Выбор высоковольтного электрооборудования

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 7Следующая ⇒

1.7.1 Выбор высоковольтного кабеля

Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электро-энергии в электрических сетях напряжением до 500 (кВ). На территории пред-приятия электроснабжение выполняется с помощью кабелей

За основу возьмем кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена т.к. сши-тый полиэтилен идеально подходит для изоляции высоковольтных кабелей.

Достоинства кабелей с СПЭ – изоляцией по отношению кабелей с бумажной изоляцией.

- экологическая безопасность. Отсутствие жидких включений обеспечивает сохранение чистоты окружающей среды, что позволяет прокладывать кабель на любых объектах и эксплуатировать кабельные линии практически без технического обслуживания;

- высокий ток термической стойкости при КЗ;

- небольшая масса, маленький диаметр и, соответственно, радиус изгиба, легкость прокладки как в кабельных сооружениях, так и в земле на сложных трассах;

- низкая повреждаемость кабеля с СПЭ – изоляцией (по зарубежным данным процент электрических пробоев кабелей с СПЭ – изоляцией на два – три порядка ниже, чем кабелей с бумажной изоляцией);

- отсутствие каких – либо жидких компонентов (масел) для усиления ди-электрических свойств изоляции и, как следствие, упрощение монтажного оборудования, что таким образом, уменьшает время и снижает стоимость прокладки и монтажа

Выбираем сечение кабеля:

а) по экономической плотности тока (формула(21)):

, мм (21) [10]

, (мм)

где jэк – среднее значение продолжительности использования максимума нагрузки и равно 1,3 А/мм2.

Определим экономическую плотность тока для Автотракторного завода Тмах – 5000 ч/год.

Рассчитаем ток кабеля по формуле (22):

, А (22) [10]

(А)

Берем за основу кабель АПВВ с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена сечением 50 мм2.

Фактическую допустимую токовую нагрузку для кабелей в нормальном режиме работы будем определять по формуле (23):

,А (23) [10]

где Iдд – допустимая плановая нагрузка

Кр – поправочный коэффициент на допустимый длительный ток

Для стандарьных условий прокладки Кд = Кп = Кt = 1

Iдд = 170 А

=170 (А)

Определяем фактическую допустимую токовую нагрузку для кабелей в послеаварийном режиме работы по формуле (24):

,А (24)[10]

(А)

Определяем I_РП по формуле (25):

(25)[10]

.

-- кабель проходит по условиям работы в нормальном режиме

где Кпер – коэффициент перегрузки равен 1,17

Проверка сечений жил кабеля на термическую стойкость при коротких замыканиях. Для этого пересчитаем токи однофазного КЗ на нашу длительность КЗ (формула(26)):

(26)[10]

5,64 > 4,08 – кабель проходит по термической способности при КЗ.

Окончательно выбираем кабель марки АПВВ/1х50/16-10 с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, оболочкой из ПВХ с одной жилой 50 мм2, с сечением экрана 16 мм2, номинальным напряжением 10 кВ.

1.7.2 Выбор высоковольтного выключателя

В настоящее время при проектировании и модернизации применяют вакуумные и элегазовые выключатели на напряжение 10кВ.

Вакуумные выключатели.

Достоинства: простота конструкции, высокая надежность, высокая коммутационная износостойкость, малые размеры, взрыво- и пожаробезопасность, отсутствие загрязнения окружающей среды, малые эксплуатационные расходы.

Недостатки: сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения, возможность коммутационных перенапряжений.

Элегазовые выключатели.

Достоинства: взрыво и пожаробезопасность, быстрота действия, высокая отключаемая способность, малый износ дугогасительных контактов, возможность создания серии с унифицированными узлами (модулями), пригодность для наружной и внутренней установки.

Недостатки: необходимость специальных устройств для наполнения, перекачки и очистки SF6, относительно высокая стоимость SF6.

Я выбираю вакуумные выключатели, так как по сравнению с элегазовыми они дешевле и не имеют необходимости специальных устройств для наполнения, перекачки и очистки дорогостоящей SF6.

