефабрике ... напряжением 0,38/0,22 кВ 10. Расчет токов короткого замыкания 11. Выбор защиты отходящих линий 12. Расчет заземления контура ТП и повторных заземлений ... нарушений нормальных режимов работы, повторное автоматическое ... схем 6.2 Выбор площади сечения и количества проводов 6.3 Определение потерь напряжения ...
В нашем случае для потребителя первой категории наиболее надёжной считается радиальная схема электроснабжения так, как при повреждении одного из участка линии, произойдёт отключение только повреждённого участка с одним потребителем.
Магистральная схема электроснабжения является менее надежной, но является экономичной так, как для её реализации требуется меньше выключателей и кабельных линий.
При подключении потребителей по магистральной схеме питания для повышения гибкости схемы, потребителей подключают через свой автомат.
При выполнении релейной защиты для магистральной схемы на головном выключателе рассчитывают завышенные уставки по отношении к одному из потребителей.
Радиальная схема подключения дороже магистральной, так как требует большого длины кабельных линий и количества используемых выключателей, но в данном случае отключение потребителя приведёт к большим потерям, потому что от режима работы насосной станция зависит режим работы остальных предприятий, связанных с переработкой газа.
6.2 Выбор схемы питающей сети 0,4 кВ
Схема внутрицехового электроснабжения 0,4 кВ – это элемент системы электроснабжения производственного объекта, предназначенный для питания электрооборудования, а также распределения электрической энергии по территории цеха [12], в данном случаи дожимной насосной станции. Выбранная схема должна быть надёжной, гибкой, безопасной и практичной (соответствовать характеру производимых работ и условиям окружающей среды) [5].
В качестве схемы внутрицехового электроснабжения будет использоваться радиальная схема. Во-первых, радиальные схемы применяются для электроприёмников любой первой категории надёжности электроснабжения [13].
Во-вторых, она наиболее надёжная и повреждение одного из потребителей не повлияет на работоспособность остальных; при выборе схемы акцент ставится на обеспечение высокого уровня надёжности и бесперебойности электроснабжения).
В-третьих, радиальная схема удовлетворяет всем ранее перечисленным требованиям и имеет важное достоинство – возможность к модернизации при развитии предприятия.
Представим схему внутрицехового электроснабжения рассматриваемого объекта (см. рисунок 6.1).
КТП Индивидуальные
приёмники
РЩ
Индивидуальные
приёмники
Индивидуальные
приёмники
Рисунок 6.1 – Радиальная схема электроснабжения
По стороне 0,4 кВ для электроснабжения технологического промышленного оборудования – радиальную схему, ориентируясь на её надёжность и независимость в сети электроснабжения.
Схему питания освещения предприятия и помещения обслуживающего персонала, с учётом, что параллельно с рабочим освещение применяется аварийное независимое освещение, запитанное от отдельного источника, применяем наиболее экономичную магистральную схему. Магистральная схема изображении на рисунке 6.2.
Потребители
Потребители
Индивидуальны
й приёмник
КТП
Главная питающая
магистраль
Распределитель
ные магистрали
Потребители
Потребители
Потребители
Рисунок 6.2 – Магистральная схема электроснабжения
Проектирование системы электроснабжения города
... электроснабжения города понимается совокупность электрических сетей и трансформаторных подстанций, расположенных на территории города и предназначенных для электроснабжения его потребителей. Система электроснабжения города представляет собой совокупность электрических сетей всех применяемых напряжений. Она включает электроснабжающие сети ...
7 Выбор исполнения ТП
Для электроснабжения дожимной насосной станции по техническим требованиям, и пожарной безопасности предприятия, трансформаторную подстанцию запрещается размещать внутри здания насосной станции. В данном случае целесообразно с расчётом на дальнейшее развитие предприятия, разместить трансформаторную подстанцию в отдельно стоящем исполнении.
Согласно этим требованиям планируется использовать ПС комплектного типа российского производства. В качестве производителя КТП рассматриваем АО «Электронмаш», это предприятие хорошо зарекомендовало себя на отечественном ранке – как производителя современного, высокотехнологичного, промышленного оборудования. Также АО «Электронмаш» способно предложить заказчикам эффективные решения в области электроснабжения и автоматизации.
КТП планируется установить блочного типа, преимущество данного вида здания в том, что подстанцию на место установки доставляется блоками не требующие перед установкой крупных подготовительных работ.
Трансформатор, также и всё силовое оборудование планируется разместить внутри утеплённых блоках, с приточно-вытяжными вентиляторами.
Вводные ячейки по стороне 6 и 0,4 кВ согласно первичной схеме выполняем с кабельными вводами, для удобства заводки кабеля КТП выполняем выше уровня земли на 0,8 метров, а также для удобства обслуживания в зимнее время года.
