Черная металургия

1 Расчёт электрических нагрузок.

1.1 Определяем расход активной энергии за сутки

                                                                                                  _(1.1)

 мощность, с которой предприятие работает заданный промежуток времени, кВт

t – продолжительность ступени, ч

W_ас = ∑ P∙t= кВт*ч

1.2 Определяем среднюю за сутки мощность

                                                                                                        _(1.2)

_{где 24 –  количество часов  в сутках}

 МВт

1.3 Определяем коэффициент  заполнения графика

                                                                                                       _(1.3)

где P_мак – максимальная активная мощность, МВт

1.4 Определяем расход активной  энергии за год

                                                                                                    _(1.4)

 МВт ч

1.5 Определяем время использования  максимума

            _(1.5)

ч                                                                

1.6 Определяем время потерь

Cos = 0.80

τ=

1.7 По суточному графику строим годовой график по продолжительности

 

 

 

 

ч

ч

 

 

 

 

    ∑ t = 8760 ч

 

1.8 Строим график суточной  нагрузки

 

                          

 

 

 

 

 

                               Рис 1.1

 

1.9 Строим годовой график  по продолжительности

 

 

 

 

 

 

  

 

                                                  Рис 1.2

 

 

 

 

2 ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ГПП

На ГПП установлены  два трехобмоточных трансформатора. Трансформаторы рассчитаны на перегрузку в 140 %, что позволяет в ночные часы, когда потребление электроэнергии снижается, отключить один из трансформаторов. Это позволяет сэкономить электроэнергию. В номинальном режиме работы обе ВЛЭП работают раздельно, что обеспечивает снижение токов короткого замыкания. В схеме предусмотрены две перемычки, что позволяет при аварийных ситуациях не нарушать электроснабжение предприятия.

Разъединители обеспечивают видимый разрыв цепи и безопасные условия проведения ремонтных работ  на оборудовании и токоведущих частях электропроводок.

Выкатные выключатели  высокого напряжения, предназначены  для включения/отключения цепей  в номинальных и аварийных  режимах работы; Разрядники-устройства, обеспечивающие защиту силовых трансформаторов от атмосферных и коммутационных перенапряжений.

Трансформаторы напряжения и тока обеспечивают питание релейной защиты, и подключение измерительных  приборов.

Предохранители защищают цепь от токов КЗ.

Схема содержит несколько  батарей конденсаторов, служащих для  повышения коэффициента мощности (cosφ). Они позволяют разгрузить ЛЭП от перекачки дополнительной реактивной мощности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

3.1 Определяем максимальную мощность

(3.1)

                                                      

3.2 Определяем максимальную реактивную мощность

(3.2)

                                          

3.3 Определяем базисную реактивную мощность

(3.3)

 

3.4  По справочнику выбираем  батареи  конденсаторов

КМ – 0,38-26 -16 штук

 

3.5 Определяем не скомпенсированную реактивную мощность

(3.4)

      

где - стандартная мощность одной батареи, Квар

n – количество батарей

3.6 Определяем после установки батарей

(3.5)

                            

3.7

 

Синхронные компенсаторы (СК) на промышленных предприятиях применяю очень редко. Они дороги, имеют  значительные удельные потери активной мощности, сложные условия пуска. СК иногда применяют на крупных электропечных  установках (дуговых и руднотермических). В отдельных случаях их применение может их применение может оказаться  целесообразным на крупных подстанциях  районного значения при больших  мощностях КУ. Основное достоинство  СК – возможность быстродействующего автоматического плавного с широкими пределами регулирования уровня напряжения. Вариант компенсации  с применением СК сопоставляют с  вариантом применения крупных автоматических регулируемых батарей, так как при  этом возможно уменьшение регулировочного  диапазона трансформаторов, а в  отдельных случаях и отказ  от трансформаторов, регулируемых под  нагрузкой.     

     

(СК) представляет собой  синхронный двигатель облегчённой  конструкции, предназначенный для  работы на холостом ходу. При  работе в режиме перевозбуждения  СК является генератором реактивной  мощности. Наибольшая мощность СК  в режиме перевозбуждения называется  его номинальной мощностью. При  работе в режиме недовозбуждения  СК является потребителем реактивной  мощности. По конструктивным условиям  СК обычно не может потреблять  из сети такую же реактивную  мощность, которую он может генерировать. Изменение тока возбуждения СК  обычно автоматизируется. При работе  СК из сети потребляется активная  мощность порядка 2-4%.

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

4.1 При наличии 50% потребителей 2 категории принимаем 2 силовых трансформатора

4.2 Ориентировочно определяем  мощность одного трансформатора

            (4.1)

 

4.3 Выбираем 2 варианта трансформаторов  для сравнения

I вариант: ТМ – 6300/35

II вариант: ТД – 10000/35

4.4 Проверяем надежность электроснабжения в номинальном режиме работы

По условию 

                                                           (4.2)

I вариант:

II вариант:

4.5 Проверяем надежное  электроснабжение в аварийном  режиме работы по условию

 

 

I вариант:

II вариант:

Т.к. условие выполняется, то оба варианта трансформаторов  обеспечат надежное электроснабжение в аварийном режиме потребителей 1 категории.

