Выбор оборудования для системы электроснабжения предприятий

Размещено на /

Шифр индивидуального задания Выбор электродвигателей М1 и М2

Выбор силового трансформатора Т1

Выбор силового трансформатора Т3

Выбор кабеля W2

Выбор выключателя Q1 и разъединителей QS2, QS2

Выбор выключателя Q2

Выбор выключателя Q4

Выбор разъединителя QS1 на низкой стороне Т3

Библиографический список

Шифр индивидуального задания

Таблица 1 — Исходные данные

Элементы оборудования подлежащие выбору.

Задание: по исходным данным варианта № 52 произвести выбор следующего оборудования для системы электроснабжения предприятий (рисунок): трансформаторы T1, Т3, выключатели Q1, Q2, Q4, кабельную линию W2, разъединителей QS1, QS2, электродвигателей M1, M2.

Материал жилы кабеля: медь.

Место прокладки кабеля: в воде.

Схема электрической подстанции

Выбор электродвигателей М1 и М2

Для выбора силового трансформатора Т1 необходимо учесть всю мощность, протекающую через него, поэтому необходимо произвести расчёт и выбор двигателей М1 и М2.

1. Выбор электродвигателя производится по номинальной мощности и по номинальному напряжению: РМ и U₂.

Данные для выбора двигателя М1: Р_М1=630 кВт; U_н=10 кВ.

Условия выбора:

U_н.м 1? U2; P _н.м 1? Р_м1,

где U_н.м - номинальное напряжение двигателя по паспорту; P _н.м — номинальная мощность на валу двигателя по паспорту. Из справочника выбираем асинхронный двигатель типа СТД-800−2ЗУХЛ4

Таблица 2 — Параметры двигателя М1

а) Рассчитаем активную мощность электродвигателя Pэл. м, потребляемую из сети:

P_эл.м1 = P_н.м /КПД = 800 / 0.96 = 842.99 кВт

б) Рассчитаем полную мощность Sэл. м1 электродвигателя, потребляемую из сети:

S_m1= P_m1/cosц = 842.99 / 0.9 = 1003.56 кВ•А

в) Рассчитаем номинальный ток электродвигателя I_н.м1:

I_ном.м1 = S_m1*1,5/v3•U_ном = 1003.56*1,5 /v3•10 = 86,91 А

Данные для выбора двигателя М1: Р_М1=2500 кВт; U_н=10 кВ.

Условия выбора:

U_н.м 1? U2; P _н.м 1? Р_м1,

где U_н.м - номинальное напряжение двигателя по паспорту; P _н.м — номинальная мощность на валу двигателя по паспорту. Из справочника выбираем синхронный двигатель типа СТД-3150−2РУХЛ4.

Таблица 3 — Параметры двигателя М2

а) Рассчитаем активную мощность электродвигателя Pэл. м, потребляемую из сети:

P_эл.м1 = P_н.м /КПД = 3150 / 0.973 = 3237.4 кВт

б) Рассчитаем полную мощность Sэл. м1 электродвигателя, потребляемую из сети:

S_m1= P_m1/cosц = 3237.4 / 0.9 = 3597 кВ•А

в) Рассчитаем номинальный ток электродвигателя I_н.м1:

I_ном.м1 = S_m1*1,5/v3•U_ном = 3597*1,5 /v3•10 = 311,5А

Выбор силового трансформатора Т1

Необходимо найти полную мощность, протекающую через трансформатор:

Sсум = S_м1+S_м2+(Р1+Р2+Р3+P4+Р_сн)/cosц = 11 612 кВА.

По суммарной мощности S_сум = 11 612 кВА и по напряжению установки выбираем трансформатор исходя из следующих условий (таблица 4).

Таблица 4 — Условия выбора трансформатора Т1

Таблица 5 — Параметры трансформатора Т1

Выбираем из справочника трансформатор типа ТРДН-25 000/110 У1. Данный трансформатор удовлетворяет предъявленным требованиям.

Максимальная мощность трансформатора с учётом перегрузки:

S_{раб.мах}=1,5· S_н.тр,

где S_н.тр - номинальная мощность, передаваемая по сети через трансформатор

S_{раб.мах}=1,5· 16 000=24000 кВА,

Определим ток, протекающий по обмоткам трансформатора по высокой и низкой обмоткам, используя следующую формулу:

I=S_тр/(v3· U).