Ячейку силового трансформатора выполняем, со стороны высшего напряжения, выполняем без сборных шин с одним коммутационным аппаратом, для гибкости схемы, при выполнении оперативных переключениях. Для создания видимого разрыва и заземления трансформатора во время регламентных работ планируется использовать выключатели нагрузки, также отечественного производства.
Распределительное устройство 0,4 кВ – РУНН планируется выполнить щитами с односторонним обслуживанием, состоящим из вводного щита, щита секционирования с блоком АВР и щита отходящих КЛ.
В РУ-0,4 кВ будут установлены автоматические выключатели выдвижного исполнения для удобства обслуживания и замены автомата, а также для видимого разрыва.
Для защиты трансформатора со стороны 6 кВ от внутренних повреждений предназначен предохранитель, а для защиты со стороны 0,4 кВ автоматические выключатели с встроенной микропроцессорной защитой, а также измерительные приборы и средства учёта электроэнергии.
Контроль за управлением и учётом режимом работы основного и вспомогательного оборудования на ДНС будет осуществляться с помощью контрольно-измерительных приборов и средств автоматики (КИП и А).
Все приборы КИП и А будут подключены к первичным цепям через трансформаторы тока и напряжения установленные в РУ-0,4 кВ. Трансформаторы тока и напряжения, как и всё оборудование, применяем внутренней установки.
8 Выбор метода и расчёт заземления нейтрали трансформатора
В сети 0,4 кВ для безопасного производства работ на основном так и на вспомогательном оборудовании обслуживающим персоналом, используется система заземления оборудования. При не правильном заземлении при не качественно выполненной конструкции заземляющего контура увеличивается вероятность травматизма, увеличивается погрешность измерительных приборов и оборудование автоматизации, или полная потеря работоспособности – всё вышеперечисленное происходит из-за пробоя изоляции элементов электрической сети.
Измерительные трансформаторы напряжения. Измерительные трансформаторы ...
... напряжения в сопротивлении вторичной обмотки. Это падение напряжения невелико, и в расчётах не учитывается. Поэтому принимают (1.6) Измерительный трансфомратор тока Измерительный трансфомратор напряжения Измерительный трансформатор ... обмотка W 1 включается непосредственно в сеть высокого напряжения. На станциях и подстанциях трансформатор напряжения своей первичной обмоткой (W 1) подключается ...
На дожимной насосной станции применяется большое количество разнообразного высокоточного оборудования, требующее хорошее заземляющее устройство, для защиты оборудования от различных электромагнитных и статических разрядов.
Для выполнения данного требования подходит система заземления TNS, выполненная по пятипроводной схеме, с нейтральным рабочим и нулевым защитным проводником, указанной на рисунке 8.1. Также к контуру заземления будут присоединены защитные молниеотводы.
Рисунок 8.1 – Система заземления TNS
В схеме TN-S защитным проводником является РЕ, предназначенный для уравнивания потенциалов, аN – нулевой рабочий проводник. РЕ и N выполняем разными проводами. Согласно требованиям ПУЭ данная система заземления выполняется с дополнительным контуром заземления.
В схеме электроснабжения схема TN-S является как наиболее безопасный метод заземления.
Выполняя требования ПУЭ сопротивление контура заземления электросети 0,4 кВ не должно быть выше 4 Ом.
Рассчитываем сопротивление контура заземления, выполненного из металлических стержней, вбитых по периметру ТП.
Для строительства контура заземления, с размером 4×10 метров, используем вертикальные металлические стержни, длиной 5 метров, и диаметром 25 миллиметров, с горизонтальной металлической полосой шириной 40 миллиметров и толщиной 4 миллиметров.
Необходимое количество вертикальных заземлителей рассчитываем по выражению 8.1:
- где: –сопротивление вертикального заземлителя;
- расчётное сопротивление грунта;
- удельное сопротивление грунта равное 40 Ом/м;
- kС – сезонный коэффициент, принимаем как 1,25;
- d – диаметр заземлителя, м;
- L – длина заземлителя, м;
- b – ширина полосы (для угловой стали – ширина полки), м;
- h – глубина закладки горизонтального заземлителя, равная 0,5 м;
- t – расстоянию от поверхности земли до середины электрода, в м.
Количество вертикальных стержней определяем по выражению 8.2:
- где: ηвер – коэффициента экранирования, при связывании горизонтальной полосой;
- RЗК –необходимое сопротивление заземляющего контура.
Расчётные значения, округляем до большего значения, и получаем четыре стержня, которые распределяем по углам контура заземления.
Сопротивление растекания горизонтальной полосы не рассчитываем, так как вертикальных стержней достаточно для создания требуемого контура с сопротивление до 4 Ом.
Данный заземляющий контур заземления подходит для заземления нейтрали трансформатора и потребителей.