 

4.6 Выписываем каталожные  данные трансформаторов 

Тип	Ном. мощность кВА	Ном. напряжение		Потери кВт		Напряжение кз, %	Ток хх, %	Схема и группа обмоток
		ВН	НН	ХХ	КЗ
ТМ-6300/35	6300	38	6	8	96.5	7.5	0,6
ТД- 10000/35	10000	38	6	14.5	65	75	0,8

 

Окончательно выбираем 2 вариант трансформаторов, т.к. при их установки будут меньше потери мощности, загрузка трансформаторов в номинальном режиме работы соответствует требованиям ПУЭ.

Т – трансформатор трехфазный

Д – принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла

10000- номинальная мощность, кВА

35-номинальное напряжение, кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обмотку трансформатора, к которой  подводится напряжение питающей сети, называют первичной, а обмотку, к  которой подсоединяется нагрузка - вторичной. На сердечнике может быть размещено несколько вторичных обмоток с разным числом витков, что позволяет получить различные по значению вторичные напряжения.

Изменение числа витков обмотки  трансформатора – это один из способов регулирования напряжения. РПН применяется  для поддержания нормального  уровня напряжения у потребителей электроэнергии. Регулирование осуществляется на стороне  высокого напряжения, так как величина силы тока там меньше, чем в обмотке  низкого напряжения, и соответственно, уменьшится искрение щеток и устройство РПН выполнить проще и дешевле.

 

 

При работе трансформатора за счет токов в обмотках, а также  вследствие перемагничивания магнитопровода и вихревых токов выделяется. Трансформаторы небольшой мощности  (до 10 кВА), для которых достаточно воздушного охлаждения, называют сухими.

Принудительная циркуляция воздуха (дутье) осуществляется вентиляторами, которые создают принудительное движение воздуха со скоростью значительно  большей, чем при естественной циркуляции.

При естественном масляном охлаждении тепло, выделенное в обмотках и магнитопровода, передается маслу, циркулирующему по баку и радиаторам, а затем окружающему воздуху.

 

 

 

 

 

5 РАСЧЕТ ТОКОВ КАРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Расчетная схема                                                Схема замещения

Рис 5.1

5.1 Задаемся базисными  данными 

 
         

 (5.1)

                       

                                                                                                      (5.2)

        

5.2 Определяем сопротивление  участков в относительных единицах

 (5.3)

         

 (5.4)

                                     

 (5.5)

                                                    

5.3 Определяем результирующее  сопротивление 

 (5.6)

                                        

 (5.7)

                                 

5.4 Определяем мощности  и токи КЗ

точка

 (5.8)

                                                            

 (5.9)

                                                                      

(5.10)

                                                     

 

 

 

 

точка

(5.11)

 

(5.12)

 

(5.13)

 

 

Точка КЗ
	5	12.75	333.3
	7,24	18.3	78.7

 

Расчет токов КЗ произведен  с целью выбора устройств защиты, коммутационной аппаратуры, кабелей, шин , т.к они подбираются по условиям  величины тока КЗ  по месту их  установки.

В схеме 2 перемычки  это  объясняется наличием 35% потребителей 1 категории. В перемычках установлены высоковольтные выключатели, которые в номинальном режиме работы разомкнуты, значит ЛЭП, силовые трансформаторы и секции шин работают раздельно. При этом токи возможного короткого замыкания снижаются в 2  раза.

 

 

 

 

 

6 РАСЧЕТ ПИТАЮЩЕЙ ЛИНИИ

6.1 Определяем ток расчетный 

           (6.1)

6.2 Определяем экономическую  плотность тока

         (6.2)

6.3 Определяем сечение  с учетом экономической плотности  тока

               (6.3)

 

6.4 Принимаем ближайшее  меньшее стандартное сечение 

АС-35 с

6.5 Проверяем выбранное  сечение на допустимую потерю  напряжения 

        (6.5)

 

Т.к. условие  выполняется, то провод АС-35 выбран правильно.

6.7 Проверяем сечение на  корону 

Провод АС-35 обеспечит минимальные потери на корону, т.к. при напряжении минимальное допустимое сечение ВЛЭП по условию коронирования АС-35.

 

7.1 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

Расчетные данные	Каталожные данные
	Выключатель ВБУ-35-5-1600УЗ	Разъединитель РВЗ-1а(1б)-35/630УЗ	Трансформатор тока ТФЗМ-35Б-НУ1
1.   2.   3.   4.   5.   6.		-------   -------	--------   --------

 

7.1.1 Определяем мощность  отключения

       (7.1.1)

7.1.2 Определяем ток термической  стойкости при времени прохождения  тока термической стойкости 3с

             (7.1.2)

 

 

 

 

 

Трансформатор тока:  

 

 

7.1.3Выбираем трансформатор  напряжения по номинальному напряжению 

ЗНОМ-35-64У1 с

7.1.4Выбираем ограничитель  перенапряжения по номинальному  напряжению 

ОПН-У-УХЛ1 с 

Расшифровка:

Выключатель: ВБУ-35-5-1600УЗ