Конструктивное выполнение электрической сети

 

Выбор способа распределения электроэнергии зависит от величины электрических нагрузок и их размещения, плотности застройки предприятия, конфигурации технологических, транспортных и других коммуникаций, загрязненности грунта на территории предприятия и т.д. [ ].

Токопроводы напряжением 6, 10, 35 кВ (жесткие и гибкие) при нор­мальной окружающей среде прокладываются на открытых опорах, при заг­рязненной среде или при загруженной коммуникациями территории - в зак­рытых галереях, туннелях и на железобетонных кронштейнах, укрепляемых на наружной стене производственного здания.

Кабельные линии могут прокладываться в траншеях, блоках, каналах, туннелях, на кабельных эстакадах и в галереях. Прокладка кабелей в блоках допускается: в местах пересечений с железными дорогами; в условиях большой стесненности трассы; в местах, где возможны случаи разлива расплавленного металла и т.п.

Типы кабелей выбираются в зависимости от принятого способа прокладки в соответствии с рекомендациями [ ].

После выбора и расчета схемы внутреннего электроснабжения на формате А1 рисуется полная принципиальная электрическая схема предприятия (смотри типовую однолинейную схему электроснабжения предприятия в приложении2). На схеме показываются все связи ГПП (ЦРП) с высоковольтными РП, ТП и высоковольтными электроприемниками, а также связи ТП с низковольтными РПН. На схеме указываются также тип и длина воздушных и кабельных линий, типы силовых трансформаторов, коммутационной аппаратуры, предохранителей, трансформаторов тока и напряжения, шин распределительных устройств, трансформаторов собственных нужд, конденсаторных установок, комплектных распределительных устройств, измерительных приборов, устанавливаемых на стороне высшего и низшего напряжения ГПП. При этом в обозначении используемого электрооборудования следует обязательно указать номинальные данные, например, напряжение, мощность, ток, а также ток электродинамической стойкости, коэффициент трансформации трансформаторов тока и т.д.

Для пояснительной записки на формате А4 рисуется упрощенная схема электроснабжения предприятия (без разъединителей, трансформаторов тока и напряжения). На ней показываются только шины низшего напряжения ГПП, РП, ТП, РПН и высоковольтные электроприемники. Схема на формате А4 ис­пользуется для пояснения расчетов питающих линий предприятия. На рисунке 3.3 приведен пример упрощенной электрической схемы внутреннего элект­роснабжения предприятия.

 

Расчет питающих линий

 

Сечение кабелей напряжением 6...10 кВ определяется по экономической плотности тока и проверяется по допустимому току кабеля в нормальном режиме работы с учетом условий его прокладки, по току перегрузки, потере напряжения в послеаварийном режиме и термической стойкости к токам короткого замыкания. Весь расчет сводится в таблицу 3.13.

Расчетный ток в кабельнойлинии в нормальном режиме

I_p,k = S _p,k / ∙ U_H, (3.33)

где S _p,k - полная мощность, которая должна передаваться по кабельной линии в нормальном режиме.

Например, при питании однотрансформаторной цеховой подстанции S _p,k - это расчетная нагрузка трансформатора подстанции, при питании двух­трансформаторной подстанции - расчетная нагрузка, приходящаяся на один трансформатор, а при питании распределительного устройства 6, 10 кВ -нагрузка, потребляемая одной секцией сборных шин. Для магистральной линии мощность S _p,k должна определяться для каждого участка путем сум­мирования расчетных нагрузок соответствующих трансформаторов, питаю­щихся по данному участку магистральной линии.

Сечение кабельной линии, определяемое по экономической плотности тока

F_э = I_p,k / j_э, (3.34)

где j_э – экономическая плотность тока, зависящая от типа кабеля и про­должительности использования максимума нагрузки [3, табл.2-35].

По результату расчета выбирается кабель, имеющий ближайшее меньшее стандартное сечение по отношению к F_э. При выборе типа исполнения ка­беля должны учитываться условия окружающей среды [3, табл 2-36]. Для выбранного кабеля по таблицам находят длительно допустимый ток I_доп [3; табл. 4; 7; 11].

Допустимый ток кабеля с учетом условий его прокладки рассчитывается по формуле

I¢_доп = К_п ∙ К_t ∙ I_доп > I_p,k / n_k, (3.33)

где Кп - поправочный коэффициент на число параллельно прокла­дываемых кабелей [3, с. 81; 5, с. 141]; К_t - поправочный коэффициент на температуру среды, в которой прокладывается кабель [3, с. 81]; n_k - число запараллеленых кабелей в кабельной линии.

Согласно ПУЭ для кабельных линий, прокладываемых по трассам с раз­личными условиями охлаждения, сечения кабелей должны выбираться по участку трассы с худшими условиями охлаждения, если длина его состав­ляет более 10 м. Например, при прокладке кабеля в траншее и кабельном канале цеха коэффициент К_t берется по температуре цеха не ниже +20..25°С.

Под послеаварийным режимом кабельной линии следует понимать режим, когда выходитиз строя одна из двух кабельных линий, питающих потребители 1-й и 2-й категории. При этом нагрузка на линию удваивается, т.е. I_АБ =2·I_p,k. Допустимая перегрузка кабеля в указанном режиме

I¢_AB = K_AB ∙ I¢_доп > I_АВ / n_k, (3.36)

где K_AB – коэффициент аварийной перегрузки [5, с. 141; 7, с. 214].

 

 

 

Н

РПН-5

РПН-4

РПН-3

2 с.ш. 10 кВ

Рисунок 3.3 –Фрагмент упрощенной электрической схемы внутреннего электроснабжения предприятия

Потеря напряжения в кабельной линии

% 100%£ =10%, (3.33)

где Р_р,Q_p - расчетные активная и реактивная нагрузки; Х_о,R_о- удельные индуктивные и активные сопротивления кабеля [24, с. 98, 121, 127, 132].

На этом предварительный расчет кабельных линий для номинального и аварийного режимов заканчивается. Полученные сечения кабелей исполь­зуются при расчете токов короткого замыкания, после которого определя­ется сечение кабеля f_Тс по термической стойкости к токам к.з. и, ес­ли выбранное в данном разделе сечение кабеля оказывается меньше f_t.с, производится его соответствующее уточнение в таблице 3.13.

Положения по расчету и выбору токопроводов на напряжение 6, 10, 35 кВ приведены в справочниках [3, разделы 1-22...1-25; 5, раздел 14].

 

Таблица 3.13 – Расчет кабельных линий

 

№ п/п

Конечные пункты кабельной линии

Рр, кВт

Qp, квар

S p,k, кВ×А

Ip,k, А

Fэ, мм2

ft.с, мм2

Тип и кол-во кабелей

Способ прокладки

Нагрузка на кабель А

Iдоп, A

Кп, О.е.

Кt, О.е.

I’доп A

КАВ О.е.

I’АВ A

l, мм

R0, Ом/км

x0, Ом/км

∆u, %

В норм. режиме

в послеаварийном режиме

…