9 Выбор сечения проводников питающей сети
Площадь сечения токопроводящей жили в кабельных линиях рассчитываем по параметрам:
1. по экономической плотности тока в линии;
2. по потере напряжения в линии, нормальном и ремонтном режиме;
- Сечение жилы в кабеле по экономической плотности тока рассчитываем по выражению 9.1:
- где: Iрасч. – расчетный длительный ток в линии;
- jэк – экономическую плотность тока, рассчитываем согласно требованиям ПУЭ: для алюминиевого провода равное 1,1 А/мм2, для кабеля с поливинилхлоридной изоляцией и медными жилами равное 3.1 А/мм2.
Определяем расчетный длительный ток в кабельных линиях по формуле 9.2; 9.3; 9.4.
Расчет и проектирование отпаечной тяговой подстанции постоянного тока
... курсовом проекте необходимо рассчитать отпаечную тяговую подстанцию постоянного тока. Для питания тяговых потребителей на данной подстанции применяем двойную трансформацию, то есть от питающей подстанции напряжением 110 кВ при помощи двух понизительных трансформаторов ...
где: Sном.Тр – мощность силового трансформатора в послеаварийном режиме, с разрешённой 40 % перегрузкой;
- Sрасч. – расчетная мощность предприятия;
- Uном – номинальное напряжение электросети.
где: kпер. – коэффициент перегрузки для кабеля с ПВХ изоляцией, согласно ПУЭ продолжительностью до 6 часов равен 15%;
- kсниж – коэффициент снижения, зависящий от температуры окружающей среды (+15) °С и нормированной температуры жил кабеля из ПВХ изоляции равный (+80)°С, равен 1;
- k – коэффициент, зависимости от количества проложенных кабельных линий в одной траншее, в данном случае два кабеля проложенных в одной траншее с расстоянием между кабелями 300 мм., равен 0,93.
Выбранное сечения жилы кабеля по нагреву, должно удовлетворять условие:
где:Iрасч. макс – максимальный расчетный ток в линии, в ремонтном или послеаварийном режиме.
9.1 Рассчитываем сечение провода КЛ 6 кВ
Расчётный ток в питающей линии 6 кВ рассчитываем по формуле 9.2; 9.3; 9.4:
Рассчитываем сечения жилы алюминиевого провода в линии 6 кВ по экономической плотности тока по выражению 9.1
Выбираем стандартное значение площади жилы кабеля 3×120 мм2.
Рисунок 9.1 –Внешний вид кабеля АВВГнг-LS(А)
Таблица 9.1 – Номинальные данные кабеля АВВГнг-LS(А) ХЛ6,0 3×120 мм2 Марка кабеля АВВГнг-LS(А) ХЛ6,0 3×120 Uном кВ 7,2 Uмакс кВ 10 Iном в земле А 295 r0 кабеля Ом/км 0,258 x0 кабеля Ом/км 0,081
9.2 Рассчитываем сечение кабеля сети 0,4 кВ
Рассчитываем площадь сечения жилы в кабельной линии 0,4 кВ, по экономической плотности тока, по выражениям 9.1 и 9.4, а полученные значения расчетов, округляем до ближайшего большего стандартного сечения и заносим в таблицу 9.2.
Таблица 9.2 – Расчетные значения сечения кабеля 0,4 кВ
Sном. Iном Sжилы. ЭК Sжи мм2 Наименование оборудования
кВА А мм2 Станция перекачки нефти 250 380,3 119,7 4×120 Насос пожаротушения 75 114,1 36,8 4×50 Компрессорная 75 114,1 36,8 5×50 Кран-балка 8 12,2 3,9 5×4,5 Вентиляционная система 22 33,5 10,8 5×16 Мастерская 34 51,7 16,7 5×25 Освещение 4,2 6,4 2,1 5×2,5 Здание операторной 77,5 117,9 38 5×50
Рисунок 9.2 – Внешний вид кабеля ВВГнг-LS(А) Таблица 9.3 – Номинальных данные пятижильного медного кабеля ВВГнгLS(А) Марка кабеля ВВГнг-LS(А) S, мм2 2,5 4,5 16 25 50 120 Uном, кВ 1 1 1 1 1 1 Продолжение таблицы 9.3 Uмакс, кВ 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 Iном, А 25 49 115 150 225 385 r0 кабеля, Ом/км 2,3 4,5 1,1 0,72 0,36 0,1 x0 кабеля, Ом/км 0,1 0,1 0,07 0,06 0,06 0,06
Все выбранные и рассчитанные кабельные линии при реконструкции системы электроснабжения соответствуют «ГОСТ Р 53769-2010 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие технические».
10 Расчёт падения напряжения в сети электроснабжения ДНС
Согласно нормам ПУЭ уровень напряжения на шинах подстанций с рабочим напряжением от 3 до 20 кВ, должно поддерживаться на уровне 105 % от номинального значения в период максимума нагрузок и не выше 100% в режиме минимума нагрузок, а в нормальном режиме работы электросети 0,4 кВ, уровень напряжения, должно находиться в пределах (± 5) % от номинального напряжения сети.