Предварительно выбираем марку выключателя в таблице 5

Таблица 5 - Характеристики выключателя марки ВВЭ-10-20/630УЗ

Проверим предварительно выбранный выключатель по следующим параметрам:

а) По номинальному напряжению

U_ном.в > U_{ном.уст}

где U_ном – номинальное напряжение выключателя, равно 10 кВ

U_{ном.уст} - номинальное напряжение установки, в которой размещен выключатель, равно 10 кВ

10=10 - выключатель проходит по напряжению.

б) По току продолжительного режима

I_ном.в > I_p

где I_ном.в – номинальный ток выключателя, равен 630 кА

630 > 11,04 - выключатель проходит по току.

в) По отключающей способности в отношении периодической составляющей тока КЗ.

I_{ном.отк.} > I_н.

где I_{ном.отк} – номинальный ток отключения выключателя

I_н. - периодическая составляющая тока КЗ.

= t_3min + t_cв = 0,01 + 0,055 = 0,065 (с)

I_nt = I⁽³⁾_кв = 4,08 кА

где t_{3 min} – минимальное время действия релейной защиты;

t – время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов;

t _с.в – всегда меньше t_откл на время горения дуги.

20 кА>4,08 кА - выключатель проходит по току отключения.

г) По отключкающей способности в отношении апериодической составляющей тока КЗ по формуле (27):

(27)[10]

где - нормированное процентное содержание апериодической составляющей в отключенном токе

i_а.ном – номинальное допустимое значение

i_а - апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов t= .

Величина i_а рассчитывается при условии определения её максимального значения по формуле (28) и (29):

(28)[10]

(29)[10]

i _а.ном > i _a 6,50> 0,67 - выключатель прошел проверку.

д) По включаемой способности

I_вкл > I_по

где I_вкл – номинальный ток включаемого выключателя, равен 20 кА

I_по = 4,08

20 > 4,08 выключатель прошел проверку.

е) По электродинамической стойкости

i_дип > I_уд

i_дип - амплитудное значение тока динамической стойкости

I_уд – ударный ток трехфазного КЗ

i_дип > I_уд 52 > 7,9

Выключатель подходит.

ж) По термической стойкости

при t_откл < t_пер

где t_пер – ток термической стойкости;

t_тер – длительность протекания тока термической стойкости

где I_no – действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени от эквивалентного источника

Т_{а экв} – эквивалентная постоянная времени затухания

t _откл – расчетная продолжительность КЗ с учетом реальной величины

Продолжение расчета

при t_откл < t_пер

280 > 12 при 0,6< 3

Выключатель проходит по термической стойкости.

Выключатель марки ВВЭ-10-20/630УЗ прошел все проверки и выбираем его окончательно.

Предварительный выбор низковольтного электрооборудования

1.8.1 Предварительный выбор автоматических выключателей

Таблица 5 – Выбор автоматических выключателей

Продолжение таблицы 5

Рассчитаем ток, проходящий через автомат QF₂, который питает осветительную нагрузку:

Определим I_н.р автоматических выключателей по формуле:

Для автомата QF₁ I_н.р > I_p

Для осветительной сети выбираем автоматы поскольку используются ДРЛ по I_н.р > 1,3 * I_p

РП 1 I_н.р > 1,1 * I_p = 1,1 * 114,6 = 126,06

РП 2 I_н.р > 1,1 * I_p = 1,1 * 63,8 = 70,18

РП 3 I_н.р > 1,1 * I_p = 1,1 * 38,9 = 42,8

РП 4 I_н.р > 1,1 * I_p = 1,1 * 99,9 = 109,9

РП 5 I_н.р > 1,1 * I_p = 1,1 * 122,6 = 136,86

Выбираем автоматы, питающие отдельные электроприемники.

