Проектирование цеховой трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ промышленного назначения
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ров из строя) оставшийся в работе трансформатор обеспечил работу электроприёмников второй категории с допустимой перегрузкой [14]. Исходными данными для расчёта мощности трансформаторов являются: полная расчётная мощность нагрузок 0,4 кВ Sp = 358 кВА (разд. 2); категории электроприёмников по надёжности электроснабжения II - 92%, III - 8%; полная расчётная мощность электроприёмников П категории S = 0,92Sp = 0,92 х 358 = 330 кВА; Кзт - коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме, находящийся в пределах 0,6-0,75 [2]; Кар - коэффициент перегрузки трансформатора в аварийном режиме не превышающий значения 1,4 при этом с максимальной перегрузкой допускается работа трансформатора не более 6 часов в сутки в течение не более 5 суток подряд. Предварительно рассчитаем ориентировочную мощность трансформаторов, удовлетворяющую указанным выше условиям:
Для определения оптимальной величины мощности трансформатора рассмотрим следующие стандартные значения мощности трансформаторов меньшие и большие ориентировочной.
Вариант 1 Два трансформатора мощностью Sт = 160 кВА каждый.
Кзт = Sp/2 Sт = 358/2/160 = 1,12
уже в нормальном режиме трансформаторы будут перегружены, поэтому дальнейшую проверку не проводим и к установке 1-й вариант не принимаем.
Вариант 2. Два трансформатора мощностью Sт = 250 кВА каждый.
Кзт = Sp/2 Sт = 358/2/250 = 0,71
что приемлемо для условия нормальной эксплуатации;
,4 Sт > Sкат= 1,4 х 250 < 330 = 350 < 330 кВт
по условию аварийной перегрузки трансформатор не подходит, поэтому к установке не принимается и в дальнейшем не рассматривается.
Вариант 3. Два трансформатора мощностью Sт = 400 кВА каждый.
Кзт = Sp/2 Sт = 358/2/400 = 0,44
мощность трансформатора удовлетворяет условию нормальной эксплуатации;
1,4 Sт > Sкат = 1,4 х 400 > 360 = 560 > 360 кВА
условие аварийной перегрузки трансформатора также удовлетворяется, поэтому трансформатор мощностью Sт = 400 кВА к установке принимается.
Вариант 4. Два трансформатора мощностью Sт = 630 кВА каждый.
Кзт = Sp/2 Ят = 391/2/630 = 0,31
довольно низкий коэффициент загрузки трансформатора, который показывает, что даже в часы максимальных нагрузок нормального режима трансформаторы будут работать с большой недогрузкой, т.е. в неэкономичном режиме, что приведёт к большим потерям электроэнергии и необоснованно завышенным капитальным затратам и эксплуатационным расходам. Поэтому 4-й вариант к установке не принимается и в дальнейшем не рассматривается. Окончательно, поскольку приемлемым к установке является только один 3-й вариант, то принимаем к установке два трансформатора мощностью по 400 кВА каждый марки ТМ с естественным масляным охлаждением. Каталожные данные трансформатора [10] приведены в таблице 3.
Рисунок 3 Схема электроснабжения ремонтно-механического цеха
Таблица 3 - Каталожные данные силового трансформатора.
ТрансформаторПотери , кВтТок холостого хода, Ix, %Напряжение короткого замыкания UK %ПримечаниеХолостого хода, ?РхКроткого замыкания, ?РкТМ-400/101,005,72,554,5
1.5 Выбор точек и расчёт токов короткого замыкания
Расчёт токов короткого замыкания (токов КЗ) необходим для последующего выбора устойчивого к действиям токов КЗ оборудования и проводящих частей, а также для расчёта уставок релейной защиты и защитных аппаратов. Мощность короткого замыкания на шинах 10 кВ питающей подстанции принимаем равной отключающей мощности выключателя на питающей линии Sк = Sоткл = 216 МBА. Остальными данными для расчёта будут являться параметры элементов электрической цепи. Расчёт произведём в именованных единицах (Ом, мОм), который заключается в определении активных и индуктивных сопротивлений цепи КЗ (так как в состав цепи входят установки среднего и низкого напряжений), приведённых к базисной ступени напряжения, при нормальном режиме электроустановки [1,3]. Для расчёта токов трёхфазного КЗ составляем расчётную схему (рис. 4.1), в которой учитываем источник питания и все элементы схемы, которые влияют на значения токов КЗ, с указанием их параметров. Сечения проводников и коммутационные аппараты предварительно выбраны по номинальному току. По расчётной схеме составляем схему замещения (рис. 4.2). В ней указываем сопротивления всех элементов и намечаем точки для расчёта токов КЗ. Рассчитаем сопротивления элементов цепи КЗ, приняв за основную (расчётную) ступень U~ = 400 B. Сопротивление системы:
Хс=U2б/Sк=4002/216=0,74мОм.
Сопротивление питающей кабельной линии Лl:
Rлl = Rо L (Uб/ Uср)2 = 1,24 х 0,9 (0,4/10)2 = 1,782 мОм;
Хл1 = Хо L(Uб/ Uср)2 = 0,099 х 0,9 (0,4/10)2 = 0,142 мОм,
Где Rо, Хо - активное и индуктивное удельные сопротивления линии, Ом/км [6]. Результирующее сопротивление цепи КЗ в точке Кl:
кl = Rл1 = 1,782 мОм,
Хкl = Хс + Хлl = 0,74 + 0,142 = 0,882 мОм,
Zк1 = /R кl + Х кl = 2,182 + 0,914 = 2,366 мОм.
Сопротивление силового трансформатора ТМ-400/10:
R*т = ?Рк/Sт = 5,7/400 = 0,01425,
R*T, Х*т - активное и индуктивное относительные сопротивления трансформатора,2к, ?Рк - напряжение и потери короткого замыкания (табл. 4).
Переходное сопротивление контактов автоматического выключателя Bl:
Rpl = 0,15мОм, самого выключателя: Rвl = 0,1 мОм, Х вl = 0,1 мОм.
Переходное сопротивление контактных соединений алюминиевых шин 0,4 кВ
Rп?/p>