Так как напряжение шины 0,4 кВ должно поддерживаться на уровне 1,05% от номинального напряжения, в конце линии напряжение должно быть ниже 0,95% от номинального напряжения, соответствующего 0,36 кВ.
Расчет падения напряжения в электросети выполняем по выражению 10.1:
- где:∆U – уровень падения напряжения на участке цепи;
- RКЛ –активное сопротивление КЛ, Ом;
- XКЛ –индуктивное сопротивление КЛ, Ом;
- L – длина КЛ, м;
- Uл – линейное напряжение сети, В;
- где: r0 – погонное активное сопротивление КЛ;
- x0 – погонное индуктивное сопротивление КЛ;
- L – длина кабеля в метрах.
10.1 Рассчитываем допустимый уровень падение напряжения в КЛ 6
кВ
Рассчитываем уровень падение напряжения в КЛ 6 кВ, на основании выражений 10.1, 10.3, а полученные значения заносим в таблицу 10.1.
Расчёты падения напряжения производим в ремонтном режиме работы ТП, когда вся нагрузка находится на одном трансформаторе и в 1,4 раза превышает номинальную мощность.
Таблица 10.1 – Расчётные значения падения напряжения в КЛ-6 кВ Наименование Sном. Pном. Qном. Rо Хо Lкл Rкл Xкл ΔU оборудования кВА кВт кВар Ом/км Ом/км км Ом Ом кВ КЛ-6 1400 1120 1050 0,26 0,08 1,35 0,351 0,108 0,084
10.2 Рассчитываем допустимое падение напряжения в сети 0,4 кВ
Уровень допустимого падения напряжения в кабеле в сети 0,4 кВ рассчитываем по выражению 10.1.
Падение напряжения в кабеле по стороне 0,4 кВ рассчитываем по выражению 10.2. Все расчётные значения заносим в таблицу 10.2:
Таблица 10.2–Расчётные значения падения напряжения КЛ-0,4 кВ. Наименование Sном. Pном. Qном. Rо Хо Lкл Rкл Xкл ΔU оборудования кВА кВт кВар Ом/км Ом/км км Ом Ом В Станция перекачки нефти 250 200 187,5 0,1 0,06 0,135 0,014 0,008 10,55 Насос пожаротушения 75 60 56,25 0,36 0,06 0,135 0,049 0,008 8,429 Компрессорная 75 56,25 66 0,36 0,06 0,125 0,045 0,008 7,566 Кран-балка 8 4 13,84 4,5 0,1 0,135 0,608 0,014 6,542 Вентиляционная система 22 17,6 16,5 1,1 0,07 0,135 0,149 0,009 6,924 Мастерская 34 27,2 25,5 0,72 0,06 0,115 0,083 0,007 6,07 Освещение 4,2 3,99 1,344 2,3 0,1 0,135 0,311 0,014 3,143 Ʃ Здание операторной 77,5 67,925 41,59 0,36 0,06 0,125 0,045 0,008 8,421
По выполненным расчётам уровень падение напряжения на шинах самых удалённых и загруженных КЛ сети 0,4 кВ, находится в пределах нормы, и выбранное сечение жилы кабеля выбрано правильно.
11 Расчёт токов короткого замыкания в сети 6 и 0,4 кВ
Наиболее серьезными и тяжелыми повреждениями электросетей является короткое замыкание электрооборудования или в линях электропередач.
Расчётное значение тока короткого замыкания также зависит от выбранного электрооборудования, параметров внешней системы электропитания и схемы нейтрали силового трансформатора и его режима работы. При расчете тока короткого замыкания выбранная система электропитания является радиальной, поэтому учитывается обычная схема электропроводки.
Необходимо рассчитать ток короткого замыкания, чтобы уменьшить повреждение электрооборудования, которое возникает при возникновении тока короткого замыкания (КЗ), и сократить время восстановления источника питания после аварии. Основываясь на данных произведенных расчётов, выбирается необходимое оборудование.
При расчете тока короткого замыкания положение этой точки выбирается так, чтобы расчетный участок при КЗ становился самым тяжелым.
Чтобы рассчитать ток короткого замыкания, мы создаем схему замещения сети электроснабжения, где все элементы сети представлены в виде активного сопротивления и реактивного сопротивления. ЭДС этой системы представляет собой систему электроснабжения (6 / 0,4 кВ), а в асинхронном электродвигателе с напряжением 0,4 кВ и высокой выходной мощностью элемент, через который протекает ток короткого замыкания, становится активным индуктивным сопротивлением.