I_н.р > 1,25 * I_p – для приемников с одним двигателем;

I_н.р > 1,1 * I_p – для приемников с несколькими двигателями;

I_н.р > I_p – для неэлектродвигательной нагрузки

1.8.2 Выбор проводов и кабелей цеховых сетей 0,4 кВ

Таблица 6 – Выбор проводов и кабелей цеховых сетей 0,4 кВ

№		W2	W3	W4	W5	W6	W7	W8	W9	W10	W11	W12	W13
1.	Iн.р.,А		114,6	63,8	38,9	99,9	122,6	33,2	11,8	33,2	37,8	33,2	37,8
2.	Iдд,А
3.	Чис.ло жил	3*25+1*18	3*50+ 1*25	3*25+ 1*18	4*8	3*50+ 1*25	3*50+ 1*25	4*8	4*2	4*8	4*8	4*8	4*8
4.	Ус.проклад	В трубе	открыто	В трубе
5.	марка	П Р Т О
6.	R1	1,25		1,25	5,21			5,21	15,62	5,21	5,21	5,21	5,21
7.	X1
8.	, м
	W14	W15	W16	W17	W18	W19	W20	W21	W22	W23	W24	W25	W26
1.	37,8	37,8	33,2							30,3	30,3		18,2
2.
3.	4*8	4*8	4*8	4*2	4*2	4*2	4*2		3*25+ 1*18	4*6	4*6		4*2,5
4.	В т р у б е
5.	П Р Т О
6.	5,21	5,21	5,21	15,62	15,62	15,62	15,62		10,42	5,9	5,9		12,5
7.
8.
0.	W27	W28	W29	W30	W31	W32	W33	W34	W35	W36	W37	W38	W39
1.	42,4	42,4						34,8		11,8	18,2	16,6	73,3
2.
3.	4*10	4*10	4*2	4*2	4*2	4*2	4*2	4*8	4*2	4*2	4*2,5	4*2	3*25+ 1*18
4.	В т р у б е
5.	П Р Т О
6.	3,12	3,12	15,62	15,62	15,62	15,62	15,62	5,21	15,62	15,62	12,5	15,62	5,21
7.		0,099
8,
0.	W40	W41	W42	W43	W44	W45	W46	W47	W48	W49
1.			13,5	73,3	8,3	11,8	12,12
2.
3.	4*3	4*2	4*2	3*25+ 1*18	4*2	4*2	4*2	4*3
4.	В т р у б е
5.	П Р Т О
6.	10,42	15,62	15,62	12,5	15,62	15,62	15,62	10,42
7.
8.

ПРТО – провод с медной жилой, с резиновой изоляцией, в оплетке из хлопчатобумажной пряжи, пропитанным противогнилостным составом. Для прокладки в трубах.

1.8.3 Выбор распределительных пунктов (РП)

Распределительные пункты выбираем по:

а) номинальному напряжению;

б) расчетному току на вводе в РП;

в) числу отходящих линий;

г) по числу фаз на каждой отходящей линии;

д) по расчетному току каждой отходящей линии.

Для РП 2 выбираем: ПР 850-143-54-УЗ

ПР – пункт распределительный

85 – номер разработки схемы переменный ток

3 – навесное исполнение

143 – номер схемы шкафа

54 – степень защиты (5 – защита от проникновения внутрь оболочки предметов длиной до 80 мм; 4 – защита от вертикальных капель воды)

У – климатическое исполнение для умеренного климата

З – категорния размещения для закрытых помещений.

Для РП 4 выбираем: ПР 8501- 3 142-54-УЗ с током на вводе 567 А

Выбираем РП 1 и РП 3, т.к. токи очень высокие на входе РП, то один РП с задачей распределения электроэнергии не справляется, поэтому вместо одного РП будем применять на его месте два РП по схеме:

Для РП 1.1 и РП 1.2 выберем ПР 85-3033-54-УЗ с током на вводе 300 А с 6-тью отходящими линияыми, При этом часть отходящих линий будет резервная.

Для РП 3.1 и РП 3.2 выбираем: ПР 85-3038-54-УЗ с током на вводе 300 А с 8 отходящими линиями. При этом часть отходящих линий будет резервная.

Троллейные шинопроводы выбираем по номинальному напряжению и расчетному току. Параметры выбранного шинопровода сводим в таблицу.

I_р = 8,78 (А) 40 > 8,78 (А). Поэтому выбираем шинопровод 40 (А).

Таблица 7

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману