Курсовой проект
По учебной дисциплине
“Проектирование систем электроснабжения”
Вариант № М-3
Выполнил:
студент 4 курса
группы ЭЭ-11-11
Руководитель проекта:
Атаманов М.Н.
Чебоксары 2015
Содержание:
1. Схема электроснабжения цеха и исходные данные к ней…………………………………….3
2. Определение допустимого расчета вклада потребителя в показатели качества электроэнергии…………………………………………………………………………………………..6
3. Расчет емкостного тока замыкания на землю кабельной сети……………………...……….11
4. Расчет петли «фаза-ноль»……………………………………………………………...………13
5. Распределение конденсаторных батарей в электрической сети (магистральная и радиальная сеть)………………………………………………………………………………………..19
6. Замена малозагруженного АД…………………………………………………………………27
7. Экономически целесообразный режим работы трансформатора…………………...………31
Схема электроснабжения цеха и исходные данные к ней
Схема электроснабжения цеха состоит из источников питания и линий электропередачи, осуществляющих подачу электроэнергии к предприятию, связывающих кабелей (KЛ) и проводов, через трансформаторную подстанцию (ТП), где трансформаторы Т1 и Т2 понижают напряжение с 110 кВ до 10 кВ, для обеспечения питания электроэнергией потребителей на требуемом напряжении.
Трансформаторы Т3 и Т4 понижают напряжение с 10 кВ до 0,4 кВ для питания низковольтных потребителей.
Выключатели Q1...Q6 предназначены для оперативного переключения и вывода в ремонт элементов схемы.
Секционный выключатель QB1, выполняют функцию автоматического ввода резерва (АВР).
Автоматы QF1...QF10 предназначены для оперативного переключения и вывода в ремонт элементов схемы.
Конденсаторные батареи (БК) вырабатывают реактивную мощность, тем самым уменьшают передачу полной мощности через трансформаторы Т3 и Т4, вследствие чего потери в трансформаторе уменьшаются.
Магнитный пускатель КМ защищает АД от перегрузок.
Для повышения надёжности электроснабжения применяется двухтрансформаторная подстанция с раздельной работой трансформаторов в нормальном режиме, что позволяет значительно снизить уровни токов короткого замыкания, упростить схему коммутации и релейной защиты.
Рисунок 1.1 ‑ Схема электроснабжения корпуса
Исходные данные
Таблица 1.1 – Исходные данные для сети 10 кВ
| Sкз, МВА | Fкл, мм2 | Lкл, км | Sт2, кВА | Рп, кВт | Sнг.сум, кВА |
| 4,9 |
Таблица 1.2 – Исходные данные для сети 0,38 кВ
| QF1 Iном, А | QF2 Iном, А | Fл1, мм2 | Lл1, м | QF3 Iном, А | Fл2, мм2 | Lл2, м | АД зам | |
| Рном, кВт | Wс, 1/с | |||||||
| 22,0 |
Таблица 1.3 – Исходные для распределения БК
| РП | Qн, квар | F, мм2 | L, м |
Суммарная мощность конденсаторных батарей Qбк = 585 квар.
2 Определение допустимого расчета вклада потребителя в показатели качества электроэнергии
Схема питания потребителя
В курсовом проекте потребитель - это цех, получающий питание от одной секции ПС 10 кВ с нормально отключенным межсекциокным выключателем (рисунок 2. 1).
Рис. 2.1- Расчетная схема цеха, ползающего питание от одной секции ПС 10кВ.
На рисунке 2.1 приведены следующие обозначения:
SТ- номинальная мощность одного трансформатора ГПП,
Рп - нагрузка цеха, подключенная к одной секции ГПП
Определение мощности трансформатора ГПП.
Рис. 2.2 Расчетная схема для определения мощности трансформатора ГПП
Нам задана мощность короткого замыкания на НН трансформатора ГПП с системой ограниченной мощности Sкз= 315 МВА
Рис. 2.3 Схема замещения для определения мощности трансформатора ГПП.
Мощность короткого замыкания на НН трансформатора ГПП с системой бесконечной мощности (Sкз.т.) определяется из неравенства
.
Рассмотрим 
:
Сопротивление трансформатора в именованных единицах определяется:
, где 
= 10,5 % напряжение короткого замыкания для Uв =110 кВ, /6/ с. 219.
Найдем :
Полученное выражение подставим в формулу
Мощность трансформатора ГПП (Sт, МВА)
Таким образом, согласно шкале номинальных мощностей выбираем трансформатор с Sт = 40 МВА.
2.3 Определение допустимого расчетного вклада потребители в показатели качества электроэнергии.
В программе используется таблица " Допустимые значения показателей качества электроэнергии по ГОСТ 13109 – 97”, /1/.