В расчётах также принимаем некоторые допущения: расчётное напряжение сети электроснабжения принимаем на 5% выше номинального напряжения; КЗ происходит в момент времени с наибольшим значением; сопротивление в месте КЗ считаем равным нулю.
Электрическую схему и схему замещения электроснабжения ДНС изображаем на рисунках 11.1; 11.2.
0,4 кВ КЗ 10
ВВГнг(А)-LS 5×50 Здание операторной
L 125 Ввод 1
КЗ 9
ВВГнг(А)-LS 5×2,5
L 135
Освешение
КТП6/ 0,4 КЗ 8
2×1000 ВВГнг(А)-LS 5×25 Мастерская
L 115
6 кВ КЗ 7
Тр. 6/ 0,4 кВ ВВГнг(А)-LS 5×16
Вентиляционная
КЗ 1 L 135 ПС-110/6 АВВГнг(А)-LS 3×120
L 1,35 КЗ 6
ВВГнг(А)-LS 5×4,5
КЗ 2 L 135
Кран-балка
КЗ 5
ВВГнг(А)-LS 5×50
L 125
Компрессорная
КЗ 4
ВВГнг(А)-LS 4×50 Насос пожаротушения
L 135
КЗ 3
ВВГнг(А)-LS 4×120 Станция перекачки нефти
L 135 (основная/ резервная)
Рисунок 11.1 – Электрическая схем для расчета токов КЗ
Z КЛ-0,4 8 КЗ 10
Здание операторной
Ввод 1
Z КЛ-0,4 7 КЗ 9
КТП6/ 0,4 Освешение
2×1000
Z КЛ-0,4 6 КЗ 8
Мастерская
Z ЭС Z КЛ-0,4 5 КЗ 7
Z кл 6 кВ КЗ 1 Z Тр. Вентиляционная
Z КЛ-0,4 4 КЗ 6
КЗ 2 Кран-балка
Z КЛ-0,4 3 КЗ 5
Компрессорная
Z КЛ-0,4 2 КЗ 4
Насос пожаротушения
Z КЛ-0,4 1 КЗ 3
Станция перекачки нефти
(основная/ резервная)
Рисунок 11.2 – схема замещения для расчета токов КЗ
11.1 Рассчитываем токи КЗ на вводах 6 кВ трансформатора
Сопротивление энергосистемы рассчитываем по выражению 11.1
Уровень напряжение для расчётов токов КЗ принимаем, но 5 % выше номинального напряжения, равное 6,3 кВ.
Полное сопротивление кабельной линии 6 кВ, пользуясь данными, указанными в таблицы 10.1, рассчитываем по выражению 11.2:
Рассчитываем ток трёх фазного короткого замыкания на шинах 6 кВ:
Рассчитываем ударный ток трёх фазного КЗ на шинах 6 кВ КТП по выражениям:
где kуд – ударный коэффициент тока КЗ:
- IКЗ – действующее значение тока КЗ;
- ω – угловая частота равная 314.
Та – постоянная времени затухания:
Рассчитываем ударный ток КЗ на шинах 6 кВ:
Полученные значения при расчёте трёхфазных токов КЗ по стороне 6 кВ, заносим в таблицу 11.2.
11.2 Рассчитываем токи КЗ на вводах трансформатора 0,4 кВ
Рассчитываем токи КЗ на выводах 0,4 кВ силового трансформатора, и на удалённых участках КЛ 0,4 кВ.
Приводим сопротивление системы 6 кВ к сопротивлению сети 0,4 кВ по формуле 11.8:
Приводим сопротивление КЛ 6 кВ к стороне 0,4 кВ:
Рассчитываем сопротивление силового трансформатора согласно данным указанных в таблице 4.1:
- где: RТр –активное сопротивление силового трансформатора;
- ХТр – реактивное сопротивление силового трансформатора;
- UТр – номинальное напряжение силового трансформатора;
- UК Тр% – напряжение КЗ силового трансформатора в %;
Приводим сопротивление трансформатора к сети 0,4 кВ:
Рассчитываем ток трёхфазного КЗ на шинах 0,4 силового трансформатора:
11.3 Расчёт тока КЗ в сети 0,4 кВ
На основании расчётных данных, указанных в таблице 10.2, производим расчёты полного сопротивления кабельных линий 0,4 кВ по выражению 11.7, и полученные результаты расчётов заносим в таблицу 11.2.
где:ZКЛ 0,4 – полное сопротивление линии 0,4 кВ.