Максимальный ток, протекающий по высоковольтной стороне силового трансформатора:

Iраб.мах (вн)=1.5*25 000/(v3· 110)=196 А

Максимальный ток, протекающий по низковольтной стороне силового трансформатора

I_{раб.мах (нн)}=1.5*25 000/(v3· 10)=2165 А

Выбор силового трансформатора Т3

электродвигатель трансформатор кабель выключатель

Полная мощность, передаваемая через трансформатор потребителю в нормальном режиме:

Sуст.тр=Р₁/cosц=1900/0.87= 2183 кВ•А

По подключенной мощности S_уст=240 кВА и напряжению установки выбираем трансформатор исходя из следующих условий выбора (таблица 6)

Таблица 6 — Условия выбора силового трансформатора Т3

Из (1, табл. 3.4, с.126) выбираем трансформатор типа. ТМ-2500/10

Таблица 7 — Параметры силового трансформатора Т3

Максимальная мощность трансформатора с учётом перегрузки:

Sраб.мах=1,5· S_н.тр,

где S_н.тр — номинальная мощность, передаваемая по сети через трансформатор.

S_{раб.мах}=1,5· 2500=3750 кВА.

По условию проверки на перегрузочную способность, когда T4 выводится в ремонт или повреждается и отключается:

Kn = Sном_А / Sном_T3= (P1+P2)/ Sном_T3=(1900+1850)/2500= 1.5

Для выбранного трансформатора Kn?1,5 что соответствует предъявляемым требованиям.

Таким образом, выбранный трансформатор удовлетворяет заданным условиям.

Определим ток, протекающий по обмоткам трансформатора по высокой и низкой обмоткам, используя следующую формулу:

I= S_н.тр/(v3· U).

Номинальный рабочий ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора:

I_н.тр=2500/(v3· 10)=626 А.

Максимальный ток, протекающий по высоковольтной стороне силового трансформатора:

I_{раб.мах (вн)}= 1.5•Sном_T3/ЎМ3•Uном= 1.5•2500/ ЎМ3 • 10= 216 А

Максимальный ток, протекающий по низковольтной стороне силового трансформатора:

I_{раб.мах (нн)}= 1.5•Sном_T3/ЎМ3•Uном = 1.5 •2500/ЎМ3 •0.4 = 5 697.4 А

Выбор кабеля W2

Выбор кабеля производится по экономической плотности тока.

Ток рабочего нормального режима I_н= 626 А.

Ток рабочего максимального режима с учётом возможной перегрузки трансформатора (из предыдущих расчётов): I_{раб.мах}=216 А.

Выбор производим, учитывая условия прокладки кабеля (см. исходные данные). Jэк=3,1 А/мм².

По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:

Sэ= I_{раб.мах}/Jэк=216/3,1=69 мм².

Выбрано стандартное сечение кабеля S=70 мм².

Таблица 8 — Параметры кабеля W2

Произведём проверку выбранного кабеля на выполнение условия:

I_{раб.мах} < I_доп,

где I_{раб.мах} — максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;

I_доп =375 А? I_{раб.мах}= 216 А

I_{раб.мах}? I_доп - условие выполняется.

Для прокладки применяется кабель марки БбШв.

Выбор выключателя Q1 и разъединителей QS2, QS2

Выбор выключателя Q1 производится по ранее найденному току рабочего максимального режима I_{раб.мах} и напряжению установки.

Условие выбора:

U_н?U_уст; Iн? I_{раб.мах}.

Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВВУ-35−40/2000 У1 (ХЛ)1 и разъединители РНДЗ-110/1000 У1.

Таблица 9 — Параметры выключателя Q1, разъединителей QS2 и QS2

Выбор выключателя Q2

Выбор выключателя Q2 производится по ранее найденному току рабочего максимального режима I_{раб.мах} и напряжению установки.

Условие выбора:

U_н?U_уст; Iн? I_{раб.мах}.

Таблица 10 — Параметры выключателя Q2

Выбор выключателя Q4

Выбор выключателя Q4 производится по ранее найденному току рабочего максимального режима I_{раб.мах} и напряжению установки.

Условие выбора:

U_н?U_уст; Iн? I_{раб.мах}.

Таблица 11 — Параметры выключателя Q4

Выбор разъединителя QS1 на низкой стороне Т3

Таблица 12 — Параметры разъединителя QS1 на низкой стороне Т3

Библиографический список

1. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1989. 608 с.

2. Николаев М. Ю., Горюнов В. Н., Грунин В. К., Никитин К. И., Петрова Е. В., Вырва А. А. Основы составления главных схем электрических подстанций: Учебное пособие; под общ. Ред. М. Ю. Николаева. — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. — 88 с.