Допустимый расчетный вклад 
потребителя для всех ПКЭ /11/:
,
где 
- показатель распределяемый, это часть ПКЭ, распределяемая между потребителями данного узла (нормируется для ПКЭ, зависит от напряжения питания);
dn- доля потребителя, это доля нагрузки потребителя в нагрузке ПС при полном использований ее пропускной способности (зависит от схемы питания, определяется расчетом);
а - показатель суммирования, это показатель степени, учитывающий механизм суммирования ПКЭ от различных источников искажения (нормируется для ПКЭ).
Так как питание потребителя осуществляется от одной секции ПС с нормально отключенным межсекциокным выключателем, то
,
где 
-пропускная способность НС, это максимальная мощность, которая в нормальном режиме может быть передана через трансформаторы понижающей ПС, от которой получает питание потребитель;
Sт -номинальная мощность одного трансформатора ГПП.
Доля потребителя dn:
где 
- расчетная максимальная мощность потребителя, =0,7425 МВт.
Допустимые расчетные вклады потребителя для показателей качества электроэнергии (
):
- коэффициентнесимметрии напряженияпообратнойпоследователь ности (К2U):
(нормально – допустимые значения);
(максимально – допустимые значения).
- коэффициент п-ой гармонической составляющей напряжения КU(n)
1) КU(n) , создаваемый преобразователями, с порядками:
(для n=3,5,7);
(для n=11,13);
(для n>13, нечетные гармоники);
(для n – четные гармоники).
- коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения КU:
1) КU для 6 –пульсных преобразователей:
(нормально – допустимые значения);
(максимально –допустимые значения).
2) КU для 12 –пульсных преобразователей:
(нормально – допустимые значения);
(максимально – допустимые значения).
3) КU для других ЭП:
(нормально – допустимые значения);
(максимально – допустимые значения).
Результаты сведем в таблицу 2.1
Таблица 2.1 – Допустимые показатели качества электроэнергии
| Показатели качества электроэнергии | Допустимые по ГОСТ 13109-97 значения, % | ДРВ потребителя, % | ||
| Норм. | Пред. | Норм. | Пред. | |
| Коэффициент обратной последовательности К2U Коэффициенты гармонических составляющих, создаваемых преобразователями КU(n), с порядками: n=3,5,7 n=11,13 n>13 n-четные Коэффициенты гармонических составляющих, создаваемых другими ЭП, КU(n): n – нечетные n – четные Коэффициент несинусоидальности КU для групп искажающих нагрузок: 6-рульсных преобразователей 12-пульсных преобразователей Других ЭП | 2,0 - - - - - - 4,0 4,0 4,0 | 4,00 5,00 5,00 5,00 2,50 5,0 2,5 8,00 8,00 8,00 | 1,139 - - - - - - 2,624 2,784 2,931 | 2,279 2,652 3,355 3,908 1,954 3,908 1,954 5,248 5,569 5,862 |
Результаты расчетов, полученные с помощью программы WKLAD (PRES2).
ДОПУСТИМЫЙ РАСЧЕТНЫЙ ВКЛАД ПОТРЕБИТЕЛЯ
В ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Исходные данные
Наименование потребителя - Предприятие
Питание потребителя:
От одной секции ПС с нормально
отключенным межсекционным выключателем
Расчетная максимальная нагрузка потребителя Рп (МВт): 0.743
Номинальная мощность одного трансформатора Sт (МВА): 1.600
Номинальное напряжение в точке присоединения к сети:
6-20 кВ в сети, питающейся от подстанции 110 кВ и выше
Допустимые показатели качества электpоэнеpгии
-------------------------------------------------------------
Показатели качества |Допустимые по |Допустимые рас-
электроэнергии |ГОСТ 13109-87 |четные вклады
|значения, % |потребителя,%
|нормаль- макси-|нормаль- макси-
| ные мальные| ные мальные
-------------------------------------------------------------
Коэффициент обpатной | |
последовательности | 2.0 4.0 | 1.140 2.280
Коэффициенты гаpмо- | |
нических составляющих, | |
создаваемых пpеобpазо- | |
вателями, c поpядками: | |
n = 3, 5, 7 | - 5.0 | - 2.652
n = 11, 13 | - 5.0 | - 3.355
n > 13 нечетные | - 5.0 | - 3.908
n - четные | - 2.5 | - 1.954
Коэффициенты гаpмо- | |
нических составляющих, | |
создаваемых дpугими ЭП: | |
n - нечетные | - 5.0 | - 3.908
n - четные | - 2.5 | - 1.954
Коэффициенты несинусои- | |
дальности для гpупп | |
искажающих нагpузок: | |
6-пульсных пpеобpазователей | 4.0 8.0 | 2.624 5.248
12-пульсных пpеобpазователей | 4.0 8.0 | 2.784 5.569
дpугих ЭП | 4.0 8.0 | 2.931 5.862
Коэффициент тяжести | |
колебания напpяжения, o.e. | - 1.0 | - 0.331