Таблица 11.1 – Полные сопротивления участков цепи для расчетов тока КЗ по стороне 0,4 кВ
R X Z Расчётный участок
Ом Ом Ом ZЭС6 кВ — — 0,37 ZКЛ 6 кВ 0,26 0,08 0,367 ZЭС0,4/6 кВ — — 0,002 ZКЛ-6 0,4/6 кВ 0,044 0,014 0,0016 ZТр. 0,4/6 0,051 0,251 0,009 ZАД 0,15 0,43 0,45 Станция перекачки нефтиZКЛ-0,4 кВ 10,014 0,008 0,016 Насос пожаротушенияZКЛ-0,4 кВ2 0,049 0,008 0,049 КомпрессорнаяZКЛ-0,4 кВ3 0,045 0,008 0,046 Кран-балкаZКЛ-0,4 кВ 4 0,608 0,014 0,608 Вентиляционная системаZКЛ-0,4 кВ 5 0,149 0,009 0,149 МастерскаяZКЛ-0,4 кВ 6 0,083 0,007 0,083 ОсвещениеZКЛ-0,4кВ 7 0,311 0,014 0,311 Ʃ Здание операторнойZКЛ-0,4 кВ 8 0,045 0,008 0,046
Рассчитываем ток трёхфазного КЗ в сети 0,4 кВ по выражению 11.13, и полученные результаты расчётов заносим в таблицу 11.3:
Ток двухфазного КЗ в сети 0,4 кВ рассчитаем по выражению 11.14, а результат расчета отображен в таблице 11.3:
Ток одно фазного КЗ в сети 0,4 кВ рассчитаем по выражению 11.15,и полученные результаты сведены в таблицу 11.3:
- где: ;
- сопротивление трансформатора для расчета однофазного замыкания на землю по стороне 0,4 кВ;
- сопротивление петли «фаза – ноль».
Сопротивление петли «фаза – ноль» рассчитаем по выражению 11.16.
Так, как большая часть нагрузки проектируемой ПС является асинхронные электродвигатели, рассчитываем ток КЗ подпитки от асинхронных электродвигателей.
Реактивное сопротивление электродвигателей рассчитываем по выражениям:
- где: – номинальное напряжение электродвигателя, кВ;
- усредненное значение коэффициента полезного действия электродвигателей, подключенных к шинам данного РУ-0,4 кВ;
- Рном. – номинальная мощность электродвигателя.
Активное сопротивление электродвигателя в схеме замещения определяем в соответствии с ГОСТ как:
Эквивалентную ЭДС электродвигателя, принимаем равной:
Ток трёх фазного КЗ на шинах электродвигателя рассчитываем как:
Ударный ток КЗ подпитки места КЗ значение которого из-за быстрого затухания апериодической составляющей тока КЗ от асинхронных электродвигателей принимаем равный периодической составляющей тока КЗ.
Все полученные значения токов короткого замыкания в сети 6/0,4 кВ заносим в таблицу 11.2.
Таблица 11.2 – Расчётные токи КЗ в сети 6 и 0,4 кВ
Расчетные значения токов короткого замыкания Расчетная в расчетных точках, кА точка КЗ Iкзуд,
Iкз(3) Iкз(3)АД Iкз(2) Iкз(2)АД Iкз(1) Iкз(1)АД Ʃ Iкз(3) Ʃ Iкз(2) Ʃ Iкз(1)
кА Точка 1 5,9 — 5,1 — — — — — — 15,69 Точка 2 18,3 0,84 15,8 0,7 34,8 2,16 19,14 16,6 37,01 Точка 3 8,158 0,44 7,1 0,4 6,7 1,31 8,59 7,4 7,98 Точка 4 3,737 0,38 3,2 0,3 2,3 1,48 4,12 3,6 3,75 Точка 5 3,971 0,38 3,4 0,3 2,4 1,53 4,36 3,8 3,97 Точка 6 0,373 0,18 0,3 0,2 0,19 0,28 0,56 0,5 0,47 Точка 7 1,433 0,32 1,2 0,3 0,8 0,85 1,75 1,5 1,61 Продолжение таблицы 11.2 Точка 8 2,416 0,36 2,1 0,3 1,36 1,18 2,77 2,4 2,54 Точка 9 0,715 0,25 0,6 0,2 0,37 0,50 0,97 0,8 0,87 Точка 10 3,971 0,38 3,4 0,3 0,3 1,53 4,36 3,8 3,97
12 Выбор электрических аппаратов сети электроснабжения завода
12.1 Расчет данных автоматических выключателей отходящих КЛ 0,4
кВ
Для селективного отключения токов КЗ выключателями, уставки токов отключения срабатывания чувствительных элементов выключателей производим от наиболее удалённых потребителей.
Для защиты КЛ, выбираем автоматические выключатели с тепловым и электромагнитным расцепителем комбинированного типа. Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты от перегрузки в защищаемом участке, а электромагнитный расцепитель от токов короткого замыкания. К установке принимаем автоматические выключатели отечественного производителя марки АВВ.
При защите питающей линии от перегрузки, ток теплового расцепителя автоматического выключателя рассчитываем по выражению:
- где: IТ.расц. – ток срабатывания теплового расцепителя;
- IКЛ расч. – расчётный ток КЛ;
- kн – коэффициент надежности защиты, равен 1,05 – для потребителей без пусковых токов;
- от 1,2 до 1,35 –для электродвигателей с пусковыми токами.
Для защиты КЛ от токов КЗ уставки электромагнитного расцепителя (токовая отсечка мгновенного действия) –рассчитываем по выражению 12.3,12.4, соблюдая условия, что ток уставки электромагнитного расцепителя не должен срабатывать при пусковых токах электродвигателя:
- где IЭл.расц. – ток срабатывания электромагнитного расцепителя;
- Iпуск – пусковой ток электродвигателя.
Пусковой ток асинхронного электродвигателя рассчитываем по выражению:
k– кратность пускового тока находится в пределах от 5 до 7 и зависит от загрузки электродвигателя.
В зависимости от назначения срабатывания защиты, от токов КЗ или от перегрузки кабельной линии током нагрузки, согласно ПУЭ коэффициент соотношения между током уставки защиты и допустимым током провода, должно соответствовать требованию:
где Iдоп – допустимый ток линии ограниченный пропускной способностью линии.
Для защиты от токов КЗ,
kзащ равен 0,22 для автоматов с электромагнитными расцепителями.
Для защиты от перегруза:
Исходя из расчётных токов нагрузки 9.2 и таблице токов короткого замыкания рассчитаем данные тепловых расцепителей и токовой отсечки автоматических выключателей для защиты сети 0,4 кВ. Полученные результаты внесены в таблицу 12.1.
Рассчитываем ток установки термического и электромагнитного отключения автомата питающей КЛ-0,4 кВ, основной нагрузкой которой является электродвигатель ДНС мощностью 250 кВА, который питается от секций 0,4 кВ КТП с номинальным током согласно таблице 380,3 А:
Для защиты питающей КЛ от токов перегрузки, выбираем ближайший номинальный ток теплового расцепителя, со стандартным значением 500 А.
В автоматических выключателях фирмы АВВ встроен переключатель кратности токовой отсечки, отстраиваемый от номинального тока теплового расцепителя со ступенью регулирования 2 и кратностью от 1 до 10.
Кратность отсечки рассчитываем как:
Выбираем ближайшее большее значение кратности токовой отсечки равную 8.
Для защиты КЛ-0,4 кВ от перегруза должно соблюдаться условие 12.8:
где:Iдоп – допустимый ток линии,
Рассчитываем чувствительность теплового расцепителя к минимальным токам отключения, минимальный ток принимаем за однофазное КЗ в конце защищаемой КЛ:
На основании таблицы 11.2 рассчитываем коэффициент чувствительности электромагнитного расцепителя к токам двухфазного КЗ:
Выбранный автоматический выключатель фирмы ABB проходит по всем требованиям и может использоваться для защиты КЛ-0,4 кВ насосной установки.
Остальные КЛ-0,4 кВ рассчитываем аналогичным методом и полученные значения токов уставки заносим в таблицу 12.1
12.2 Выбираем электрооборудования по стороне 0,4 кВ КТП
Для защиты силового трансформатора со стороны 0,4 кВ устанавливаем вводные и секционный автоматические выключатели фирмы АВВ с защитой от перегрузки и всех видов КЗ в силовом трансформаторе. Также эти автоматы будут являться в качестве основной защиты секций 0,4 кВ и резервной для кабельных линий. Защита в автоматических выключателях выполнена на электронной базе с функцией дистанционного управления. За счёт наличия в автоматах пружинного привода, их применяем в схема АВР 0,4 кВ.
Вводной выключатель выбираем по номинальной мощности силового трансформатора с учетом 40 % перегрузкой.
Максимальный ток на стороне 0,4 кВ рассчитываем по выражению:
Номинальный ток выключателя рассчитываем па выражению:
Выбираем максимальное ближайший номинальный ток теплового расцепителя с током 3000 А
Защиту уставки от токов КЗ рассчитывается как:
Расчётные значения автоматических выключателей заносим в таблицу 12.1.
Таблица 12.1 – расчетные уставки отключения автоматических выключателей по стороне 0,4 кВ Наименование потребителя,Iрасч. Iдоп.КЛ Iпуск. Iт.расц.КЛ., Iэм.расц.КЛ, который запитан от КЛ-0,4 кВ А А А А А Вводной (секционный) 0,4 кВ 2129,6 — — 3000 5479 Станция перекачки нефти 380,3 605 2466 500 3593,7 Насос пожаротушения 114,1 225 570 150 1078,1 Компрессорная 114,1 225 798 150 1078,1 Кран-балка 12,2 49 85,4 16 114,9 Вентиляционная система 33,5 115 167,5 50 316,2 Мастерская 51,7 150 — 80 69,8 Освещение 6,4 25 — 10 8,6 Ʃ Здание операторной 117,9 225 — 150 159,1
Таблица 12.2 – Номинальные данные вводных автоматических выключателей АВВ типа Е4S-H-V Uном, кВ 0,6 UНаибольшее рабочее, кВ 1 Iном, А 3000 Iоткл, кА 50 Т откл, мс 35 Т вкл, мс 75
Таблица 12.3 – Расчётные данные автоматов Е4S-H-V Условия выбора Каталожные данные Расчетные данные Uном.авт > Uном 0,6кВ 0,4 кВ Iоткл.авт > 3000 А 2129,6 А iпp.c>iy, 50 кА 37,01 кА
12.3 Выбираем защитное электрооборудования по стороне 6 кВ силового трансформатора
Рассчитываем максимальный рабочий ток силового трансформатора на стороне 6 кВ:
Максимальный рабочий ток на стороне 6 кВ рассчитываем как:
Для защиты трансформатора от токов КЗ на высоковольтных вводах, или
при внутренних повреждениях в трансформаторе применяем плавкие кварцевые предохранители – ПК.
Рассчитываем номинальный ток плавкой вставки 6 кВпо условию максимально возможного ток нагрузки:
Согласно расчётам выбираем наибольшее ближайшее значение предохранители с током плавкой вставки 180А и номинальным током отключения 20 кА, типа ПКТ-102-6-180-20 У1.
12.4 Выбор выключателей 6 кВ
Для отделения силового трансформатора от сети 6 кВ во время производства ремонтных работ, с целью снижения себестоимости вводной ячейки трансформатора со стороны 6 кВ, применяем выключатель нагрузки, так, как стоимость выключателя нагрузки значительно меньше, чем выключателя. Отличия выключателя нагрузки от обычного выключателя в том, что он не способен отключать токи КЗ.
Применяем к установке выключатель нагрузки российского производства типа ВНА СЭЩ-П-М-10/630-20 3У2. Номинальные данные выключателя указаны в таблице 12.4.
Таблица 12.4 – Каталожные данные ВНА СЭЩ-П-М-10/630-20 3У2 Uном, кВ 10 Iном, А 630 Iпериод КЗ, кА 20 Iдин, кА 3 сек 5 Температура окружающего воздуха, С (±)40
ВНА СЭЩ-П-М-10/630-20 3У2 проверяем по условию:
где: tКЗ – время действия тока трехфазного КЗ на шинах 6 кВ ТП, равен 2 сек, время отключения выключателя на ПС-110/6.
Выбранный выключатель нагрузки типа ВНА СЭЩ-П-М-10/630-203У2 соответствует все требованиям.
13 Молниезащита
Защита недавно установленного оборудования от прямых ударов молнии (ПУМ) основана на четырех отдельно стоящих грозозащитных разрядниках, установленных на мачтах высотой 19,3 м, и молниеотводов, установленных вдоль периметра ДНС. Никаких дополнительных мер для защиты электрооборудования от ПУМ не требуется.
Выбор технических характеристик основного оборудования производится в соответствии с номинальным напряжением, режима максимальной нагрузки, тока короткого замыкания и с заданием при постановке цели ВКР.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной квалификационной работе «Реконструкция системы электроснабжения дожимной насосной станции» выполнен расчет электрической части системы электроснабжения дожимной насосной станции, предприятий переработки нефти ОАО «Сургутнефтегаз» на территории ХантыМансийского автономного округа Тюменской области.
В ходе проработки реконструкции было проанализировано особенности нефтедобывающего производства, потребляемую мощность и характерность преобладающей категории потребителей электроэнергии, и на основании этого разработана реконструкция системы электроснабжения сети 6 и 0,4 кВ, удовлетворяющие по условиям надёжности электроснабжения одинаковыми характеристиками.
Выполнен расчёт мощности и необходимое количество силовых трансформаторов КТП-6/0,4 кВ. Согласно условиям, сеть электроснабжения, выполнена кабельными линиями, как по стороне 6, так и 0,4 кВ. Выполнен расчёт кабельной сети – выбран тип кабеля, и по условию токовой нагрузки и падению напряжения на участках цепи, выполнен выбор площади сечения жилы кабеля.
Произведён технико-экономический расчет по условию приведенных затрат, для реализации реконструкции электроснабжения ДНС.
На основании выбранной схемы произведён расчёт токов короткого замыкания в сети 6 и 0,4 кВ и выбрано защитное, коммутационное оборудование, рассчитаны уставки автоматических выключателей по стороне 0,4 кВ.
Все рассмотренные мероприятия в данной работе соответствуют методическим и руководящими материалами по проектированию сетей электроснабжения промышленных предприятий, требованиям правил ПУЭ, и другой методической литературы со списком используемых источников.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/bakalavrskaya/dojimnyie-nasosnyie-stantsii/
